Двухтактных усилителей

Режим В. Режим В характеризуется тем, что рабочую точку П выбирают в начале переходной характеристики транзистора ( 5.19). Эта точка называется точкой отсечки. В режиме В переменные составляющие тока и напряжения транзистора возникают лишь в положительные полупериоды входного напряжения. Выходное напряжение усилительного каскада при синусоидальном: входном напряжении имеет форму полусинусоиды, т. е. нелинейные искажения очень большие. Поэтому режим В используют, как правило,, только в двухтактных усилителях мощности.

Режим класса ABj не пригоден для однотактных усилителей, так как'нелинейные искажения становятся недопустимо большими. В двухтактных усилителях * этот режим находит широкое применение: он дает возможность использовать схему автоматического сеточного смещения и получить к. п. д. усилителя до 50%.

Режим класса Bj ( 6. 8, г) соответствует напряжению смещения УСО — УЗ и амплитуде входного напряжения Упхт^Уы- Угол отсечки в = 90°, т. е. лампа работает только в течение положительных полупериодов входного сигнала. Режим класса Вх применяется в двухтактных усилителях с автономным источником напряжения сеточного смещения и характеризуется высоким к. п. д. усилителя (до 65%) при сравнительно малых искажениях.

Работа усилителей в линейных режимах (в том числе и в рассмотренных выше двухтактных усилителях) приводит к сравнительно невысокому к. п. д. и ставит весьма сложную проблему отвода тепла, выделяющегося на анодах, коллекторах или стоках усилительных элементов (к примеру, если усилитель, выполненный по схеме 53, б отдает в нагрузку 1 кВт мощности, то почти столько же рассеивается на коллекторах выходных транзисторов VT4 и VT2). В то же время к. п. д. может быть увеличен до 99 %, а количество выделяющегося тепла уменьшено в несколько раз, если усилительные элементы будут использоваться в режиме переключения.

1. Объясните подробнее, как отрицательная обратная связь устраняет искажения малых уровней сигналов (вблизи переходов их через нулевые значения, см. 53) в двухтактных усилителях мощности.

Рассмотренные схемы составных транзисторов находят применение в бестрансформаторных двухтактных мощных оконечных каскадах. Они позволяют лучше согласовывать сопротивления нагрузки со сравнительно большими выходными сопротивлениями транзисторов и получать высокий КПД и малые нелинейные искажения. Некоторые из рассмотренных схем составных транзисторов довольно просто реализуются по интегральной технологии и используются в различных интегральных усилительных устройствах. Во всех рассмотренных двухтактных усилителях по два источника питания, чго иногда относят к их недостаткам.

В этом классе через транзистор течет небольшой ток покоя /ко и существует начальное смещение t/бэо- Нелинейные искажения в классе АВ меньше, чем в классе В, а к. п. д. падает незначительно. Класс АВ также применяется в двухтактных усилителях мощности.

Режимы классов В и АВ в однотактных усилителях мощности использоваться не могут, так как в этом случае в кривой коллекторного тока i'K имеют место существенные нелинейные искажения (см. 66). Широкое применение эти режимы находят в двухтактных усилителях мощности (см. 65), где ток в цепи нагрузки определяется суммой токов обоих транзисторов ( 67). В режиме покоя, при отсутствии входного сигнала, разность потенциалов и6э1 = ЫбЭ2 = 0 и оба транзистора заперты. Входной сигнал на базы обоих транзисторов подается в противофазе, поэтому в режиме класса В каждый из транзисторов открыт полпериода, когда "потенциал базы становится отрицательным относительно эмиттера. -

13. Почему в однотактных и двухтактных усилителях мощности предельное напряжение на транзисторе стремится к 2?к?

ных сигналов преодолена в двухтактных усилителях мощности,

Предназначены для использования в широкополосных двухтактных усилителях мощности на частотах до 400 МГц в паре с транзистором 2Т904А (КТ904А).

3.20. Моггопая (а) и трансформаторная (б) схемы двухтактных усилителей с выходом переменного тока

fa начинает возрастать пропорционально абсолютной величине разности /уШу — /ом^см» в то время как ток it остается постоянным (максимальным). Поэтому рабочей зоной двухтактных усилителей со смещением обычно считают зону, соответствующую

Наряду с рассмотренной дифференциальной схемой используют и другие двухтактные схемы. На 3.20, а, б приведены соответственно мостовая и трансформаторная схемы двухтактных усилителей о выходом переменного тока.

При использовании двухтактных усилителей обратная связь также может быть и внутренней ( 3.25, а), и внешней. В последнем случае обратная связь выполняется либо раздельной для каждого плеча усилителя ( 3.25, б, в), либо общей, когда обмотки обратной связи включены последовательно с нагрузкой ( 3.25, г, д).

Рис, 3.25. Схемы двухтактных усилителей с обратной связью

3.26. Характеристики двухтактных усилителей с: об-1Щ;й обратной связью

При рассмотрении ранее двухтактных усилителей с выходом постоянного тока отмечался их основной недостаток — низкий к п. д. вследствие наличия шунтирующей цепи. Применение в этих усилителях внутренней обратной связи позволяет получить значительно более экономичные схемы. Примером может служить схема, приведенная на 3.28. Усилитель состоит из четырех сердечников 1, Г, 2 и 2', на каждом из которых намотано по две обмотки wp. Обмотки соединены так, чтобы при подаче управляющего сигнала ток через wp увеличивался на сердечниках 1 и /' и уменьшался на сердечниках 2 или 2' (или наоборот). В течение одного полу периода питающего напряжения работают сердечники / и 2, в течение следующего — сердечники /' и 2'. Величина R0 берется равной половине сопротивления нагрузки. К. п. д. схемы близок к 40%.

9. Нарисуйте все известные вам схемы двухтактных усилителей с выходом на основной частоте. Постройте характеристику двухтактного усилителя по характеристикам однотактных.

11. Постройте на одном графике в масштабе /н =• f (/у) характеристики двухтактных усилителей с выходом на основной частоте и постоянном токе для известных вам схем1 и объясните их различие.-

Особенно ощутимы преимущества двухтактных усилителей при использовании режима В. Работа этих усилителей в режиме В в целом подобна работе в режиме А, но каждый из транзисторов открыт и участвует в формировании выходного напряжения только в течение одного полупериода. Транзисторы работают как бы поочередно, образуя гармоническое выходное напряжение из двух полусинусоид.

Преимущества двухтактных усилителей мощности — меньшие нелинейные искажения, поскольку высшие гармонические составляющие компенсируются; возможность получения высокого к. п. д. при использовании режима В; меньшая чувствительность к пульсациям напряжения питания.