Безтактные УМ (БУМ)

Основные параметры

Усилители мощности

Усилитель мощности (УМ) – это усилитель, основной задачей которого является отдача в цепь потребителя заданной мощности. В технических устройствах УМ являются усилительными каскадами.

Классификация

1). По величине развиваемой мощности в нагрузке (малая до 0,3 Вт, средняя от 0,3 до 3 Вт, большая больше 3 Вт).

2). По типу усилительного прибора (биполярный, полевой транзистор, лампа).

3). По виду согласующего устройства (с трансформаторным входом и выходом, с трансформаторным входом и бестрансформаторным выходом, без трансформатора, с бестрансформаторным входом и трансформаторным выходом).

4). По виду усилительного сигнала (однофазный и двухфазный).

5). По способу работы (однотактный, двухтактный).

1. Активная мощность на нагрузке.

2. Коэффициент гармоник, определяющий нелинейные искажения.

3. Динамический диапазон.

4. Верхние и нижние частоты, определяющие

5. Коэффициент полезного действия.

Схема однотактного трансформаторного УМ

Сф

Rф

Eк

+

–

RБ1

RБ2

RЭ

СЭ

VT

Rн

U2

~U1

1’

2’

R_Б1, R_Б2, R_Э, R_ф и C_ф – выполняют те же функции, что и в обычном усилителе.

В коллекторную цепь включена первичная обмотка трансформатора.

Так как максимальная мощность выделяется в нагрузке при условии равенства внутреннего сопротивления источника и сопротивления нагрузки, необходимо согласовать эти сопротивления. Эта задача выполняется с помощью трансформатора.

R₂ – это сопротивление вторичной обмотки трансформатора по переменному току.

– коэффициент трансформации.

Недостаток: чем больше Р_вых, тем больше КПД, поэтому в усилителях часто используется режим Б.

В режиме Б возникает значительное количество нелинейных искажений. Для устранения этого используются бестрансформаторные усилители мощности.

U1

1’

2’

U2

VT1

VT2

Rн

Ср

Ек

+

–

Более совершенной схемой является схема с использованием конденсатора значительной емкости. В исходном состоянии оба транзистора закрыты. Если предположить, что они обладают идентичными параметрами, то на них будет одинаковое напряжение. До такого же напряжения будет заряжен С_ф, причем на правой обкладке будет +, а на левой –. Пусть зажимом 1–1’ приложено напряжение сигнала. Причем первый полупериод к зажиму 1, а следовательно, и база транзистора VT1, VT2, – +. А к зажиму 1’, то есть к эмиттерам, через R_н и С_р. Тогда транзистор VT1 будет закрыт, а VT2 открыт. Конденсатор С_р начнет разряжаться по цепи: – правая обкладка, С_р на R_н через VT2 на левую обкладку конденсатора С_р. В данном случае С_р выступает как источник, который создает через нагрузку ток в направлении на схеме сверху вниз. В следующий полупериод открывается VT1, а VT2 закрыт. Ток через нагрузку будет проходить от источника E_к по цепи.

+Е_к → R_н → С_р → VT1 → –E_к

Величину тока определяет напряжение.

Отметим, что переменному току каждый из транзисторов используется как эмиттерный повторитель (в каждый полупериод один из транзисторов закрыт), поэтому каскад работает с высокой степенью линейности, допуская заметные различия в характеристиках используемых транзисторов. Исключительная простота и высокий КПД в режиме В делают эту схему особенно пригодной для микросхемного исполнения.

В тех случаях, когда нельзя подобрать транзисторы с разной проводимостью на нужную выходную мощность, можно использовать транзисторы с одинаковой проводимостью, однако для их поочередной работы требуется двухфазное напряжение, которое создается с помощью фазоинверсных каскадов.

Дата добавления: 2014-01-11