Выходной каскад

Выходной каскад — двухтактный эмиттерный повторитель.

Задачей выходных каскадов является обеспечение заданной мощности в нагрузке. Коэффициент усиления напряжения является для выходных каскадов второстепенным параметром; -для них наиболее важными являются коэффициент полезного действия и коэффициент нелинейных искажений при обеспечении заданной мощности.

Выходные каскады обычно потребляют основную часть мощности усилителя, поэтому высокий КПД имеет существенное значение. Это особенно важно для интегральных схем, в которых мощность, рассеиваемая кристаллом, ограничена. Что касается коэффициента нелинейных искажений, то для выходных каскадов он имеет немаловажное значение, поскольку в таких каскадах усиливаемые сигналы максимальны.

Как отмечалось выше, имеется несколько типов режимов работы выходных каскадов.

Класс А характеризуется минимальными нелинейными искажениями и малым КПД. Класс В характеризуется тем, что рабочая точка в режиме покоя расположена на границе квазилинейного участка, которая соответствует запертому состоянию транзистора. Очевидно, что в этом случае усиливаются только положительные полуволны входного сигнала. Поэтому выходное напряжение оказывается существенно несинусоидальным, т.е. содержит большое число гармоник.

Выходной каскад предназначен для отдачи в нагрузку заданной мощности сигнала при высоком кпд и минимальном уровне нелинейных и частотных искажений. Основными эксплуатационными показателями выходного каскада являются отдаваемая в нагрузку полезная мощность и кпд, качест­венными — уровень нелинейных искажений и полоса пропускания. Нелинейные искажения и кпд каскада зависят от выбора рабочей точки транзистора (электронной лампы). При большой величине сигнала нелинейные искажения в выходных каскадах на транзи­сторах возникают из-за нелинейности входных и выходных характе­ристик. При жестких требованиях к уровню нелинейных искаже­ний выходной каскад используют в режиме А, для получения высо­кого кпд — в режимах АВ и В.,

Рис. 86. Схемы включения нагрузки в выходные каскады:

а — с непосредственным подключением, б — через резисторно-емкостное устрой­ство, в — с помощью трансформатора и дросселя

Способы подключения нагрузки. По способу подключения нагруз­ки различают выходные каскады с непосредственным включением нагрузки, резисторные, трансформаторные и дроссельные.
^

При непосредственном включении нагрузки в выходную цепь усилительного элемента (рис. 86, а) без выходного устройства уп­рощается схема усилителя, отсутствуют дополнительные потери, а также нелинейные и частотные искажения, которые вносятся вы­ходным устройством. Недостатками непосредственного включения нагрузки являются прохождение через нагрузку постоянной состав­ляющей тока питания и невысокий кпд схемы (около 20 % в тран­зисторах и 10_:% в ламповых схемах усиления).

^ В резисторных выходных каскадах (рис, 86, б) нагрузка включа в выходную цепь через резисторно-емкостное - выходное уст­ройство. Ток питания через нагрузку не проходит, в схеме отсутству­ют дорогие громоздкие детали; обеспечивается пропускание широ­кой полосы рабочих частот. При включении нагрузки через RС-эле-менты кпд схемы мал (порядка 5 — 6 % на транзисторах и еще меньше в ламповых каскадах), поэтому такое включение целесооб­разно лишь при небольшой выходной мощности.

^ Трансформаторные и дроссельные выходные каскады (рис. 86, в) позволяют получить в нагрузке наибольшую неискаженную мощ­ность. При трансформаторном подключении нагрузки постоянная составляющая выходного тока не проходит через сопротивление на­грузки, поэтому, уменьшается расход потребляемой мощности пи­тания и повышается кпд. Трансформаторный каскад может обес­печить относительно высокий кпд при различных нагрузках.

Схемы выходных каскадов. Выходные каскады могут быть однотактными или двухтактными. Однотактные каскады используются при относительна малых выходных мощностях, двухтактные — при больших. В однотактных схемах транзисторы работают в режиме А, в двухтактных — в режимах А, АВ или В. Наиболее экономичной является двухтактная схема выходного каскада, работающая в ре­жиме В.

Дата добавления: 2015-05-06