Двухтактные усилители мощности

Однотактный усилитель мощности.

Схема усилителя приведена на рис. 5.9

Рис. 5.9. Однотактный усилитель мощности

Однотактный усилитель используется для получения малых мощностей.

Рассмотрим назначение элементов этого усилителя.

Трансформатор T_р согласует сопротивление нагрузки с выходной цепью транзистора Т. для получения оптимального режима работы усилителя.

Резисторы R_Б' - R_Б" фиксирует по постоянному току потенциал базы – напряжение смещения на базу. Падение напряжения на сопротивлении эмиттера R_э создает отрицательную обратную связь по постоянному току, стабилизируя работу каскада при изменении температуры.

Во избежание появления отрицательной обратной связи по переменному току, снижающей коэффициент усиления по мощности, параллельно резистору R_э включают конденсатор С_э, имеющий малое сопротивление по переменному току для минимальной частоты сигнала. Конденсатор С₁ отделяет по постоянному току источник сигнала и усилитель мощности. В отсутствие этого конденсатора режим работы транзистора может измениться, так как часть тока базы будет попадать в цепь источника сигнала.

Схема двухтактного трансформаторного усилителя мощности приведена на рис. 5.10.

Рис. 5.10. Схема двухтактного усилителя мощности

Двухтактный усилитель мощности состоит из двух симметричных схем. Транзисторы Т₁ и Т₂ работают в одинаковом режиме. Единственное отличие в работе плеч усилителя является противофазность токов и напряжений в цепях баз транзистора и обусловленная этим противофазность переменных токов и напряжений в коллекторных цепях.

Назначение элементов двухтактного усилителя аналогично назначению элементов в однотактном усилителе.

Входной трансформатор Tр_вх обеспечивает получение двух одинаковых по модулю, но противоположных по фазе напряжений U_{вх 1} и U_{вх 2}. Выходной трансформатор Тр_вых суммирует переменные выходные токи и напряжения транзисторов. Ко вторичной обмотке трансформатора Тр_вых включен резистор нагрузки R_Н. Делитель R₁- R ₂ обеспечивает напряжение смещения на базы транзисторов и в режиме класса В оба транзистора в состоянии покоя (без входного сигнала) закрыты (на базах отрицательный потенциал в транзисторах «n-р-n» – типа).

В результате воздействия входных напряжений изменяются базовые напряжения. При синусоидальном входном сигнале в первую половину периода на базу Т₁ подается плюс, на базу Т₂ – минус. Транзистор Т₁ открывается, а транзистор Т₂ остается закрытым. Течет базовый ток I_Б1 и соответственно и коллекторный ток I_К1.

Во вторую половину периода транзисторы меняются местами. Транзисторы, работая поочередно, образуют гармоническое выходное напряжение из двух полу-синусоид.

i_К1 = I_{K1 пост} + I_Km1 ∙sinωt

i_К2 = I_{K2 пост} - I_Km2 ∙sinωt

Переменные составляющие коллекторных токов транзистора сдвинуты между собой на 180 ⁰. Величина полезной мощности, отдаваемой в нагрузку, зависит от величины переменного магнитного потока в сердечнике выходного трансформатора, который пропорционален разности токов i_К1 и i_К2. i_К = i_К1- i_К2 = 2I_Km ∙sinωt.

Таким образом, магнитный поток пропорционален удвоенной переменной составляющей коллекторного тока, а значит мощность в нагрузке, равна сумме мощностей, развиваемых каждым транзистором.

Подмагничивание трансформатора постоянным током отсутствует, т.к.постоянные составляющие коллекторных токов транзисторов компенсирует друг друга.

Преимущества двухтактных усилителей мощности:

- меньшие нелинейные искажения, поскольку высшие гармонические составляющие компенсируются;

- возможность получения высокого кпд;

- меньшая чувствительность к пульсациям напряжения питания.

Недостаток:

- усложнение схемы и конструкции из-за необходимости использования двух трансформаторов с выводом средней точки.

Дата добавления: 2015-06-04