Усилители мощности низкой частоты (УНЧ)

Лекция №6.

Фаза выходного напряжения.

Отрицательно обратные связи в уменьшительных каскадах.

Схема с общим коллектором.

Лекция № 5.

1. Этот каскад часто входит в схемы как каскад сопряжения, имея специфические R_вх и R_вых .

Не дает большого усиления по мощности и не дает усиления по напряжению.

Рис.5.1

Эквивалентная схема:

>>

Рис.5.2

1) R_вх=R₁//R₂//r_вх;

r_вх= =;

R_вх=;

β=50;

R_э //R_н=1 кОм;

R_вх=51 кОм.

2). R_вых = R_э // (r_э+);

Так как ~ 0;

=> R_вых = R_э // r_э.

3). K_I=;

I_н=(β+1)I_б;

K_I=(β+1) I_б .

4). К_н= К_I β+1) > < 1;

К_{н_}-> 1не усиливает входного напряжения.

2. Большинству эл. усилителей требуется отрицательная обратная связь, чтобы при изменении частоты, амплитуды входного сигнала, а также температуры; коэффициенты усиления оставались постоянны и для придания схеме спец. свойств.

U_вх

j

Рис.5.3

j

U_вх

U_y

U_oc

Рис.5.4

U_д=U_вх-U_ос;

K_нос=;

K_нос=;

dK_нос=;

К_н -> 20%;

K_н=50, j=0,1, K_нос->0,5%.

Рис.5.5

С увеличением коэффициента отрицательной ОС равномерность частотной характеристики увеличивается, уменьшаются частотные искажения.

U_вх=U_у+U_oc;

U_oc=U_y k j.

Последовательная ООС по напряжению:

R_вхос= (1+К_н*j);

R_выхос=.

Последовательная ООС по току:

увел. R_вх и R_вых.

R_вх=(1+К_jy;

R_вых=(1+К_j.

Рис.5.6

Рис.5.7

Рис.5.8

Пример построения усилителя с отрицательной обратной связью. Два каскада, схема с общим эмиттером (схема p-n-p):

Рис.6.1.

Двухкаскадный усилитель с межкаскадными связями.

R^’_ос R_э1 – последовательная отрицательная обратная связь по напряжению (в противофазе входному напряжению);

R-C-цепочка нужна для термостабилизации;

Входное сопротивление увеличивается, а выходное – уменьшается.

C^’_p5R^”_ос – параллельная отрицательная обратная связь по току.

Исключаем из цепи C_э , чтобы не было искажений по переменной составляющей.

Межкаскадная отрицательная обратная связь (ООС) – с выхода второго каскада на вход первого каскада.

Местная последовательная ООС по току проходит через R_э1 .

1.местная ООС по току (по переменному току местной ООС нет).

2.местная ООС по току (и по постоянному, и по переменному токам).

Усилители мощности являются выходными каскадами многокаскадного усилителя и служат для обеспечения в нагрузке заданной мощности (нагрузка является низкоомной 3-12 Ом).

В связи с тем, что требуется большая мощность и выходное напряжение довольно большой амплитуды, то ток достигает больших величин.

Необходимо усилить и ток, и напряжение.

Особое значение приобретает коэффициент полезного действия (КПД), поскольку уже в режиме покоя будут потребляться большие токи и большие напряжения, выделяться большая мощность (КПД сильно снижается, если работает в режиме класса А на линейном участке характеристики (схема с общим эмиттером (ОЭ))).

АВ

А

В

Рис.6.2.

В схему включают еще один транзистор, потому что один из транзисторов пропускает верхнюю часть графика, а другой – нижнюю, и, таким образом, на нагрузку попадает все напряжение).

Рис.6.3.

Рис.6.4.

Достаточно большие нелинейные искажения, обусловленные довольно большой нелинейностью на начальном участке характеристики.

Режим класса АВ:

А

АВ

t

Рис.6.5. t

Рис.6.6.

Нелинейные искажения сильно уменьшаются. Режим класса АВ является основным усилителем мощности.

Режим класса В:

P_н – мощность, выделяемая на нагрузке;

P_сум – общая мощность;

;

E_п – напряжение питания, 𝛾 – коэффициент использования Eп

E_п = 𝛾, 0<𝛾<1;

𝛾 = 1:;

P_сум = I_срE_п ;

;

P_сум =;

;

𝛾 = 1: 𝛈 = =0,785 = 78,5% = 𝛈_max;

Режим класса А:

𝛈 = 20%;

Типовая схема выходного каскада в режиме класса АВ:

VT1

VD1

>

VD2 VT2

Рис.6.7.

Двухтактный выходной каскад, схема включения с общим коллектором (ОК).

Основная проблема режима АВ – поддержка неизменным от температуры тока покоя – в этом и состоит задача термостабилизации выходного каскада.

VD1,VD2 – элементы термокомпенсации.

С увеличением температуры увеличиваются обратные токи, токи коллектора.

Чем выше температура, тем меньше напряжение на диодах.

ООС по току стабилизирует уходы тока.

Дата добавления: 2014-01-06