Усилители мощности

Лекция 1

Производные высших порядков.

Может оказаться, что функция f¢ (x), называемая первой производной, тоже имеет производную (f¢ (x)) ¢. Эта производная называется второй производной функции f (x) и обозначается f¢¢ (x). Если f есть координата движущейся точки и является функцией времени, то мгновенная скорость точки в момент времени t равна f¢ (t), а ускорение равно f¢¢ (t).

Вторая производная также может быть функцией, определенной на некотором множестве. Если эта функция имеет производную, то эта производная называется третьей производной функции f (x) и обозначается f¢¢¢ (x).

Если определена n -я производная f ⁽ⁿ⁾(x) и существует её производная, то она называется (n +1)-й производной функции f (x): f ^{(n + 1)}(x) = (f ⁽ⁿ⁾(x))¢.

Все производные, начиная со второй, называются производными высших порядков.

Схема:

УМ состоит из 3-х каскадов 1-ый входной (обычный диф. каскад); 2 – й усилитель напряжения (на VT3) и вых каскад на 2-х тактном эмиттерном повторителе

ОС определяется R5 R4 и C2; Ck – корректирующий конденсатор (опр. верхн. граничн. частот.) верхняя граничная частота определяется С1R 1 и C2R4

Питание УМ обычно двуполярное так как не нужно Свых ↑емкости и подавляются помехи по питанию.

В высокочастотных усилителях рекомендуют входные каскады питать отдельно (лучше повышенным напряжением).

Усилитель не инвертирующий. Инвертирующие схемы усиления применяются редко.

Ко – определяется каскадом на VT3 – Ko=R7/(R6+rэ3) чем больше Ко – тем лучше работает ОС.

Для улучшения Ко=>R7 можно заменить источником тока.

Также можно заменить R3 и R2 на источники тока.

Выходной каскад = 2- х тактный для подавления четных гармоник. Обычно они делаются на комплементарных парах транзисторов. Обычно в выходных каскаде используются транзисторы по схеме составного (2 или 3)

Эмиттерный повторитель склонен к самовозбуждению при работе на комплексную нагрузку, поэтому даже 3 транзистора ставить в одно плечо не рекомендуется.

Транзисторы лучше включать по схеме Дарлингтона, а не Шокли.

В транзисторе Шокли один выход транзистора включен с ОЭ, плечи получаются несимметричны.

В схеме усилителя обязательно присутствуют узы защиты по входу и выходу и стабилизация тока покоя.

Параметры усилителей мощности

1)

2) – max амплитудное напряжение Uп=+-15; +-30

3) - действующее напряжение,

4) Rн=2, 4. 8, 16 Ом. Усилители рассчитаны на работы с определенным номинальным Rн.

5) - номинальное входное напряжение (при этом на Rн максимальная мощность) (0,25; 2; 4В) для авторесиверов (УМ для автомобилей)

Коэффициент использования Uпит

где Rs – остаточное сопротивление насыщения;

6)

На Полевых транзисторах Uост при малых токах ~0 при больших – сильно увеличивается;

8) Максимальная скорость нарастания Uвых: Параметр ограничивает скорости перезарядки внутренних емкостей. Данный параметр – параметр большого сигнала.

При работе усилителя в режиме большого сигнала (Гвых~Uпит) базовые параметры усилителя меняются (Ко, К2, f гр. и др), и точный расчет усилителя не возможен.

9) Нагрузочная прямая:

Рекомендация: большинство транзисторов не рекомендуется применять при должно быть напр. пит. больше ;

Угол отсечки транзисторов: - определяет режим работы вых. каскада; 2= определяет время работы транзистора в активном режиме;

в режиме *A:

*B:

*AB:

В режиме B вых. каскад формирует искажения типа ступеньки. 0,7 В берется из

В режиме АВ вводится ток покоя Io и исчезают искажения типа – ступенька

В режимк А: Io>Iн max транзисторы всегда открыты и искажения минимальные.

На слух воспринимается как равное по качеству ламповому усилителю. КПД при этом очень маленький При Pнагр =15Вт =>потери >200Вт

При режиме АВ Io=(0,2 – 0,3)I н max

Считается, что основные искажения в режиме АВ формируются при выключении транзистора, поэтому существуют схемы усилителей с ненулевым током выходных транзисторов.

10) Pk – мощность на транзисторе;

*в режиме В на активную нагрузку достаточно мало;

* a=1 => Pk=0,14 Pн max

a=0,636 => Pk = 0,2 P н max (более худший случай)

При комплексном сопротивлении нагрузки Pk резко возрастает и практически можно следовать рекомендациям, выбирая Pk max vt = P н max

Дата добавления: 2014-01-07