Чижма С.Н. - Основы схемотехники 2008 (1055377), страница 26
Текст из файла (страница 26)
В усилителях рассматриваемого типа входной постоян- "иьйй нли медленно меняющийся сигнал преобразуется (модулируется) в пе-ременный сигнал повышенной частоты. Полученный сигнал усиливается с '.' 'помощью усилителя переменного напряжения, а затем вновь преобразуется : '1демодулируется) в постоянный или медленно меняющийся сигнал. Частота ::.:,.Переменного напряжения часто составляет десятки килогерц. Вследствие того, что в таких усилителях отсутствуют гальванические '...связи между каскадами, удается достичь высокого качества усиления, так как ,:.дрейф нуля в данной схеме отсутствует. Такие усилители могут использо..: )взвться в прецизионных устройствах. Еще одним достоинством усилителей ..::;Иоетоянного тока с преобразованием является возмохсность изолировать входную н выходную части К недостаткам таких усилителей относятся малый частотный диапазон : .и наличие импульсных помех от модуляторов, присутствующих в выходном 'сигнале 11.7.
Выходные усилители мощности Выходные усилители мощности обычно являются выходными каскада-::-;: -ми многокаскадного усилителя и предназначены для обеспечения заданной ";;-'.Мощности нагрузки Р при заданном сопротивлении нагрузки Я, как прави-:;:-'"ло, низкоомной. Получение на выходе усилителя большой мощности пред.;,,полагает работу его транзисторов при больших значениях токов и напря>ке-:.'"иий.
Отсюда следует, что одним из основных параметров усилителя стано:,:; вится его КПД. К тому же переменные составляющие токов и напряжений в ,,,"атом случае соизмеримы с постоянными составляющими сигналов. На свой,;„."ства усилителя сильно влияют связь параметров транзистора с режимами его работы и нелинейность характеристик В выходных усилителях мощности должны использоваться транзистор'ные'каскады с малым выходным сопротивлением, а вводимые цепи ООС дол';=::,жны быть только по напрязкению.
Это обусловило применение в усилителях :,.-' .'Мопщости только двухтактных схем усиления, обеспечивающих работу трап-;..'-'.'кистеров в режимах класса В и АВ. Усилители, работающих в режиме класса ;;;::А' (выходной транзистор все~да в открытом состоянии), имеют малое КПД, :.'='..
позтому при больших мощностях сигналов такие схемы используется редко. На рис. 11.17 показана двухтактная схема усилителя мощности, работа',--;,:Юйгая в режиме класса В, Усилитель, собранный на двух биполярных транзи', ' сторах различного типа проводимое~и, имеющих одинаковые параметры, 147 получил название комплементарный усилитель. Транзистор Р7; открыт при положительных значениях сигнала, а транзистор Л; — при отрицательных. При нулевом входном напряжении коллекторный ток отсутствует и мощность, рассеиваемая на транзисторах, близка к пулю. При выходной мощности 10 Вт каждый транзистор рассеивает моп!ность менее 10 Вт, максимально возможный коэффициент полезного действия схемы составляет 78 '.:о.
! +Епиг! !увых Рис. ! 1.! 7. Двухтактный усилитель мощности, работающий в режиме класса В Этой схеме присуще следующее свойство: выходной сигнал повторяет входной с разницей иа величину падения напряжения У,э, на положительном интервале входного сигнала выходное напряжение примерно на 0,6 В меньше, чем входное, на отрицательном интервале наоборот. Для синусоидального входного сигнала выходной будет таким, как показано на рис. 11.! 1, а. Такое искажение сигнала называется переходным искажением.
Для улучшения формы сигнала нужно немного сместить двухтактный каскал в состояние проводимости, как показано на рис.11.18. Рис. 11.18. Двухтактный усилитель, работающий в режиме класса АВ 148 Резисторы смещения А переводят диоды в состояние проводи мости, бла~~вщвря чему этому напряжение на базе КТ, превышает входное напряжение Вазвеличииу напряжения на диоде, а напря»гение на базе 1'Т, на величину вйд»ения напряжения на диоде меньше, чем входное напряжение. При нуле':::,ьдм-.входном сигнале оба транзистора немного приоткрыты, их рабочие точ;"' ':ии) находятся в начале линейного участка входных характеристик (рис.
11.9), .,""'ренистор А выбран так, чтобы обеспечивался необходимый базовый ток в 'вяя:ддиых транзисторах при пиковых значениях выходно1о сигнала. В этой :;. '.еяйме 'несколько увеличивается мощность, рассеиваемая на транзисторах, н уменьшается КПД Для улучшения параметров схемы часто используют двухзактный уси"'",;дцтель мощности с операционным усилителем (рис.11,19). В схеме исполь::-:.:;. :йовгана общая отрицательная обратная связь (резисторы А, и А,), охватываю- 'зщая оба каскада (на операционном усилителе и на биполярных транзисто',: рах), благодаря которой схема создает настолько малые искажения, что часто йе,требует дополнительных цепей смещения для каскада на транзисторах ':,.'И...; и ртг Посколь у напряжение на на рузке Ал примерно Равно напр»)ке;;,; иию,на выходе ОУ, то мощность на выходе усилителя ограничивается выход- -МММ напряжением ОУ, Т1 ВЫХ Рис 11 19.
Усилитель мощности с ОУ рассмотренный выше усилитель имеет один серьезный недостаток: он :з:::Ж"обладает температурной стабильностью. При нагревании выходных тран';: .,'.зис1оров (они нагреваются, так как рассеивают мощность), напряжение и, ,::::.ивФиает убывать, а коллекторный ток покоя — возрастать. Выделяющееся : ЩЖ этом дополнительное тепло усугубляет положение и повышает вероят-'; -'Мвть того, что в схеме получится неконтролируемая тепловая положитель- )кФ~'обратная связь (эта вероятность зависит от ряда факторов: насколько ве ' "'Фзя радиатор для отвода тепла, совпадает ли температура диодов с темпера- турой транзисторов и т.д.).
Для исключения этого эффекта используют схему с параметрической температурной стабилизацией режима (рис. 11.20). Для примера здесь показан случай, когда входной сигнал снимается с коллектора предшествующего каскада, резистор выполняет двойную функцию: он являсгся коллекторным резистором транзистора РТ, и формирует ток для смещения диодов и смещающего резистора в основной двухтактной схеме. Резисторы А, и А, обычно имеют сопротивление несколько ом и ниже, они уменьшают влияние критического смещения тока покоя: напряжение между базами выходных транзисторов должно быгь немного больше, чем удвоенное падение напряжения на диоде, дополнительное падение напряжения обеспечивает регулируемый резистор смещения А, (иногда его заменяют еше одним диодом).
Рис. !! .20. Усилитель с температурной параметрической стабилизацией режима Падение напряжения на резисторах А, и А, составляют несколько десятых долей вольта, благодаря этому температурное изменение напряжения ст не приводит к быстрому возрастанию тока (чем больше падение напряжения на А, и Ал тем менее чувствителен к температуре усилитель) и схема работает стабильно. Стабильность увеличивается, если диоды имеют тепловой контакт с выходными транзисторами (размещены на их корпусе).
Еще одно преимущество схемы состоит в том, что регулировка тока покоя позволит управлять величиной перехолных искажений. При выборе тока покоя следует найти компромисс между уменьшением искажений и рассеиваемой мощностью в состоянии покоя. 150 Составной транзистор, Если соединить транзисторы, как показано на ' рис. 11,21, то полученная схема будет работать как один транзистор, причем ':--его коэффициент р' будет равен произведению коэффициентов 1У составляющих транзисторов К Тг Рис. ! 1.21.
Составной транзистор Этот прием полезен для схем, работающих с большими токами (па '":.'„: пример, для стабилизаторов напряжения или выходных каскадов усилите'""лей мощности) или для входных каскадов усилителей, если необходимо :обеспечить большой входной нмпеданс, Для улучшения параметров схемы '.';.-.между базой и эмиттером транзисторов включают резистор А, который пре,':-' дотвращает смещение транзистора 1гТ, в область проводимости за счет то','::-,'ков утечки транзисторов 1гТ, и Р7;.
Сопротивление резистора выбирают та- '...ким, чтобы токи утечки создавали на нем падение напряжения, не пре выша''. ": -ющее падение на диоде в предыдущей схеме, и вместе с тем, чтобы через ', него протекал ток, малый по сравнению с базовым током транзистора РТ,. :: ':: Обычно сопротивление Я составляет несколько сотен ом в мошном составЙом транзисторе .Промышленность выпускает составные транзисторы в виде закончен.:',а-Ных модулей, включающих, как правило, и эмиттерный резистор.
турой транзисторов и т.д.). Для исключения этого эффекта используют схему с параметрической температурной стабилизацией режима (рис. 1!.20). Для примера здесь показан случай, когда входной сигнал снимается с коллектора предшествующего каскада, резистор выполняет двойную функцию: он является коллекторным резистором транзистора (Т, и формирует ток для смещения диодов и смеща>ощсго резистора в основной двухтактной схеме.
Резисторы А, и )г, обычно имеют сопротивление несколько ом и ниже, они уменьшают влияние критического смещения тока покоя: напряжение между базами выходных транзисторов должно быть немного больше, чем удвоенное падение напряжения на диоде, дополнительное падение напряжения обеспечивает регулируемый резистор смещения А, (иногда его заменяют еше одним диодом). Рис. 11.20.
Усилитель с температурной параметрической стабилизацией режима Падение напряжения на резисторах А, и Я, составляют несколько десятых долей вольта, благодаря этому температурное изменение напряжения (', не приводит к быстрому возрастанию тока (чем больше падение напряжения на Я, и К,, тем менее чувствителен к температуре усилитель) и схема работает стабильно.
Стабильность увеличивается, если диоды имеют тепловой контакт с выходными транзисторами (размещены на их корпусе). Еше адно преимушество схемы состоит в том, что регулировка тока покоя позволит управлять величиной переходных искажений. При выборе тока покоя следует найти компромисс между уменьшением искажений и рассеиваемой мощностью в состоянии покоя. 150 Составной транзистор. Если соединить транзисторы, как показано на .' "рнс. 11.21, то полученная схема будет работать как один транзистор, причем ,:.;.;;;,'ото коэффициент ь1 будет равен произведен и ю коэффициентов ф составляющих транзисторов и Э Рис. 11.21.
Составной транзистор Этот прием полезен для схем, работающих с большими токами 1на;: пример, для стабилизаторов напряжения или выходных каскадов усилите, -,,лей мощности) или для входных каскадов усилителей, если необходимо ::".-:, обеспечить большой входной импеданс, Для улучшения параметров схемы ::,. между базой и эмиттером транзисторов включают резистор А, который пре'дсотвращает смещение транзистора УТ, в область проводимости за счет токов утечки транзисторов УТ, и Уу к Сопротивление резистора выбирают та, ' .:киим, чтобы токи утечки создавали на нем падение напряжения, не превыша'--;;: ющее падение на диоде в предыдущей схеме, и вместе с тем, чтобы через йето протекал ток, малый по сравнению с базовым током транзистора 1Г, "":,":",66ычно сопротивление А составляет несколько сотен ом в мощном составном транзисторе Промышленность выпускает составные транзисторы в виде закончен'..;,за модулей, включающих, как правило, и эмиттерный резистор.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
