Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств (2-е издание, 2001) (1095416), страница 28
Текст из файла (страница 28)
8.4 "м. Резисаивиьш целитель Я%2 подает постоянное смешение, 'раюшсе транзис|оры и задающее ток коллектора каждого и.. «Тка в исхОЛБОЙ РТ. рансформаторы имеют большие размеры и массу, высокую сто:ть, создают дополнительныс потери мощности (их КПД обыч- тавляст 0,7... 0,9), искажения и большие фазовыс сдвиги на ' х полосы пропускания, что препятствует охвату оконечного нас'"";глубокой ОС, так как нарушастся устойчивость. Поэтому шп" примсняются бсстрансформаторные оконечныс каскады усн- 'я мощности, хотя у них в случае малого )7„понижено усиление "'!«апряжснню, а значит, н по мощности н требуется повышенная нтуда выходного тока транзисторов, что увслпчпнаст остаточ- 'иапряжсння ::$ростсйший бестра нсформ а тор и ы й двухтактный кес т (рнс.
8.4«б) содержит н на>ятом плече свой источник пиза ,,:.К,. Рсзистинный делитель Р1 — Л4 полает постоянное смещение :транзисторы н тем самым запас~ нсобхолнчыс токи коллекторов 'угтерон) н исхолной РТ. Обычно )с2=-)сЗ(()7!=Я4. Чтобы пс бовался фазоннверсный трансформатор, транзисторы взяты Ых типов проводимости, а поэтому пол лействпем входного пе- ' нного напряжения управление нмп осуществляется в противо. ' "жных фазах.
Например, если и первый почупернод ток первого .,'изистора увеличивается, то второго — уменьшается. Здесь тран"Форы включены по схеме эмнттерных повторителей, но если с»- ' нить с обшей шиной не правый, а леный (по схеме) вывод на ки, то получим схему с ОЗ 842.
СВОЙСТВА ЛВУХТАКТ!!ЫХ КАСКАДОВ '«.В режиме А с учетом противофазности управления плечами при ной их илентнчности, отсутствии нслннсйных искажений и сину- , 'дальной форме колебания полныс токи коллекторов (к« =(ка+Т„~к э)п аа(; (ка=йка — 7, к з!и Ы. (87); (88) «а, В трансформаторном каскаде ток источника питания равен вх сумме и составляет 21кь Он ис содержит переменной составляк,. шсй, что уменьшает паразнтную ОС с предыдущими каскадамв питающимися от этого жс источника. Коллскторпыс токи цротскз ют через полонины первичной обмотки выходного трансформатора в противоположных направлениях. Поэтому магнитный ноток в его сердечнике пропорционален разностному току 1р —.|к| — 1,г= :-21|„к чпы1 н нс содсржит постоянной составляющей.
Отсутстаас постоянного подмагничивания сердечника повышает сто действуя| п|ую магнитную проницаемость, а значит, позволяет уменьшить размеры и массу трансформатора. Амплитуда псрсмсиной составляющей разностного тока равна сумме амплитуд токов коллекторов благодаря противофазноста управления транзисторами. Этой жс разности равен ток нагрузки в бестрансформаторном каскаде (рнс. 8.4,6). В любой из схем персмснные составляющие токов и мощности выходных колебаний от дсльных плеч складываются в нагрузке.
Важным достоинством двухтактного каскада в режиме А является пониженный уровень нелинейных искажений, что обусловлено взаимной компенсацией влияния кривизны передаточных хара|а|. ристик плеч, происходящей благодаря противофазностн управлс ння имн. Со спектралыюй то«|кн»ренин это вы)|ажастси и отсутст внн (компенсации) четных гармоник в выходном напряжешш В самом деле, прн наличия искажений нмссго (8.7) имеем |к| =-1кс +1«н «! и ыг+!мв з(п 2ы!+ !«м ы) и ЗЫ+... (8 9) Здесь начальныс фазы нссх гармоник для простоты приняты рзвиымн нулю.
Колсбанис на вход второго транзистора подается противене. ложным по знаку, а для сииусоидального колебания это эквивалентно сдвигу во времени на полпериода. Поэтому первые гарме. ники коллскгорных токов имеют пзаимно протнвоположныс знаки Но сдвиг иа пол~сриода первой гармоники является сдвигом нз целый период второй гармоники. Значит, вторая гармоника тока ||: сдвинута по фазе относительно второй гармоники тока (к, на 860' (на период), т.
е. по существу имеет ту же фазу. Продолжая зьа. логичные рассуждения для остальных гармоник, получаем |кэ=1км — 1„,| з)п ыг+1„,з з|п 2ы! — 1„,,з з|п З|р1+ . Тогда разностный ток 1р«2(1„,| а|им!+1~э «|и Зы1+! зз|п 5ыг+ .. ). Слетоватсльно, напряжение на нагрузке, пропорциональное разно стному таку. нс содержит четных гармоник. Но если граничные час тоты транзисторов разных плеч заметно различаются, то высок~' частотныс чстныс гармоники плеч нс точно совпадают по амплнту |за чи фазе и поэтому компенсируются нс полностью. Достоинством хтактного каскада является также его слабая чувствительность ульсациям питающего напряжения, так как они компенсируют- ,."в разностнов> токе.
:;.Линия нагрузки транзистора одного плеча в режиме А строится ' же, как для однотактного каскада. г!акз>ои нагрузочпой прямой переменного тока определяется сопротпялснием нагрузки од'о транзистора )г' „. В трансформаторном каскаде в режиме Л ' псиный ток через источник питания не протекает. Следователь- '-',работа нс нарушится, если для переменного тока в проводе ис'"ника Ев сделать разрыв.
Но тогда входное сопротивление вы''ного трансформатора между крайними выводами псрвичной ", отки Йвв тр Рн/и >>тр, и=и>р/ц>> — коэффициент трансформации, равный отношению ,ла витков вторичной и всей первичной обмоток. Оно является им сопротивлением нагрузки диух транзисторов, соединенных ".тедоватсльно и работающих одновременно в каждый полупери'':.Поэтому на один транзистор в режиме А приходится вдвое ьшее сопротивление >>>вт> = Рв 2п'>!„ !",;В каскаде с бсстрансформаторным выходом рис.
8.4,б по пере- ''ному току оба плеча подключены параллельно к одной и той же 'рузкс. В режиме Л они работают одновременно. Поэтому )гв " йо заменить параллельным соединением двух Л>вт>, условно 'надлежащих разным плечам, причем >г„>=2)г„. ".':.В режиме А энергетические соотношения для двухтактного каса те жс, что и для однотактного трансформаторного.
Выход: чощности плеч суммирую>ся, а максимальный КПД для каж: из рассмотренных схем равен 50 Р>р. ЯД. ДВУХТЛКТНЫЕ КАСКАДЫ В РЕ)КИМЕ В '-:;.,::ясли двухтактныс каскады в режиме Л дают очень малые великие искажении, то в режиме В опи обеспечивают хорошие энер,1гческие показатели, т. е. имеют высокий КПД и малую мощь потерь в транзисторах. Схемы двухтактных каскадов в режи'м';Л и В в основном одни и тс же (см., например, рис. 8.4).
Для ,ввода каскада в режим В достаточно исключить цепи смещения рого говоря, уменьшить смещение до величины, обеспечивающей ,'я отсечки 90'). ,',:;:.В этом режиме ток покоя транзистороп равен нулю (практичеочень мал), что уже предопределяет пониженный расход тока , вник. Транзисторы здесь раб>отают строго поочередно: каждый пускает полуволну тока только в спой полупериод колебания тс. 8.5,а).
Во вторую половину периода он заперт и тока от ис- 139 Рис. а.з точника питания нс потрсбляст. В этот полупериол работает второй транзистор. Напряжения коллектор †эмитт, как и в режиме йэ содержат постоянныс н переменные составляющие, причем последние взаимно протнвофазны. Нагрузочнаи прямая АВ (рнс. 8.5,б) транзистора одного пле ~з выходит из исходной РТ А, в которой /к=0, ик=-В„.
Ее наклон оп ределястся сопротивлением нагрузки по переменному току одного транзистора /г„ь которое для схемы рнс. 8А„а (прн /г1=0) равно входному сопротивлению выходного трансформатора мсжду пыжь дами одной половины первичной обмотки (вторая половина в д;юный полупериод не работает): Йвт! =-'Ра~/пп Чтж (8,10) Здесь л„=юэ/0,бпла — коэффициент трансформации одного иле~а выходного трансформатора; т1,„— его КПД. Для схемы рис. 845 (прн Я2=Ю8=0) //„~=И,. Максимальная выходная мощность, сдаваемая транзнстОрамп, Р щах=(/лкспах/юкфпзк/2 Оиа численное определяется площадью треугольника АВС. Определим КПД выходной цепи транзисторов каска 1а при спнусондальной форме колебания, Суммарный для двух пл ч ток питания имеет форму однополярных полуволн коллекторннх токов синусондальной формы с амплитудой / „, следующих в каждый полупсриод. Поэтому среднее значение суммарного тока плеч любой нз схем можно искать как среднее за полпериода: ! /д,р — — ~ /ю к 81п йда = 2Ущ к/ч, о где Ю=.ы/ — текущая фаза колебания.
Здесь определенный пигсг- 140 а а 4 „р 4 а (пан р ~6рр ав а/ р ~ О а! Рис. 6.6 '. дает площадь под полуволной синусоиды тока (длительность '"'уволны в единицах О равна и). Мощность питаши Рд=ЕП/и др, '" ходная мощность, отдаваемая транзисторами, Р =(/,„к/„,к/2. ';тому КПД в режиме В т1в=Р /Рп —- пГа(4, (8.12) а' '.$=(/,к,'Е, — коэффициент использования напряжения питания.
::-;,а остаточных иапряэксиий транзисторов коэффициент ~„,„„<1. ,этому т)в,„=п5„,„/4<п/4=0,785. Используя понятие относи"'ьиой амплитуды ~, можно записать т1в=(пв ° . График т1в при"'йи на рпс. 8.6,п. Прн малых (; здесь КПД намного выше, чем в ' яме Л ';;:"Для построения граф и кон мощностей (рпс. 8.6,6) вырайх чсрсз- Р .= (/т„, '2й„„=чаР (8.13) :1 Р „.. «.~=Ей/2Е „, — максимальная выходная мощность идеирх трап шсторов (пс ьчшощпх остазо|ны; па .ри,ксп пй).
Для ,с,,„=-1. Мошность по1ерь ва коллекторах (двух в сумме) в ре; с В имеет максимум Рь „„„=-4Р,, рх/л'=0,4Р,.„„при *=2/и=0,637. 11а рпс. 8.6 учас1юр графиков прн .,;,);~,,~((/тх) "~х, „) нереализуемы из практике и поэтому нанесены штри- ЪФ. В соответствии с (8.13) Р ~„.=1,„Р- пав >„- ',8.14) та~ .."'По сравнению с однотактным трансформаторным каскадом в ;Мтактном каскаде н режиме В при той жс Р,„максимальная И1 мошность потерь Рь „„„в несколько раз мспьшс. Если прина~в в,:„=- 1, т.
е. Нх „„=-05 и цв .„==и/4, то различие составляс в 5 раз, илн в псрссчсзс иа один гранзистор и !О раз. Более высок. :й КПД и пониженная относительная величина максимальной мошно сгн потерь в транзисторах являются главными преимушествами )„. жима В. Зь. ДВУХТЛКТНЫЕ КЛСКЛДЫ В РЕЖИМЕ ЛВ Двухтактиый каскад и режиме Л ласт очень малые ислинениые искажения, по имеет низкий КПД. Режим В обеспечивает высохни КПД, но вносит повышенные нслинсйныс искажения, обусловлсп ные кривизной начального участка передаточной характсрнсзики транзистора (к(ивз), вследствие чего совмешсиная характсрисгь ка обоих транзистороп (рис, 8.7,а), представляю1цая заиисимо~1ь их разностного тока, имеет подобие ступеньки в окрестности пг!к хода через нуль.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
