Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств (2-е издание, 2001) (1095416), страница 34
Текст из файла (страница 34)
(9.4) Соответствующая зависимость нанесена штриховой прямой ! иа рис. 9.6, а. В двухтакпюм каскаде с питанием от двух источников нала рассматривать два случая. Первый из них соответствует (! ~Е;.. т. е. с~м. Здесь источник Е совсем не используется, и мы имесч ~ '' чпый усилитель режима В с одним источником питания Е! ;,'КПД т) = и !7„,74Е! -— - пЦ4х. (9.5) "В зависимость на рнс. 9.6,а представлена прямой 2. Из срав- ''ня (9.4) и (9.5) видно, что при ~~х КПД усилителя в режиме в 1/х раз больше, чем обычного усилителя в режиме В. Это ' 'ественно, так как во столько же раз Е!<Е. -';, Для второго случая (~~х), опуская вывод, приведем окончаьную формулу КПД Ч = пЦ4(х+ (1 — х) ~1 — хай.
.::::: Его зависимость представлена кривой 3 на рнс. 9.8,а, Прн ичении й графики 3 и ! сближаются. Из их сравнения видно, ''.О при й>х выигрыш в КПД мень!пе, чем прн йк.х. Наибольшее ''аченне КПД, равное т), получается при 9=1. Оказывается, что х=)!)2=0,707 оно имеет максимум т! =85,9)уа против 54% в обычном каскаде режима В. ''! Но главный выигрыш в КПД получается при малых ампли- "дах (малых $).
Для обеспечения наибольшего среднеэксплуата- онного КПД коэффициент х следует брать примерно равным ,нвероятнейшему значению относительной амплитуды. ' ' Для выбора транзисторов по рассенпасмой мощности нужно знать макснмаль- ,',возможную мощность потерь н каждом нз инх. Опуская анализ, приведем 'ончательпые формулы максимальных относительных мощностей потерь на ос1ых (Ль,) н испомогатсльных (Лт ) транзисторах для наиболее типичного слу- н, прп котором осношюй н испозю~ательный транзисторы любого плеча а актив- режиме находятся по очсрсди (н каждую четверть периода): Л, =-Рк!,„)Р,„„,=ект) т! Лтм Ркт г„!Р „-0,203(! ргоз 2,8к), ' Р м,~,х-дт(2)т„,ь как и а (6.)З). Мощности Ркр и., и Ркт м„яилнются сред; и за период, т.
е. каждая япзяетси суммарной для диух транзисторов (по од- у н каждом плече). Крняые Л1~ и Лт пронедсны на ряс. 9.6,б, откуда видно, что чем больше и, больше Льч, но зато меньше Лт . Прп усилении сигналов с большим пнк-факм, например снгнзлоа звукового исшзння, оптималы!ое для получения нзн- ' ьшего КпД значение х=-о,з... 0,6 н максимальная мощность потерь на оспоа- , х транзисторах оказыиастся доаольио малой (мало Л1ч). -=' 9.6. некОтОРые схемы дВухтАктных КАскАдОВ РеЖИНА Вс С ПИТАНИЕМ ОТ ОДНОГО ИСТОЧНИКА Необходимость двух источников питания усложняет усилитель- устройство, а при питании от батарей усложняет и его зьс- атацию ввиду неодновременностн их разряда.
Поэтому были !66 а) Рис. 9.7 разработаны схемы усилителей, работающих в режиме ВС, но требуюшнх лишь одного источника питании. Рассмотрим некоторые нз них. 9.6.1. КАСКАД С ТРАНСФОРМАТОРНЫМ ВЫХОДОМ И ВСТРЕЧНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ ПЛЕЧ Его схема достаточно проста (рнс. 9.7,а). Здесь УТ1, УТ2, И1! и обмотка ! — 2 выходного трансформатора образуют одно плечо двухтактного каскада, аналогичное показанному на рис.
9.5, и. Элементы УТ3, УТ4, УЕ2 и обмотка 3 — 4 образуют второе плечо. Обмотки 1 — 2 и 3 — 4 являются первичными обмотками выходного трансформа~ори. Номера вывозов соответствуют очередности намотки. Вторичная обмотка его с подключенным к ней сопротивлением нагрузки !с» на схеме не показана. Встречность подключения плеч состоит в том, что у первого плеча нагрузка (обмотка 1 — 2! подключена к одному полюсу источника питайня Е, а у второго-- к другому полюсу. Транзисторы разных плеч имеют взаимно про тивоположные типы проводимости. В исходном состоянии вниду симметрии схемы постоянное напряжение Ес, на конденсаторе С1 составляет Е/2. Оно и слуигнг меньшим напряженнем питания первого плеча.
Меньшее напряжение питания второго плеча создается последовательным сведи. пением источника Е и конденсатора С!. Оно равно разности Е- — Ес~=Е(2. Ббльшнм напряжением питания каждого плеча служит нанряжепие источника Е Плечи каскада работают поочередно. В полупериод работы первого плеча конденсатор С! частично разряжается, а в другой полупериод ои настолько же подзаряжается, так как токи, протекающие через диоды У(31 и У02 в соответствующие полуперио- шв ::, (показаиЫ стрелками), одинаковы.
Поэтому всегда Ес=- Е(2, ачит, в такой схеме и — — 0,5. ',:.'Конденсатор С1 имеет большую емкость и по существу блоки- точку соединения отключающих диодов па один (любой) из " юсов источника Е. Можно блокировать и на оба полюса одиоенно. Наконец, можно от источника Е вывестн среднюю точ;;и соединить ее с обшей точкой диодов. Тогда получим симметиую схему со своим источником питания в каждом плече по' по рпс. 8.4, б. '::,Чтобы устранить нелинейные искажения, обусловленные ии"'Ктивностью рассеяния между первичными обмотками, особенно '' етные на высоких частотах, достаточно между эмиттерами ос" иых транзисторов плеч включить блокировочный конденсатор ' (показано штрихами). В этом случае обмотки 1 — 2 и 8 — 4 : зываются по переменному току включенными параллельно,что повременно повышает КПД трансформатора.
з,Если конденсатор С2 и источник Е поменять местами, то по; им двухтактный каскад с подключением источника питания ';:промежуточным точкам плеч (как па схеме рис. 7,,6). Его преимушеством является возможность бестрансфорторного управления. Для этого необходимо добавить два вход"х транзистора (по одному в каждое плечо) аналогично гТ1 и на рис. 8.1 1, а.
9.6.2. НЕСИММЕТРИс!НЫЙ ДРОССЕЛЬНЫЙ КАСКАД ПО КВАЗИМОСТОВОЙ СХЕМЕ !: Гели в схеме рнс. 9.7, а вместо обмотки ! — 2 включить сопро"вление нагрузки Я., то получим двухтактный каскад с дроссель,' м выходом (рис. 9.7, б), работаюшнй в режиме ВС. Его схема имметрична, так как дроссель Е имеется только в одном пле"; Источник питания подключен к промежуточным точкам плеч, :: е. к эмиттерам основных транзисторов, для возможности бес"ансформаториого управления. Работа каскада почти не имеет особенностей.
Плечи его рабо-"ают поочередно, каждое в свой полупериод. По-прежнему Ес1= .:; Е/2 н я=0,5. При 4)0,5 часть времени работает транзистор гТ2 :: разряжает накопительный конденсатор С2. Поэтому Есз<Е и "срез дроссель Е и сопротивление нагрузки гт„течет постоянный .ок заряда конденсатора. Он создает па Я„постоянное иапряже'ие (/=, вследствие чего па величину У= уменьшается максимальдостижнмая амплитуда переменного напряжения на нагрузке " полупериод работы правого плеча. Однако при усилении сигналов с большим пик-фактором, на,ример речевых, транзистор 12Т2 открыт незначительную часть 167 времени.
Поэтому средний за период ток через него, а значит, и ток через й и напряжение 11 сравнительно малы. Прн речевом сигнале недополучение максимальной амплитуды от правого плеча составляет лишь 2тэ. Из намоточных узлов каскад содержит только один дроссель, т. е. достаточно прост. Наличие обшей точки источника питания и нагрузки позволяет без труда снимать с нее напряжение ОС. По существу рассматриваемая схема получена путем усложнения схемы двухтактного дроссельного каскада рис. 8.11,а.
Для осуществления режима ВС добавлены два диода, конденсатор С1 и по одному транзистору в каждое плечо. 9.6,3. НЕСИММЕТРИЧНЫЙ ДВУХТАКТНЪ|И КАСКАД ПО КВЛЗИМОСТОВОП СХЕМЕ БЕЗ НАМОТОЧНЫХ УЗЛОВ Схема такого каскада, работающего в режиме В, была при велена на рис. 8.11,б. Для перевода в режим ВС с х=0,5 опз должна быть усложнена, как показано на рнс. 9.8, и. Потребовалось добавить отключающие диоды ('г01, МР2), вспомогательные транзисторы ЯТ2, 1'Т4) н конденсатор С1. Работа каскада при малых мгновенных значениях усиливаемого колебания не отличается от предыдущего, а при больших он работает так же, как и по схеме рис.
8.11,б. Известны и другие схемы бестрансформаторных каскадов режима ВС. В мощных двухтактных усилителях, работающих в режиме ВС, применяю~ более сложные схемы, а оконечные транзисторы делают составными, что облегчает управление ими. Зп гл 0 // а уг Млзд Рис. 6.6 168 97. КОМБИНИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ КПД ",;,' Ключевые усилители (режима Р) обеспечивают самый вы.- 'кий КПД, ио менее точно воспроизводят форму колебания, осо"нио в области высоких частот, и дают на выходе остаточные. льсации с частотой повторения импульсов, Поэтому для умеиь'еиия искажений, создаваемых усилителем режима Р, иногда его Ъполияют обычным усилителем, работающим в аналоговом реИме (Л„В или АВ) и поэтому имеющим малые искажеиия. Вы'ды усилителей могут быть соединены друг с другом либо па" ллельно, либо последовательно.
При параллельном соединении выходные напряжения усилитеей должны быть одинаковы, а выходное сопротивлепие впало>о"го усилителя должно быть очень малым. Тогда напряжение одуктов искажения падает на выходном сопротивлении ключего усилителя. От аналогового усилителя потребляется лишь вы'" дная мощность, равная мощности продуктов искажений. По"'ому его КПД почти ие влияет иа общий !(ПД устройства. В случае последовательного соединения выходное напряжение "ючевого усилителя используют в качестве напряжения питания алогового усилителя, который как бы отфильтровывает пульса- и и продукты искажений благодаря высокому выходному соотивлению его транзисторов. Погери напряжения иа аналоговом аизисторе делают малыми, и поэтому общий КПД снижается иачительио.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
