promel (967628), страница 31
Текст из файла (страница 31)
На нагру действует положительная полуволна напряжения ин = иа,lпе. При поступлении на вход каскада отрицательной полуволны пряжения полярность напряжений на вторичных обмотках входи трансформатора изменяется на обратную. Теперь в закрытом с тоянии будет находиться транзистор Т„а в усилении сигналз буд учзствовать транзистор Т,. На обмотке ше е трансформатора Тра ' протекания тока еае = бгое (при одинаковых коэффициентах р обо транзисторов) создается напряжение той же величины, которое буд трансформироваться с обратной полярностью в нагрузочную обмот' юк.
Нз нагрузке будет действовать отрицательная полуволна па ряжения. Таким образом, процесс усиления входного сигнала осуществл ется в два такта работы схемы. Первый такт сопровождается ус лением одной полуволны напряжения с участием первого транзи тора, а второй такт — усилением другой полуволны с участием в. рого транзистора. Описзнный процесс работы каскада поясняют графические пос роения, приведенные на рис.
2.24 для одного из тактов усилени например для транзистора Т,. Линия нагрузки каскада по постоя ному току(рис. 2.24), исходящая из точки с координатами (О; Е„), пр водится почти параллельно оси токов, поскольку сопротивление коллекторной цепи транзистора определяется малым активным с противлением первичной обмотки трансформатора Тра. Поскольк в режиме покоя Уо,к = О и то 2е коллектора определяется обратны током коллекторного перехода Уео линия нагрузки каскада по пер менному току пересекается с л нией нагрузки по постоянном току в точке с координатами (У„е ~» Уае — Е„).
Линия нагрузки каск да по переменному току проводит ли„гак Г» ока ся с учетом того, что )га = пегс„ Г г' 2 Переменным составляющим соо ветствуют построения, приведенны на рис. 2.24. ен Определим соотношения, харак тернзующие энергетические показатели каскада. Мощность выходного сигнала, ающая в первичные обмотки выходного трансформатора, оп нос~~„ется площадью заштрихованного треугольника (рис.
2.24) р,еляе (2.97] С учетом потерь мощности в трансформаторе мощность в нагрузке Ри =" Чтрнрнык.к. (2.98) так как потребляемый от источника питания ток !н является пульс н уающим током с амплитудой 7и, его среднее значение к 7„= — ~ )и з1~ Ьдб = —" о (2.99) й)ощность, потребляемая каскадом от источника питания, Ри = (2.100) Из выражений (2.97), (2.100) находим к.
п. д. коллекторных цепей каскада: Р (2,! О! ) и 4 Ек и к. и. д, всего каскада: и„„ 7) — и! 4 Е (2.102) 2Ек!кт к или 2Ек Окш 02 Рк= —" 2 К В соответствии с выражением (2 103) мощность Р зависит от величины выходного сигнала каскада. для определения максимальной Рассеиваемой мощности Р, „пРодиффеРенциРУем Ри по Ук,„и пРира~няем производную нулю: НРк 2Еи 0,нк — — О, Ен Ныкя к~'н- 127 Согласно соотношению (2.102), к. п.
д. каскада возрастает с увеличением амплитуды выходного сигнала. Положив (7„„= Еи ни, = 1, из (2. !02) находим предельное значение к. п. д.; т! = 0,785. С учетом того, что амплитудное значение 1/к„не превышает Ек— — Л()к, и что т),р —— 0,8 —: 0,9, реальные значения к. и. д. рассматриваемого усилителя мощности составляют 0,6 — 0,7, что в 1,5 раза выше, чем в однотактном выходном каскаде. Определим мощность, рассеиваемую в коллекторных переходах обоих транзисторов: откуда найдем величину (ув, соответствующую Р„,„: Уя,„=- 2Е„/я = — 0,64Е„. (2. ! 0 Подстановкой соотношения (2.!04) в (2.103) находим выражен для подсчета максимальной суммарной мощности, теряемой в тра. зисторах: я2 е 2 3 (2.10 При выборе типа транзистора по напряжению необходимо исх дить из того, что при формировании полуволны напряжения на одн половине обмотки со, трансформатора Тр, на второй половине ег обмотки трансформируется равное ему напряжение, которое, су' мнруясь с напряжением Е„, определяет напряжение на закрыт транзисторе.
Максимальное значение напряжения на транзисто при этом может составлять 2Е„. Исходя из этой величины и прои водят выбор транзисторов по напряжению. Режим класса В, характеризуемый протеканием через кажды из транзисторов только одной полуволны тока, отличается лучш их использонапием по току. Выбор транзисторов по току произв дится по величине )„ (рис.
2.24). В связи с этим прн одном и том типе транзисторов двухтактный каскад обеспечивает ббльшую мо ность в нагрузке, чем однотактный. Однако отсутствие в режиме класса В начального смещения пр' водит к сильным нелинейным искажениям выходного сигнала. Ос ная причина етого явления — нелинейность входной характеристи транзисторов на начальном ичастке (при малых токах базы). Влияние нелинейного начального участка входной характер тики на искажение формы выходного сигнала показано на рис.
2.2 где входные характеристики обоих транзисторов представлены общем графике. Как видно из рис. 2.25, при синусоидальном входно' напРЯжении и,„фоРма токов 1ш и (в, полУчаетсЯ искаженной. Вел ствие этого будет искажена н форма токов коллекторов (л„(„„а сл довательно, выходное напряжение каскада. В режиме класса А ук ванная причина ие проявляется благодаря наличию тока базы поко и исключению из работы начального участка входной характеристик Для уменыпения искажений в цепи баз обоих транзисторов вв дят дополнительные резисторы (напрнмер, Ет па рис. 2.23), при лижающие режим работы источника сигнала к режиму нсточни" тока и ослабляющие тем самым влияние нелинейности входных х рактеристик транзисторов.
Однако из-за падения напряжения н дополнительных резисторах от протекания токов )в при этом умен шаются коэффициенты усиления каскада. Более целесообразным при необходимости получения особо то ного воспроизведения формы сигнала следует считать переход режиму класса АВ, при котором с помощью резисторов Яь Яз ( рис. 2.23) задается некоторое начальное напряжение смещения И базах транзисторов, соответствующее началу относительно линейног Рис. 2.26. Уменьшение влияния нелинейности входных характеристик транзисторов на искажение формы усилнваемого сигнала в режиме класса АВ Рнс.
2,25. Влияние нелинейности входных характеристик транзисторов на искажение формы усиливаемого сигнала в режиме класса В лучается близкой к прямой линии, показанной на рис. 2.26 пунктиром. Влияние нелинейности входных характеристик на режим усиления исключается. При синусоидальном входном напряжении ток базы транзисторов будет определяться полуволнами синусоиды. Задание небольшого напряжения смещения 11о, и протекание вследствие этого через элементы каскада небольших постоянных составляющих тока 1в„и 1„„практически не сказываются на энергетических показателях схемы по сравнению с режимом работы в классе В. Поэтому для режима работы в классе 1тВ действительны все приведенные ранее соотношения. Йвухтактные каскады усиления мощности выполняют н по схемам, исключающим применение трансформат о р о в, что обусловливается требованием уменьшения массо-габаритных и стоимостных показателей усилителей, а также возможностью их микросхемного исполнения.
Задачу решают последовательным включением транзисторов в схему (рис. 2.27). При этом возможны два способа подключения на"Рузкн к выходу каскада и соответственно два способа осуществления питания схемы. При первом способе ~рис. 2.27, а) каскад питают от двух источпик иков Е„, и Е„„имеющих общую точку, а нагрузку подключают тка их вольт-амперной характеристики. Расположение входных участка характ ктеристик обоих транзисторов с учетом напряжения смещения 11 показано на общем графике (рис. 2.26).
При наличии напряжения смещения сто, и начальных токов г= О обоих транзисторов входной сигнал воздействует на уменьшен и иие базового тока одного транзистора и увеличение другого, в связи язи с чем результирующая входная характеристика каскада по- между точкой соединения эмиттера и коллектора транзисторов и щей точкой источников питания. Транзисторы Т, и Т, каскада об но работают в режиме класса АВ, который обеспечивается посре ством резисторов )т', — гт',. Транзисторы управляются двумя пр тивофазными входными сигналами и,„, и и,„х, которые созда — Е к а) -Е к г) Рис. 2.27. Схемы бестрансформаторных даухтактных усилителей местности: с питанием от днух нсточннкон (а, в) и оино- го источника (б, г) с помощью предвыходного фазоинверсного каскада.
Так же как трансформаторном каскаде, процесс усиления двухполярного си нала происходит в два такта. В первом такте участвует тра, зистор Т„усиливающий отрицательную палуволну напряжени и,„, при этом транзистор Т, заперт положительной полуволиой на ряжения и,ха, Во втором такте усиливается другая полуволна си нала с участием транзистора Т, при закрытом транзисторе Т,. Прн втором способе (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
