Студопедия

Главная страница Случайная лекция

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика






Выходные (оконечные) каскады – усилители мощности

Читайте также:
  1. Активная, реактивная и полная мощности трёхфазной системы
  2. Выбор мощности ТЭС
  3. Выходные параметры
  4. Выходные цепи
  5. Двухтактные выходные каскады с трансформаторной связью
  6. Измерение активной мощности в схеме звезда – звезда с нулевым проводом
  7. Измерение активной мощности в трёхфазной трёхпроводной системе
  8. Измерительные системы мощности и расхода энергии переменного тока
  9. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

 

Общие сведения. Выходные (оконечные) каскады являются усилителями мощности уси­лительного устройства. Любой электронный усилитель по определению является уст­ройством, которое обеспечивает на его нагрузке мощность, боль­шую, чем на входе. Термин «усилитель мощности» (УМ) принято использовать для схем, в которых активные элементы, в частности транзисторы, отдают в нагрузку мощность РВЫХ, близкую к предель­ной для данного активного элемента. Поэтому усилителем мощно­сти можно считать как усилитель с РВЫХ, равной десяткам милли­ватт, так и усилитель с РВЬ1Х, равной сотням киловатт.

Усилители мощности предназначены для передачи больших мощностей сигнала без искажений в низкоомную нагрузку. Обычно они являются выходными каскадами многокаскадных усилителей. Основной задачей усилителя мощности является выделение в нагрузке возможно большей мощности. Значительно реже выходные каскады используются для уси­ления тока или напряжения.

Выходные каскады (усилители мощности) должны обеспечивать заданную мощность в нагрузке при высоком по возможности КПД и при нелинейных искажениях не более допустимых. Поэтому основными параметрами, которые характеризуют работу уси­лителя мощности, являются: отдаваемая в нагрузку полезная мощность РН, коэффициент полезного действия η, коэффициент нелинейных искажений КГ и полоса пропускания АЧХ.

Коэффициент нелинейных искажений КГ и КПД усилителя существен­но зависят от класса (режима) усиления. Минимальный уровень нелинейных искажений, т.е. минимальный КГ, обеспечивается в режиме класса А, а максимальный КПД – в режиме класса В или С.

Выходные каскады проектируют как однотактными, так и двухтактными. Однотактные каскады обычно работают в ре­жиме класса А, двухтактные – в режиме класса В или АВ.

Из всех вариантов двухтактная схема в режиме класса В является наиболее экономичной, обеспечивающей к тому же относительно большие уровни выходной мощности.

Однотактную схему используют при относительно малых выходных мощностях.

Максимальную мощность усилитель отдает при условии RВЫХ = RН. В тех случаях, когда этого достичь трудно, например, в транзисторных усилителях по схеме ОЭ и ОБ, для согласования с нагрузкой используют трансформа­торную схему с понижающим трансформатором (n < 1). Трансформа­тор одновременно обеспечивается гальваническая развязка цепей и уменьшает также расход мощности источника питания коллектор­ной цепи (увеличивается КПД усилителя), так как через сопротив­ление нагрузки не протекает постоянная составляющая коллектор­ного тока.

По способу подключения нагрузки каскады усилителей мощности могут быть трансформаторными, бестрансформаторными (апериодическими) и резонансными.

Транзисторы в выходных каскадах (усилителях мощности) могут работать по лю­бой схеме включения – ОЭ, ОБ, ОК. Наибольшее применение имеет схема ОЭ, обладающая высоким усилением мощности.

Однако применение схемы с ОБ, обладающей высокой ли­нейностью выходных характеристик, позволяет получить наиболь­ший уровень выходной мощности при заданных нелинейных иска­жениях. К тому же схема с ОБ более термостабильна. Схема с ОК применяется редко.

Транзисторные усилители мощности значительно экономич­нее ламповых, так как КПД у них примерно вдвое больше. Учитывая, что в этих усилителях рассеивается сравнительно большая мощность, транзисторы приходится охлаждать с помощью различного типа радиаторов.



 

Однотактные выходные каскады. В однотактных выходных каскадах активные приборы работают в режиме А. При их создании используют три схемы включения транзисторов ОЭ, ОБ, ОК или им подобные. И все же, при работе на больших амплитудах входных сигналов предпочтение следует отдать эмиттерному (или истоковому) повторителю, поскольку за счет 100% -ной ООС он имеет минимальный КГ.

Усиление мощности в любом повторителе осуществляется за счет усиления тока. Другим чрезвычайно важным преимуществом каскада ОК является малое выходное сопротивление (за счет 100% -ной ООС по напряжению), что в ряде случаев позволяет согласовать его с RH без каких-либо дополнительных элементов.

Для согласования нагрузки с выходным каскадом иногда применяют трансформаторы, которые обеспечивают получение максимального коэффициента усиления по мощности КР, но существенно ухудшают его частотные характеристики.

Принципиальная схема однотактного трансформаторного усилителя мощности низкой частоты, при включении транзистора по схеме ОЭ, изображена на рис.4,а.

Назначение элементов R1, R2, RЭ, СЭ, СР1 такое же, как и в схеме рис.2,а. Режим покоя здесь задается с помощью делителя напряжения R1, R2 в цепи базы и цепью RЭСЭ, которая стабилизирует режим покоя за счет образования ООС по постоянному току.

Для получения больших выходных токов следует использовать RЭ лишь небольшой величины (обычно не более десятков ом). Это обстоятельство заставляет применять конденсаторы СЭ больших номиналов, что не всегда возможно. Поэтому часто СЭ вообще не подключают в устройство, и каскад работает с относительно
не
большой последовательной ООС как по постоянному, так и по переменному току.

 

 

а) б)

Рис.4. Схемы однотактных выходных каскадов: а – трансформаторного,

б – бестрансформаторного

 

Простейшая схема однотактного бестрансформаторного усилителя мощности на биполярном транзисторе, включённом по схеме с ОЭ, приведена на рис.4,б. Нагрузкой этого усилителя малой мощности является громкоговоритель Гр.


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Предварительный резистивный усилитель с емкостной связью | Двухтактные выходные каскады с трансформаторной связью

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 1291; Нарушение авторских прав


lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.004 сек.