Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Бестрансформаторный усилитель мощности на составных транзисторах.
Непосредственное включение внешней нагрузки в выходную цепь усилительных элементов позволяет исключить трансформатор. Трансформаторы создают частотные и нелинейные искажения. Трансформаторные каскады не способны пропускать широкую полосу частот, а за счет больших фазовых сдвигов в таких каскадах или становится невозможным применение глубокой обратной связи. Трансформаторы громоздки, обладают большей массой и, в отличие от транзисторов, диодов и резисторов, не могут являться элементами интегральных схем. Транзисторные бестрансформаторные усилители получили большое распространение из-за своих весьма высоких качественных показателей. Они являются основным звеном современной аппаратуры высококачественного усиления звуковых частот и наиболее перспективны, так как могут быть реализованы в интегральном исполнении.
Вопрос.1. Принцип построения бестрансформаторного усилителя мощности
Бестрансформаторный усилитель представляет собой двухтактный каскад с последовательным питанием и параллельным возбуждением однофазным несимметричным напряжением, рис.1.1. Рисунок 1.1- Бестрансформаторный усилитель мощности.
По постоянному току транзисторы V 2 и V 3 включены последовательно, а по переменному - параллельно. Поэтому выходное сопротивление каскада уменьшается, что снижает оптимальное сопротивление нагрузки, приближая его к сопротивлению электродинамических громкоговорителей (4 или 8 Ом). Внешняя нагрузка подключается к общей точке эмиттеров через разделительный конденсатор С1, сопротивление которого на низшей рабочей частоте должно быть невелико по сравнению с . Поэтому эта емкость С1 выбирается с большим номиналом. Использование транзисторов с одинаковыми параметрами, но разной структурой позволяет объединить входные цепи плеч и исключить фазоинверсный каскад, так как сигнал, открывающий транзистор типа р-n-р, будет закрывать транзистор n-р-n. Плечи работают в противофазе и поочередно. Отрицательная полярность сигнала открывает V 2 и закрывает V 3. Выходной ток, протекая через С1, заряжает ее до 0,5Е. При положительной полярности транзистор V 2 закрывается и открывается V 3. Источником питания в этот период является заряд емкости С1. Следовательно, такой каскад может возбуждаться однофазным напряжением от обычного резисторного каскада с непосредственной связью. Бестрансформаторные каскады могут работать как в режиме А, так и в режиме В, но более часто используется экономичный режим В. Транзисторы в режиме В могут работать и без смещения, однако в этом случае появляются искажения типа "ступеньки", характерные для режима В. Для обеспечения начального смещения и выходных транзисторов V 2 и V 3 используют терморезистор или диод, включенный в коллекторную цепь транзистора V 1 последовательно с резистором нагрузки . Ток покоя транзистора V 1 предоконечного каскада, проходя через , создает на нем небольшое падение напряжения, которое равно суммарному напряжению смещения . Так как транзисторы оконечного каскада включаются последовательно по постоянному току, кроме того, их коллекторные напряжения должны быть одинаковыми, то общая точка эмиттеров транзисторов V 2 и V 3 будет иметь потенциал относительно общего провода, равный 0,5 Е0. Терморезистор осуществляет стабилизацию тока покоя оконечных транзисторов, так как его сопротивление, а, следовательно, и падение напряжения смещения на нем уменьшаются при повышении температуры. Терморезистор или диод устанавливается на радиаторе одного из оконечных транзисторов в непосредственной близости от него, так что их температуры будут примерно одинаковыми. В первом каскаде используется эмиттерная стабилизация точки покоя транзистора V 1. Для стабилизации потенциала общей точки эмиттеров (0,5 Ео) используется отрицательная обратная связь (ООС), охватывающая оба каскада. Ее элементами являются резисторы R 1 и R 2, одновременно образующие делитель смещения в цепи базы транзистора V 1. OOC не только стабилизирует напряжение 0,5 Е0, но и улучшает качественные показатели усилителя, так как она введена по постоянному и переменному токам.
Однако эта схема бестрансформаторного усилителя обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что обычный резисторный каскад не может обеспечить необходимой амплитуды возбуждения для полного использования выходных транзисторов, а это значительно снижает КПД усилителя. Так как выходные транзисторы оказываются включенными с общим коллектором (ОК), то напряжение возбуждения, подводимое к их входной цепи должно превышать выходное.
Вопрос 2. Бестрансформаторный усилитель мощности с дополнительной симметрией
Максимальная амплитуда напряжения сигнала на выходе оконечного каскада U выхт близка к 0,5 Е, а входное напряжение должно быть равно U вхт = U выхт + U б >0,5Е. Такое напряжение резисторный каскад при источнике питания с напряжением E отдать не в состоянии. Этот недостаток устраняют введением положительной обратной связи (ПОС), для чего верхний вывод резистора присоединяют через емкость к сопротивлению нагрузки , рис.2.1. При этом все выходное напряжение U выхт вводится во входную цепь оконечного каскада. Каждое плечо оконечного каскада является эмиттерным повторителем, поэтому выходное напряжение совпадает по фазе с напряжением возбуждения и увеличивает его примерно вдвое. Наличие положительной обратной связи позволяет уменьшить ток сигнала через резистор и снизить необходимое напряжение сигнала на нем. При этом сигнал на входе оконечного каскада получается достаточным для полного использования выходных транзисторов по напряжению, и КПД каскада оказывается близким к теоретическому пределу.
Рисунок 2.1 - Бестрансформаторный усилитель с вольтдобавкой.
Кроме конденсатора в этой схеме необходим еще и резистор , который по переменному току присоединен (через , C 1 и источник питания) параллельно внешней нагрузке R н, поэтому сопротивление не должно быть слишком малой величиной, чтобы не шунтировать R н. Одновременно приходится считаться с тем, что на теряется часть напряжения питания первого транзистора и, с этой точки зрения, необходимо, чтобы << . Рассмотренный бестрансформаторный усилитель мощности с положительной обратной связью называют усилителем с вольтдобавкой или с дополнительной симметрией.
Вопрос 3. Бестрансформаторный усилитель мощности на Составных транзисторах
При большой выходной мощности подобрать близкие по параметрам и характеристикам пары транзисторов разных структур р- n -р и n -р- n сложнее. Поэтому оконечный каскад строится на составных транзисторах. Принципиальная схема бестрансформаторного усилителя мощности, имеющего двухтактный каскад с составными транзисторами изображена на рис.3.1.
Рисунок 3.1. - Бестрансформаторный усилитель мощности на составных транзисторах
Оконечный каскад содержит четыре транзистора, причем каждое плечо его представляет составной транзистор. Транзисторы V 3 и V 5 образуют двойной эмиттерный повторитель, а транзисторы V 4 и V 6 составляют усилитель со 100% ООС, который обладает примерно теми же параметрами и свойствами, что и двойной эмиттерный повторитель: высокое входное и малое выходное сопротивления, оба плеча схемы выходного каскада не усиливают входное напряжение (К <1) и не меняют его полярность. Стабилизация положения точек покоя транзисторов оконечного каскада осуществляется диодом V 2, на котором создается падение суммарного напряжения смещения. Резисторы и Rc являются вспомогательными элементами, которые улучшают стабильность режима, способствуют снижению частотных искажений и несколько выравнивают параметры плеч двухтактного каскада, что приводит к уменьшению нелинейных искажений, обусловленных асимметрией плеч. Сопротивление Rc обычно меньше 1 Ом, так как на них теряется часть выходной мощности; в 5¸10 раз больше входного сопротивления мощного транзистора. Введение ПОС по цепи увеличивает напряжение возбуждения и тем самым повышает КПД усилителя. Для получения высоких качественных показателей в усилителе вводится глубокая ООС по переменному току через резистор Roc, охватывающая весь усилитель. Стабилизация напряжения 0,5 Е0 выходных транзисторов аналогична описанной выше и осуществляется гальванической ООС по постоянному току через резисторы и . Конденсатор служит для устранения ООС по переменному току. Усилитель с бестрансформаторным выходом обладает весьма высокими качественными показателями. Частотные искажения в области низких частот в данной схеме незначительны благодаря непосредственной связи между каскадами. В области верхних частот искажения определяются в основном мощными транзисторами оконечного каскада.
Достаточно глубокая общая ООС уменьшает нелинейные искажения и улучшает остальные качественные показатели усилителя в целом. Выходное сопротивление такого усилителя становится ничтожно малым. Это весьма благоприятно сказывается на работе акустической системы радиовещательной аппаратуры.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-12; просмотров: 288; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.116.90.140 (0.015 с.) |