(495)510-98-15
Меню
Главная »  Промышленная электроника 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 [ 40 ] 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

входном сигнале, и связано с нарушением требуемой связи пар ров режима покоя каскада с амплитудными значениями его пер1 ных составляющих напряжения и тока [см. (2.3), (2.4)]. Ограшг напряжения одной из полуволн обусловливается перемещение бочей точки характеристики каскада вдоль линии нагрузки по менному току в область начальных участков коллекторных х теристик, а другой полуволны - перемещением рабочей точ-область отсечки коллекторного тока (см. рис. 2.5, а). ,

Для получения наибольшей амплитуды выходного напряж необходимо, чтобы точка покоя выходного каскада размещалас середине его линии нагрузки по переменному току. При этом р ограничения по амплитуде будет устанавливаться одновременно; обеих полуволн выходного напряжения. При невыполнении ука ного условия режим ограничения амплитуды наступит вначале л для одной из полуволн и граничной точке 4 линейно нарастаю участка амплитудной характеристики (рис. 2.19) будет соответ вать меньшая величина с7выхт.

Отношение амплитуды максимально допустимого выходного ряжения к минимально допустимому D = Umax/Umm называ динамическим диапазоном усилителя.

При входном напряжении синусоидальной формы сигнал nai ходе усилителя, строго говоря, нельзя считать чисто синусоид* ным. Ввиду неизбежной нелинейности входных и выходных вольт; перных характеристик транзисторов возникают искажения фо;г кривой выходного напряжения. Это относится как к синусоидальц входному напряжению, так и к входному сигналу любой другой Щ мы. Такие искажения, вносимые усилителем, называют н е л и н j н ы м и. С увеличением амплитуды входного напряжения нели ность вольт-амперных характеристик транзисторов проявляется си нее, поэтому при большем напряжении входного сигнала нелиней искажения, вносимые усилителем в кривую выходного напряже возрастают.

Нелинейные искажения, создаваемые усилителем, оценивают синусоидального входного напряжения, исходя из состава высГ гармонических составляющих в кривой выходного напряжения, явление которых вызвано отличием формы напряжения ывых от . нусоиды. Мерой оценки служит коэффициент нелине, ных искажений (клирфактор) усилителя, указываем в процентах:

k== VPq + pi + Р4 +

где Р2, Р3, Р^-.. - мощности, выделяемые в нагрузке под возд ствием 2-й, 3-й, 4-й,... гармонических составляющих напряжен {1>г, Иъ, Ut); Pi -мощность в нагрузке, обусловленная основн. гармонической составляющей напряжения (Ui).

100 =

100,



§ 2.5. КАСКАДЫ УСИЛЕНИЯ МОЩНОСТИ


Каскады усиления мощности обычно являются выходными (оконеч-) каскадами, к которым подключается внешняя нагрузка, и назначены для получения в нагрузке требуемой мощности. В П и с указанным энергетические показатели этих каскадов явля-СВЯя весьма существенными и при анализе усилителей им уделяется основное внимание.

Каскады усиления мощности отличаются большим разнообра-Они могут выполняться на биполярных и полевых транзисторах включенных по схеме ОБ, ОЭ(ОИ) или ОК (ОС). По способу подключения нагрузки усилительные каскады могут быть трансформаторными и бестрансформаторными.

Важным является также класс усиления, используемый в каскаде.

В усилителях мощности нашли применение три класса усиления: класс А, класс В и класс АВ, отличающиеся положением точки покоя на линии нагрузки по постоянному току. Особенности указанных классов покажем на примере коллекторных характеристик транзистора ОЭ.

В режиме класса А выбор точки покоя Па (рис. 2.20)

производят так, чтобы рабочая точка при движении по линии нагрузки не заходила в нелинейную начальную область коллекторных характеристик и в область отсечки коллекторного тока, т. е. в области искажений выходного сигнала. Иными словами, все рассмотренные каскады работают в режиме усиления класса А. Режим класса А используется в так называемых однотактных каскадах усиления мощности, описываемых далее. Каскады усиления мощности класса А обеспечивают наименьшие нелинейные искажения выходного сигнала, но обладают минимальным к. п. д. Они нашли применение при мощности в нагрузке не более нескольких десятков миливатт.

В режиме класса В (рис. 2.20) точка покоя, #в располагается в крайней правой части линии нагрузки каскада по постоянному току. Режиму покоя соответствует напряжение сУбэ = 0. При аличии входного сигнала ток коллектора транзистора протекает Ько в течение одного полупериода, а в течение другого транзистор I отает в режиме отсечки тока. В режиме класса В усилитель мощ-!шсПи вЬсполняют по двухтактной схеме с использованием двух тран-ств 106 Каждый из транзисторов служит для усиления соответ-Ующей полуволны входного сигнала. Выходной каскад при этом

Рис. 2.20. Расположение точек покоя на коллекторных характеристиках транзистора в режимах классов А, В и АВ



обладает более высоким к. п. д. и применяется на более высокие ; ности, чем однотактный.

Режим класса АВ является промежуточным между! жимами классов А и В. Он позволяет существенно уменьшить н| нейные искажения выходного сигнала, сильно проявляющие режиме класса В вследствие нелинейности начального участка в! ной характеристики транзисторов. Это достигается некоторым щёнием точки покоя вверх относительно точки Я в (рис. 2.20)

Каскады усиления мощности рассматриваются на биполяр транзисторах, включенных преимущественно по схеме ОЭ. На п. вых транзисторах эти каскады выполняются аналогично.


Усилитель мощности класса А с трансформаторным включением нагрузки

Схема усилителя мощности класса А показана на рис. 2.21j выходной цепи протекают существенно большие токи, чем в сх

рис. 2.4. Это накладывает определ ные ограничения на выбор велич* Ra ввиду необходимости уменьшение этом резисторе мощности потерь. Be чина Ra здесь не превышает неско| ких десятков ом.

Кроме того, ввиду малой величи! Ra возникают трудности, связанные! применением конденсатора Сэ для ключения отрицательной обратной св зи по переменному току, посколь! величина Сэ должна быть достаточ! большой. Поэтому резистор Ra в схе рис. 2.21 либо вообще не применяв либо включают его, не шунтируя ко денсатором Сэ, а создаваемую при эта отрицательную обратную связь полез! используют, например, для уменьшения нелинейных искажений! каскаде, коррекции частотной характеристики и т. д. (см. § 2. Рассмотрение каскада проводится далее при Ra = 0.

Расчет каскада производят графоаналитическим методом с \ пользованием линий нагрузки по постоянному и переменному токаЛ Исходными при расчете являются выходная мощность Рн и сопр< тивление /?н.

В выходной цепи каскада рис. 2.21 сопротивление по постоянном току относительно мало. Оно определяется активным сопротивлй нием первичной обмотки трансформатора, в силу чего линия нагрузк| каскада по постоянному току проводится из точки Ек почти верти! кально.

Для определения угла наклона линии нагрузки каскада по пере менному току, проходящей через точку покоя, необходимо опреде лить коэффициент трансформации трансформатора п = wi!wz.

Рис. 2.21. Схема усилителя мощности класса А с трансформаторным включением нагрузки



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 [ 40 ] 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.