10.3 Влияние трансформатора на частотную характеристику усилителя

Трансформатор обеспечивает большую гибкость схемы (возможность получить требуемую мощность в нагрузке Рн при различных Е), однако вносит дополнительные частотные искажения. Эквивалентная схема выходной цепи трансформаторного каскада представлена на рис. 10.2. Трансформатор заменен схемой замещения, где введены следующие обозначения:

r₁ – омическое сопротивление первичной обмотки;

–сопротивление вторичной обмотки, пересчитанное к первичной;

L_S1 – индуктивность рассеяния первичной обмотки;

–индуктивность рассеяния вторичной обмотки, пересчитанная к первичной;

L – индуктивность намагничивания трансформатора;

–сопротивление нагрузки, пересчитанное к первичной обмотке.

В области нижних частот сопротивление индуктивности намагничивания трансформатора становится сравнимо сR′_Н и эквивалентное сопротивление нагрузки каскада переменному току уменьшается, что ведет к снижению коэффициента усиления по напряжению. Коэффициент частотных искажений определяется выражением

,

где

В области верхних частот с сопротивлением R′_Н становится сравнимо суммарное сопротивление индуктивности рассеяния трансформатора (L_S = L_S1+L′_S2). Образуется делитель напряжения в выходной цепи, снижающий усиление каскада по напряжению. Коэффициент частотных искажений можно рассчитать по формуле

, где

10.4 Бестрансформаторные выходные каскады

10.4.1 Выходные каскады в режиме класса в

Трансформаторные каскады хорошо зарекомендовали себя при работе на фиксированной частоте промышленной сети 50 или 400 Гц. При усилении сигналов в широкой полосе частот предпочтение отдается бестрансформаторным схемам выходных каскадов.

Простейший двухтактный выходной каскад в режиме класса В строится на транзисторах разного типа проводимости по схеме эмиттерного повторителя (рис. 10.3, а). При U_вх=0 оба транзистора закрыты и ток через нагрузку не протекает. В положительный полупериод, когда U_вх превышает напряжение отпирания транзистора VT1, он переходит в линейный режим и U_вх повторяется на сопротивлении нагрузки R_н (ток протекает от источника +Е). Аналогичным образом в отрицательный полупериод U_вх повторяется на нагрузкеR_н после отпирания транзистора VT2 (ток протекает от источника –Е). Достоинство режима класса В – сравнительно высокий КПД. Он определяется соотношением , где– коэффициент использования напряжения источника питания,U_вых – амплитуда выходного синусоидального напряжения. Недостатком режима В являются большие нелинейные искажения U_вых, особенно заметные в момент перехода U_вх через нуль (характерная ступенька).

Аналогичный каскад при однополярном источнике питания показан на рис. 10.3, б. Делитель задает потенциал баз транзисторов VT1, VT2 на уровне Е/2. В положительный полупериод конденсатор С2 подзаряжается через транзистор VT1 и нагрузку, в отрицательный полупериод он частично разряжается через транзистор VT2 и R_н. Обычно на конденсаторе устанавливается постоянная составляющая напряжения /2, которая при большой величине емкости конденсатора практически не меняется. В отрицательный полупериод (когда транзисторVT1 закрыт) конденсатор С2 выполняет роль источника питания. В положительный полупериод ток через нагрузку протекает под действием разности напряжений Е и .