Однотактный усилитель мощности

+E_к

Однотактный УМ используется для получения небольших мощностей (рисунок 2.25).

U_вх

VT

R₂

R_э

C_э

C₁

R₁

R_н

T_р

U_вых

Рисунок 2.25 – Однотактный УМ

Назначение элементов.

Т. к. R_вых усилительных каскадов с ОЭ составляет обычно сотни Ом и ед. КОМ, а R_н обычно в несколько десятков раз меньше, то для согласования R_н и R_вых усилителя мощности ставят понижающие трансформаторы, с коэффициентом n = w1 / w2 = , где w1 и w 2-число витков первичной и вторичной обмоток. Т. е. при \определенном n можно добиться равенства R_вых = R_н, т. е. выполнить условие получения P_max в нагрузочном устройстве.

Делитель R_б1 / R_б2 фиксирует по постоянному току потенциал базы.

R_э – элемент эмиттерной температурной стабилизации.

R_э шунтирован конденсатором С_э, который позволяет исключить ООС по переменному току, снижающую К_р.

C_р – разделительный конденсатор, не пропускает постоянную составляющую тока, т. е. исключает шунтирование входной цепи каскада цепью источника питания по постоянному току.

Однотактный УМ работает в режиме А и усиление входного (например, синусоидального) сигнала происходит за один такт, т. е. положительная и отрицательная полуволны усиливаются одновременно.

Двухтактные трансформаторные усилители мощности

Двухтактный УМ состоит из двух симметричных плеч (рисунок 2.26). Транзисторы VТ₁ и VТ₂, которые подбирают с max близкими характеристиками, работают в одинаковом режиме. Единственным отличием в работе плеч УМ является противофазность I и U в цепях баз транзисторов и из этого следует противофазность I и U в коллекторных цепях.

+E_к

T_{р вых}

U_вх

ω₁₂

ω₂₁

ω₂₂

ω₁₁

R₂

R₁

VT₂

U_вх2

U_вх1

VT₁

Рисунок 2.26 – Двухтактный УМ

Назначение элементов двухтактного УМ аналогично назначению соответствующих элементов однократного УМ с учетом того, что они обслуживают два транзистора. Входной трансформатор Т_{р вх} обеспечивает получение двух одинаковых по модулю, но противофазных напряжений U_вх1 и U_вх2. Выходной трансформатор Т_{р вых} суммирует переменные выходные тока и напряжения транзисторов. К вторичной обмотке Т_{р вых} подключен нагрузочный резистор.

Преимущества двухтактных усилителей наиболее ощутимы при использовании режима В. В отсутствии входного сигнала U_вх = 0, U_бэ обоих транзисторов равны нулю. U_н = 0, к коллектору каждого транзистора относительно эмиттера приложено постоянное напряжение + Е_к.

Процесс усиления входного сигнала осуществляется в два такта работы схемы. Первый такт сопровождается усилением одной полуволны с участием 1-го транзистора, а второй такт – усилением другой полуволны с участием другого транзистора.

Преимуществами двухтактного УМ, работающего в режиме В, являются:

• обеспечение большой мощности в нагрузке по сравнению с однотактным УМ;

• меньшая чувствительность к пульсациям напряжения питания;

• возможность получения высокого к.п.д. за счет работы в режиме В.

К недостаткам двухтактного УМ можно отнести:

• необходимость в двух идентичных транзисторах;

• необходимость в выходном трансформаторе с выводом средней точки первичной обмотки;

• наличие двух противофазных входных напряжений, что также требует наличия трансформатора, а это увеличивает массу и габариты усилителя.