Бестрансформаторные усилители мощности
Двухтактные каскады усиления мощности выполняют и без использования трансформаторов, что обусловлено необходимостью уменьшения массы, габаритов и стоимости УМ.
Собирают такой УМ из транзисторов разных типов (рисунок 2.27): VT1-типа р-n-р, VT2-типа n-р-n.
+
+
-
Uвх1
Uн
R2
Rн
Cp2
Cp1
VT2
VT1
R1
-Eк
Рисунок 2.27 – Бестрансформаторный УМ
Конденсатор Ср1 разделяет по постоянному току источник сигнала и входную цепь усилителя мощности. Конденсатор Ср2 разделяется по току нагрузочный резистор и эмиттерные цепи транзистора. На базы транзисторов действует одно и то же переменное напряжение Uвх. Однако, в силу различной структуры транзисторов токи в цепях противофазные. Нагрузочный резистор подключен к общей точке транзисторов, поэтому переменные токи в нем имеют одно и то же направление, а результирующий ток в два раза превышает переменный ток одного транзистора.
Существуют схемы бестрансформаторных усилителей мощности, где на входе используются два противофазных сигнала, которые создаются с помощью предвыходного фазоинверсного каскада. Эти схемы различаются двумя способами подключения нагрузки к выходу каскада и, соответственно, двумя способами осуществления питания схемы.
При первом способе каскад питают от двух источников Ек1 и Ек2, имеющих общую точку, а нагрузку подключают между точкой соединения эмиттера и коллектора транзисторов и общей точкой источников питания (рисунок 2.28).
iк2
+
+
-
-
Uвх2
Uвх1
VT2
VT1
Rн
Cр1
Cр2
Eк1
Eк2
iк1
R4
R3
R1
R2
Рисунок 2.28 – Бестрансформаторный УМ с двумя источниками питания
Транзисторы VT1 и VТ2 обычно работают в режиме класса АВ, который обеспечивается посредством резисторов R1, R2, R3, R4.
При втором способе питание каскада осуществляется от одного общего источника, а нагрузку подключают через конденсатор достаточно большой емкости (рисунок 2.29).
R4
-
+
+Eк
Rн
VT1
Uвх2
Uвх1
C
Cр1
Cр2
VT2
iк2
-Eк
R3
R1
R2
Рисунок 2.29 – Бестрансформаторный УМ с одним источником питания
В отсутствии сигналов на входе Uвх1 и Uвх2 конденсатор С заряжен до напряжение 0,5 Ек. В такте работы транзистора VT1, VT2 закрыт и конденсатор выполняет функцию источника питания нагрузки. В такте работы VT2 ток нагрузки протекает через источник питания Ек. При этом ток iк2, протекающий через конденсатор С, наполняет его энергией, компенсируя тем самым отданную в нагрузку энергию в предыдущем такте.