Согласующий усилитель

Согласующий усилитель предназначен для согласования выход­ного сопротивления задатчика интенсивности с сопротивлением нагрузки. В схемах управления электроприводами применяются три типа согласующих усилителей. Принципиальные схемы двух из них приведены на рис. 17.

Оба типа усилителей, дан­ных на рис. 17, представляют собой реверсивные полупро­водниковые усилители, тран­зисторы которых включены по схеме эмиттерного повторите­ля. На рис. 17, а изображена мостовая схема усилителя, в которой в одной паре плеч включены составные транзи­сторы VT1, VT2 и VT3, VT4 р-п-р проводимости, а в дру­гой паре плеч – балластные резисторы R3, R4. Выходное напряжение снимается с бал­ластных резисторов. Включе­ние диодов VD1—VD6 позво­ляет получить реверсивный ре­жим работы усилителя.

Рис. 17 Принципиальные схемы согласующих усилителей А.

В исходном состоянии, ког­да u_вх=0, оба составных тран­зистора открыты одинаково током смещения І_БОо, протекаю­щим под действием напряже­ния U_n2 Значение I_БО выстав­ляется делителем R1, R2. Токи эмиттеров VT2 и VT4, протекающие через резисторы R3 и R4 под воздействием напряжения питания U_п1, в этом режи­ме одинаковы. Следовательно, потенциалы точек а и с относитель­но b одинаковы и u_вых= u_ас= 0.

При подаче u_вх, например, (+) на вывод 1 возникает ток, про­текающий к выводу 2 через диоды VD1, VD2, резисторы R3, R4 и частично через сопротивление нагрузки, эмиттерные перехо­ды транзисторов VT3, VT. В результате на базах транзисторов VT1, VT2 появится положительный потенциал относительно их эмиттеров, равный прямому падению напряжения на диодах VD1, VD2, и они закроются. Закрывается также диод VD6, и I_бо=0, но транзисторы VT3, VT4 под действием U_вх остаются открытыми, обеспечивая такой ток через R4, что разность потенциалов u_ac= u_вх, т. е. обеспечивается равенство u_вых= u_вх. Это равенство со­храняется в широком диапазоне изменения тока нагрузки, опре­деляемом коэффициентом усиления по току и мощностью состав­ного транзистора.

При изменении полярности u_вх на противоположную закрыва­ются транзисторы VT3, VT4, а регулируется ток транзисторов VT1, VT2, полярность u_вых меняется. Ввиду своей симметрии схема ра­ботает аналогичным образом, поддерживая, u_вых= u_вх.

Схема согласующего усилителя, изображенная на рис. 17, б заметно проще рассмотренной. В ней напряжение источника пита­ния U_п делится балластными резисторами R1, R2 пополам и точка соединения R1, R2 является общей для схемы эмиттерного повто­рителя, состоящей из двух транзисторов п-р-п (VT1) и р-п-р (VT2) проводимостей. Токи эмиттеров транзисторов протекают через со­противление нагрузки R_н, добавочный резистор R3 и стабилитроны VD1, VD2, если открыт транзистор VT1, или VD3, VD4, если от­крыт VT2.

Напряжение u_вх прикладывается между базами транзисторов и общей точкой схемы. В исходном состоянии, когда u_вх= 0, оба транзистора закрыты и ток в нагрузке отсутствует. При наличии u_вх, например когда положительный потенциал прикладывается к выводу 1 и достаточен, чтобы пробить стабилитроны VD1, VD2, открывается транзистор VT1 и под действием напряжения Un от вывода 3 к общей точке схемы потечет ток нагрузки, который про­порционален u_вх; u_вых при этом будет иметь полярность, указан­ную на схеме без скобок. При смене полярности u_вх УТ1 закроет­ся, а VT2 откроется. Ток потечет от общей точки схемы в клемме 4 источника питания, т. е. сменит свою полярность на противопо­ложную u_вых.

Стабилитроны VD1—VD4 служат для получения зоны нечувст­вительности в характеристике вход-выход усилителя, что позволя­ет при u_вх, близком к нулю, не иметь токов холостого хода в на­грузке, возникающих из-за неидеальности, характеристик VT1, VT2 и наличия небольшого остаточного напряжения на накопи­тельном конденсаторе С задатчика интенсивности (см. рис. 17, а).