Тема 4.2 оконечные каскады усиления мощности

Существенное множество схем оконечных каскадов, из которых мы рассмотрим следующие:

Двухтактный трансформаторный каскад (рисунок 31)

Рис.31 Двухтактный трансформаторный каскад на транзисторах n-p-n с общим коллектором

Строится схема на двух одинаковых транзисторах по схеме с ОЭ или ОК. Плечи должны быть симметричны: каждая из них представляет однотактный каскад, и оба работают через один трансформатор на внешнюю нагрузку.

Транзисторы должны работать в противофазе, чтобы потоки в сердечнике трансформатора, создаваемые их переменными токами, складывались.

Для этого на вход подается два равных по величине и противоположных по фазе сигнала. Для увеличения мощности плечи каскада могут быть построены на составных транзисторах – это позволяет получить большее усиление тока и увеличить входное сопротивление.

Вывод: схема сложнее, чем однотактная, но позволяет получить выше КПД, больше полезную мощность и меньше потери, т.к можно использовать режим В и АВ. А также отсутствует подмагничивание сердечника, так как постоянные составляющие проходят в противоположных направлениях.

Смещение осуществляется путем включения параллельно источнику питания делителя R_б1 - Д. Диод или стабилитрон, на котором создается напряжение смещения Uбэо, является термозависимым элементом, на котором с повышением температуры уменьшается напряжение. Это напряжение действует между базой и эмиттером каждого транзистора - к базе оно приложено через соответствующую половину вторичной обмотки входного трансформатора, создающего два противофазных входных сигнала.

Принцип действия схем с общим эмиттером и общим коллектором одинаков, а свойства каскада с ОК отличаются тем, что он не усиливает напряжение и для получения требуемой мощности нужен большой входной сигнал и большой ток базы, т.е предоконечный каскад должен быть достаточно мощным.

Применяемая схема с ОК позволяет получить малые нелинейные искажения (не больше1%), нечувствительность к разбросу коэффициентов усиления тока транзисторов, малое выходное сопротивление и стабильность усиления напряжения.

Двухтактный бестрансформаторный каскад на транзисторах одного типа с общим эмиттером

Наличие в схемах каскада трансформатора значительно усложняет схему, делает её дороже и более громоздкой, а также увеличиваются все виды искажений. В данном каскаде (рис.32) нагрузка подключается непосредственно в выходную цепь без согласующего трансформатора, а т.к. транзисторы работают при сравнительно низких напряжениях, то непосредственное включение допустимо с точки зрения техники безопасности.

В таких каскадах оба транзистора питаются от одного или двух источников постоянного тока или одного выпрямителя с выводом от средней точки.

Входные цепи транзисторов в VТ1 и VТ2 не имеют общей точки, поэтому противофазные входные сигналы могут быть поданы только от двух отдельных вторичных обмоток входного трансформатора.

Рис.32 Двухтактный бестрансформаторный каскад на транзисторах одного типа

с общим эмиттером

Такая схема используется в оконечном каскаде 6У34.

В этой схеме питание VТ1 и VТ2 осуществляется от двух источников Е_к1 и Е_к2, включенных последовательно. Нагрузка R_н включена между точкой соединения эмиттера VТ1 и коллектора VТ2 и средней точкой источников питания. Таким образом, входные сигналы подаются между базой и эмиттером транзисторов, а нагрузка включается между эмиттером и коллектором. Пунктиром показаны элементы, создающие смещение. Вид стабилизации исходного режима - параметрическая с автоматическим смещением.

Работают транзисторы в режиме В, то есть открываются поочередно.

Свойства схемы:

- велики нелинейные искажения;

- большое выходное сопротивление;

- нестабилен коэффициент усиления напряжения.

Поэтому в промышленной аппаратуре для исправления указанных недостатков вводят глубокую ООС по напряжению, охватывающую несколько последних каскадов.