3.9.2. Багатокаскадні підсилювачі зтрансформаторним зв'язком

В таких підсилювачах зв'язок між каскадами здійснюється за допо­могою трансформаторів. Звичайно, первинна обмотка вмикається у вихідне струмове коло транзистора попереднього каскаду, а вторинна обмотка - до входу наступного каскаду або безпосередньо до наван­таження. У першому випадку маємо справу з підсилювачем напруги, у другому - з підсилювачем потужності.

TV1

Структурна схема підсилювача зображена на рис. 3.32.

TV2

Рис. 3.32 - Двокаскадний підсилювач з трансформаторними зв'язками У цій схемі перший каскад - підсилювач напруги, другий - підсилю-

вач потужності.

Використання трансформатора надає такі переваги: 1)підвищується загальний коефіцієнт підсилення як за напругою, так

і за струмом;

2) забезпечуються умови максимальної передачі потужності за ра-

хунок узгодження вихідного опору каскаду з опором його навантажен-

ня (R = R ).

^v eu.\ H'

Але використання трансформатора має і свої недоліки, а саме: підвищуються маса і габарити схеми, погіршуються частотні влас­тивості підсилювача. Крім того, в наш час трансформатор є нетехно-логічним виробом: технологія виробництва трансформаторів карди­нально відрізняється від технології виготовлення інших вузлів під­силювача.

Найширшого розповсюдження трансформаторні підсилювачі зна­ходили до недавнього часу як підсилювачі потужності. Будуються вони за однотактною або двотактною схемами.

TV1

Схема однотактного трансформаторного підси­лювача потужності наведе-нанарис.3.33.

У колекторне коло транзистора VT1 увімкнено первинну обмотКу транс­форматора TV1, вторинна обмотка якого підімкнена до навантаження К_н.

Рис. 3.33 - Однотактний трансформаторний підсилювач потужності

Коефіцієнт трансформації «=vv_;/>v,, де w_;, w, — кіль­кість витків первинної та вторинної обмоток відпо­відно.

Призначення решти елементів те ж саме, що і в попередніх

схемах.

Працює підсилювач у режимі класу А.

Величина опору навантаження, зведена до первинної обмотки, становить

R',,=R,,n². <³-⁴¹>

n —

Оскільки R^ = R',,, то R^ = R,,n² ,i коефіцієнттрансформації

(3.42)

Недоліками наведеної схеми є низький к.к.д.: rj=0,25^0,3; наявність сталого підмагнічування осердя трансформатора внаслідок протікан­ня постійного струму І_ок по його первинній обмотці, що призводить до збільшення габаритів трансформатора.

Вказаних недоліків позбавлений двотактний підсилювач потужності, принципова схема якого зображена на рис. 3.34.

3. Підсилювачі електричних сигналів

TV2

TV1

Рис. 3.34 - Двотактний трансформаторний пщсилювач потужності

Підсилювач складається з двох однотактних каскадів, виконаних на транзисторах VT1 і VT2. Параметри транзисторів повинні бути прак­тично однаковими. Трансформатор TV1 призначений для подачі на вхід підсилювача двох напруг С/_п/ та U_a2, рівних за величинами, але зсуну­тих за фазою на 180 ел. град. Трансформатор TV2 узгоджує вихід підси­лювача з навантаженням, тобто забезпечує виконання умови передачі максимальної потужності. Резистори R_n R₂ призначені для створення режиму спокою (в режимі класу AB) для обидвох транзисторів.

Цей підсилювач може працювати у класі В або AB. У трансформа­тора TV2 стале підмагнічування відсутнє, оскільки по одній його на-півобмотці постійний струм тече в одному напрямку, а по другій - у протилежному, причому І_ОКІ~І_ОК2-

Розглянемо роботу підсилювача за наявності U_aI.

Якщо полярність и_<я/ відповідає вказаній на схемі без дужок, тран­зистор VT2 закритий, a VT1 працює в режимі підсилення. При цьому в колекторному колі VT1 з'являється підсилена напівхвиля струму, яка через верхню первинну напівобмотку трансформатора TV2 передається до навантаження.

При полярності U_nl, вказаній у дужках, транзистор VT1 закритий, a VT2 знаходиться у режимі підсилення під дією U_m2. Напівхвиля стру­му, що протікає у колекторному колі VT2, має протилежний напрямок

\ через нижню первинну напівобмотку трансформатора TV2 пере­дається до навантаження. Таким чином, транзистори VT1 і VT2 працюють по черзі, створюючи підсилену змінну напругу на наван­таженні за два такти.

Дзвоноподібне викривлення форми вихідної напруги зумовлене нелінійністю вхідної BAX транзистора

На рис. 3.35 зображено вихідні характеристики транзистора та по­будову часової діаграми імпульсу колекторного струму.

Рис. 3.35 - Побудова часової діаграми імпульсу колекторного струму за допомогою вихідної характеристики транзистора

Повна та вихідна потужності відповідно становлять

І_ти_т

P = ^->P.u*=T]P. (3.43)