6. Цепи питания и смещения активных элементов в гвв

Различают две базовые схемы питания: последовательную и параллельную. В последовательной схеме постоянная составляющая выходного тока проходит через элементы ЦС; в параллельной через элементы ЦС проходят только полезные переменные составляющие I_ВЫХ. Последовательная схема применяется с апериодическими и резонансными НКС; параллельная – в основном с фильтровыми.

1) 2) 3)

1) – апериодическая; 2) – резонансная; 3) – фильтровая.

В мощных каскадах, работающих при любом значении угла отсечки, рекомендуется фиксированное смещение от отдельного стабилизатора.

В маломощных схемах можно использовать фиксированное смещение от общего источника питания.

1) Схема с фиксированным током базы; 2) Схема с фиксированным напряжением базы; 3) Схема с эмиттерной термостабилизацией.

1) 2) 3)

3)

, k – коэффициент запаса. Для маломощных k=10..20, для мощных (до 1 Вт) k=3..5.

; ; ; ;

Д ля мощности до 10 Вт

С хема автоматического смещения – в мощных каскадах с углом отсечки до 90

В сверхмощных каскадах (5Вт…1кВт) с углом отсечки около 90 может применяться схема нулевого смещения.

16. Параллельные и последовательные схемы сложения мощности

Когда мощность передатчика превышает полезную мощность одиночного АЭ, приходится включать несколько АЭ. При этом возникает задача сложения мощностей, представляющая особый интерес при реализации транзисторных устройств, поскольку единичная мощность транзистора относительно невелика.

При параллельном включении двух АЭ через общую нагрузку Z_н протекает сумма выходных токов активных элементов. Напряжение на нагрузке U_н создается первыми гармониками токов АЭ:

.

Отношение напряжения U_н на общей нагрузке к выходному току одного из АЭ называется кажущимся сопротивлением нагрузки для этого АЭ. Кажущиеся сопротивления для АЭ₁ и АЭ₂:

Полезные мощности, отдаваемые АЭ₁ и АЭ₂, складываются в общей нагрузке:

.

Суммируются и мощности, потребляемые АЭ от источника питания Е_п:

.

Совместная работа АЭ наиболее эффективна, когда они идентичны и режим их одинаков. При этом, если , то . Следовательно, схему можно разбить на два самостоятельных (но не независимых) усилителя мощности, работающих каждый на нагрузку 2R_н.

П ри включенных параллельно АЭ рекомендуется симметрировать их режимы. Простейшим способом достижения симметрии транзисторного УМ является включение последовательно с эмиттерами цепей автосмещения, стабилизирующих режим каждого транзистора.

Схема УМ с двухтактным включением АЭ симметрична относительна точки заземления, а режимы АЭ₁ и АЭ₂ одинаковы. Цепь согласования с нагрузкой Z_н состоит из попарно равных сопротивлений: , .

Ток в цепи согласования

,

где .

Токи , представленные суммами гармоник, можно записать в виде:

Видно, что ток контура при симметрии схемы и режимов АЭ создается только нечетными гармониками, что облегчает фильтрацию гармоник.

Кажущиеся сопротивления

При одинаковых амплитудах и противоположных фазах токов их отношение и кажущиеся сопротивления для АЭ₁ и АЭ₂ равны , как и при параллельном включении АЭ.

Главное достоинство двухтактной схемы — хорошая фильтрация четных гармоник. Это определяет основную область их применения – многооктавные широкополосные усилители.