17.6 Бестрансформаторные усилители мощности

Применение трансформатора необходимо для согласования выходного сопротивления транзистора с низкоомным сопротивлением нагрузки, чтобы получить максимальную мощность при максимальном КПД. Если транзисторы обладают высокой крутизной, то возможно построение схем, работающих на нагрузку в несколько Ом без использования трансформатора. Для этого используются два транзистора с различной проводимостью.

Лекция №18

ГЕНЕРАТОРЫ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Процесс получения переменных токов и напряжений называется генерацией электрических колебаний, а соответствующее электрическое устройство - генератором.

По форме выходных колебаний генераторы делятся на 2 группы:

1). Генераторы гармонических колебаний;

2). Генераторы разрывных колебаний (импульсные генераторы).

Устройства, в которых колебания возникают без дополнительных внешних воздействий, называются автогенераторами, или генераторами с самовозбуждением. Автогенераторы, генерирующие высокочастотные (ВЧ) колебания, обычно строятся с применением элементов, использующих явление резонанса в колебательном контуре (LC-гене-раторы), либо в пьезоэлектрическом резонаторе. Автогенераторы низкочастотных (НЧ) колебаний (десятки кГц) строятся на основе резсторноемкостных схем (RC-генераторы).

18.1 Принцип работы lc-генераторов

LC-генераторы – это генераторы с индуктивной обратной связью. Принцип автогенератора можно понять, если представить себе, что в рассмотренном ранее резонансном усилителе электрические колебания поступают на вход не от внешнего источника, а с выхода этого же усилителя через цепь обратной связи. Если на схему подано напряжение питания, то в коллекторной (стоковой) цепи протекает ток, который содержит как постоянную, так и флуктуирующую составляющие. С чем связано появление флуктуирующей составляющей? Электрические заряды в цепи имеются в определенном количестве. Причем в любой цепи реальное количество носителей заряда постоянно меняется. Амплитудный спектр флуктуирующего сигнала равномерен вплоть до частот 10¹²Гц. В спектре флуктуаций всегда найдется составляющая, частота которой близка к резонансной частоте контура, включенного в выходную цепь транзистора. За счет избирательных свойств контура эта спектральная составляющая будет выделена, а через цепь ОС поступит на вход усилителя.

Колебание, поступившее на вход, будет усиленно, как в обычном усилителе. В дальнейшем произойдет нарастание сигнала. Что для этого необходимо?

Для этого необходимо выполнить следующие условия:

• обратная связь (ОС) между входом и выходом должна быть положительной (это фазовое условие самовозбуждения);

• коэффициент усиления (К_ус) должен превышать определенное значение (амплитудное условие самовозбуждения).

Если в схеме возникают колебания, их амплитуда возрастает до определенного значения (режим нарастания амплитуды), называемого переходным, а режим генератора, при котором амплитуда постоянна, - стационарным.

Более подробно рассмотрим работу автогенератора на примере LC-генератора.