7. Усилители на имс частного применения

На рис.10 представлена схема одного канала усилителя на двухканальной ИМС типа К548УН1. Параметры усилителя зависят от глубины ООС, которая определяется соотношением сопротивлений резисторов R₁иR₃. При значениях сопротивлений, указанных в схеме, усилитель характеризуется следующими параметрами: коэффициент усиления напряжения 100 (равен отношению сопротивлений), входное сопротивление 300 кОм, выходное – не более 1 Ом, наивысшая рабочая частота не менее 100 кГц, коэффициент гармоник на частоте 1 кГц при сопротивлении нагрузки 10 кОм не 0,05%, коэффициент шума (измеренный в полосе частот до 23 кГц при сопротивлении источника сигнала 10 кОм) не более 2. Если повысить коэффициент усиления напряжения до 1000, наивысшая рабочая частота уменьшается примерно до 20 кГц, а коэффициент гармоник повышается до 0,1%. Корректирующий конденсаторС₂включают, если необходимо ограничить диапазон рабочих частот. [8]

Рис.10. Схема апериодического усилителя на ИМС.

8. Усилители мощности

Мощным каскадомпринято считать каскад, в котором транзисторы отдают в нагрузку мощность, близкую к максимально возможной. Основными требованиями, предъявляемыми к мощным выходным каскадам, являются получение необходимой мощности в нагрузке и максимальный КПД при допустимых искажениях сигнала. Требование максимального КПД имеет наибольшее значение для усилителей с питанием от автономных источников. Максимальное усиление мощности – второстепенное требование, поскольку необходимое усиление может быть получено в других каскадах. [8]

Чем выше КПД каскада, тем менее мощный транзистор нужен для получения требуемой мощности. Максимальный КПД достигается при оптимальной нагрузке. Однако сопротивление нагрузки, как правило, бывает задано. Если оно значительно отличается от оптимального, то для получения высокого КПД нагрузку включают через согласующий трансформатор. Использование согласующего трансформатора на входе мощного выходного каскада позволяет получить максимальный коэффициент усиления мощности предвыходным каскадом и минимальный уровень искажений при заданной мощности в нагрузке усилителя. Применение согласующих трансформаторов в малогабаритных усилителях приводит к снижению КПД, поскольку малогабаритные недорогие трансформаторы имеют сравнительно малый КПД. [8]

1.8.1. Режимы работы транзисторов в выходных каскадах

Транзисторы могут работать в режимах классов А, В или АВ. Режимом класса Аназывают такой режим, при котором выходной ток протекает в течение всего периода усиливаемого сигнала. Режим с такой отсечкой, при которой выходной ток протекает практически только в течение полупериода сигнала, называютрежимом класса В. Промежуточный режим, при котором выходной ток протекает в течение более одного полупериода сигнала, называютрежимом класса АВ. Выбор режима осуществляется подачей соответствующего напряжения между базой и эмиттером. В режимах классов АВ и В могут работать только двухтактные каскады. [8]

1.8.2. Однотактные выходные каскады

Однотактные выходные каскады применяются иногда в усилителях с малой выходной мощностью, поскольку их КПД не превышает 40%. Они выполняются по схеме, которая приведена на рис.5. Включение транзистора с ОБ и ОК не применяется, так как приводит к снижению усилителя мощности. Поскольку однотактный каскад может работать только в режиме класса А, применяется коллекторная, эмиттерная или комбинированная стабилизация режима. [8]

Транзистор для однотактного выходного каскада выбирают так, чтобы выполнять условия P_max  2P_Н/_ТР; U_КЭmax>2E, гдеP_max– максимально допустимая рассеиваемая мощность транзистора;P_Н– полезная мощность в нагрузке;_ТР– КПД трансформатора (для малогабаритных трансформаторов_ТР = 0,40,7);U_КЭmax– максимально допустимое напряжение источника питания. При невыполнимости второго условия целесообразно выбрать меньшее напряжение источника питания. [8]