
- •3. Усилители мощности
- •3.1. Особенности работы ум
- •3.1.1. Режим работы ум
- •3.1.2. Классы усиления
- •3.2. Однотактный усилитель мощности класса а
- •3.2.1. Схема и ее работа
- •3.2.2. Нагрузочная линия по переменному току
- •3.2.3. Энергетические соотношения в ум
- •3.2.4. Входной сигнал
- •3.3. Оценка коэффициента гармоник (нелинейных искажений)
- •3.3.1. Построение сквозной динамической характеристики
- •3.3.2. Оценка (расчет) коэффициента гармоник и способы его уменьшения
- •3.4. Трансформаторный двухтактный усилитель мощности класса в
- •3.4.1. Схема и ее работа
- •3.4.2. Построение нагрузочной линии вс и входной характеристики км
- •3.4.3. Энергетические соотношения в классе в
- •3.4.4. Входной сигнал
- •3.4.5. Определение коэффициента гармоник в классе в
- •Бестрансформаторный усилитель мощности класса в (ав)
- •3.5.1. Схема ум на составных транзисторах и ее работа
- •3.5.2. Энергетические соотношения
- •3.5.3. Входной сигнал
- •3.5.5. Определение коэффициента гармоник для бестрансформаторного ум
3.4.2. Построение нагрузочной линии вс и входной характеристики км
Нагрузочная линия для переменного тока ВСна рис.3.7,а проводится через точкуВс координатамиImax 2, Uкэ min2 и точкуCс координатамиImax 3, Uкэ min3. Для одинаковых транзисторов эти величины одинаковы, поэтому на рис.3.7,а они обозначены Imax, Uкэ min (без индексов) Эти величины определяются так же, как для однотактного УМ класса А. Индивидуальные нагрузочные линии для транзисторовVT2, VT3 проходят, как указано пунктиром, через точкиА'иА''. Поскольку магнитные потоки обмоток W1' W1''направлены встречно, а напряжения (ток) в нагрузке пропорциональны разности магнитных потоков, нагрузочная линияВСдля обоих транзисторов строится для разностного токаIк2 –Iк3и проходит через точкуАна оси напряжений, в которой напряжениеUкА2 = UкА3 Еп. По наклону линииВСопределяется оптимальное сопротивлениеRк оптв коллекторной цепи:
,
(3.32)
и вычисляется коэффициент трансформацииN для половины обмотки (W1' илиW1''):
(3.33)
Индивидуальные входные характеристики транзисторов VT2, VT3 указаны на рис.3.7,б пунктиром. Начальное смещениеIбА2, IбА3выбирается так, чтобы входная характеристика, построенная для разностного токаIб2 –Iб3, была близка к прямой и проходила через 0 (IбА2 = IбА3). В этом случае устраняются нелинейные искажения типа «ступенька» во входной цепи (пунктирная кривая), особенно сильные около начала координат.
3.4.3. Энергетические соотношения в классе в
Эти соотношения имеют такое же важное значение, как и в классе А. Определяются и анализируются те же величины:
Мощность переменного тока Р~ в коллекторных цепях транзисторовVT2 и VT3:
.
(3.34)
Величина Р~должна быть большеРнна величину потерь:
(3.34'
)
где Тр–кпдтрансформатора Тр2 по табл.3.1.
Мощность потребления Рпотр:
.
(3.35)
Коэффициент полезного действия Вв классе В:
.
(3.36)
Максимального значения В = 0,78 кпддостигает приВ = 1, но это возможно только в схеме ОБ. В схеме ОЭВ 0,9 и максимальныйкпдв схеме ОЭ не превышает 0,7 ÷ 0,65.
Мощность рассеяния:
(3.37'
)
Однакозависит от величиныВ,
входящей вР~
(3.34) и в В(3.36):
. (3.37)
Максимальная
мощность рассеяния
может
быть найдена как экстремум функции
(3.37). Для нахождения экстремума надо
взять производную поВи приравнять ее к нулю:
. (3.38)
Решив (3.38), можно найти, что максимум мощности рассеяния получается не при максимальном сигнале, а при коэффициенте использования напряжения
(3.39)
и достигает величины
. (3.40'
)
С учетом (3.34)
(3.40)
При всех других значениях Вмаксимальная мощность рассеяния уменьшается. Поскольку сигнал(Um) все время изменяется от 0 доЕп, то средняя мощность рассеянияРрасс.ср будет меньше, чем в (3.40). Ориентировочно для выбора транзисторов можно считать, что
(3.41)
После получения
остальных данных производится уточнение
по формуле (3.37). Мощность, рассеиваемая
одним транзистором, в два раза меньше,
чем (3.41), и допустимая мощность рассеяния
транзистораРдопвыбирается
предварительно из следующего условия:
(3.42)
Величина
в (3.41) и (3.42) определяется согласно
(3.34'). Для транзисторовVT2 иVT3 должны выполняться
условия (3.21).