4. Підсилювальні каскади з трансформаторним зв’язком

Підсилювальні каскади з трансформаторним зв’язком застосовують тоді, коли потрібне оптимальне узгодження опору навантаження з вихідним опором підсилювального каскаду. Такі підсилювальні каскади порівняно дорогі, мають гірші порівняно з безтрансформаторними каскадами частотні характеристики, вносять підвищені нелінійні спотворення, мають значні масу та габарити.

Максимальна передача потужності від джерела сигналу у навантаження має місце при рівності їх опорів. Тому якщо R_г і R_н різні за значенням, то їх узгоджують за допомогою трансформатора, для якого в ідеальному випадку справедливі співвідношення

(15)

де і- відповідно опір навантаження, перерахований у первинну обмотку вихідного трансформатора, та опір генератора, перерахований у вторинну обмотку вхідного трансформатора; W₂ і W₁ – кількості витків вторинної та первинної обмоток відповідного трансформатора.

Оскільки в режимі оптимального узгодження необхідне виконання співвідношень

= R_г ; = R_н , (16)

то коефіцієнт трансформації для оптимального узгодження

. (17)

У підсилювальних каскадах можливе послідовне або паралельне вмикання трансформаторів з транзисторами. При послідовному вмиканні (рис. 11) через обмотку трансформатора протікають як змінний, так і постійний струми. Постійний струм створює небажаний постійний магнітний потік підмагнічення сердечника. При паралельному вмиканні (рис. 12) трансформатор підмикають паралельно до опору в колі колектора через конденсатор. У цьому випадку через обмотку трансформатора постійний струм не протікає і підмагнічення магнітного сердечника немає.

Рис.11. Послідовне вмикання Рис.12. Паралельне вмикання

        обмоток  трансформатора обмоток  трансформатора

Особливістю транзисторних каскадів з трансформаторним зв’язком являється те, що узгоджуючий трансформатор повинен бути, як правило, понижувальним. Дійсно, якщо розглянути підсилювальний каскад з паралельним увімкненням трансформатора, то R_вихR₄, і якщо навантаженням R_н являється вхідне коло каскаду із спільним емітером, яке має вхідний опір в діапазоні середніх частот R_вх= r_б+r_е(1+)r_е, то необхідний для оптимального узгодження коефіцієнт трансформації

. (18)

Враховуючи, що значення R₄ становить декілька кОм, можна підрахувати, що звичайно n<1 (порядку 0,250,5).

Для каскаду із спільним емітером коефіцієнт підсилення по напрузі в діапазоні середніх частот

. (19)

Якщо замість R_н і R_г підставити іта врахувати, що вхідна напруга змінюється в n₁ разів, а вихідна напруга – в n₂ разів, одержимо коефіцієнт передачі напруги для схеми із спільним емітером і трансформаторним зв’язком в діапазоні середніх частот:

. (20)