Лекція 14

Тема: Підсилювачі потужності.

1. Загальні відомості про підсилювачі котушки, режими роботи підсилювачів потужності.

2. однотактні підсилювачі потужності.

1. Підсилювачами потужності називають електронні підсилювачі, які підсилюють потужність вхідного сигналу, тобто підсилення вхідного сигналу проходить одночасно по напрузі і по струму. Підсилення по напрузі проходить за тим же принципом що й у підсилювачах напруги. Тому загальний вигляд багатьох схем підсилювачів потужності подібний до вигляду схем підсилювачів напруги.

Підсилення по струму проходить за рахунок того, що у підсилювачах потужності використовують потужні транзистори, які від джерела живлення споживають потрібний струм.

Підсилювачі потужності—вихідні каскади багато каскадних підсилювачів, тому має значення їх коефіцієнт корисної дії та якість вихідного сигналу, бо від названих показників залежать показники роботи усієї схеми. У свою чергу показники роботи підсилювача потужності залежать від:

Режиму або класу підсилення. Найчастіше підсилювачі потужності працюють у наступних класах А,В,АВ.

Клас підсилення у першу чергу визначається положенням робочої точки так званій перехідній характеристиці транзистора, яка будується за спеціальною методикою.

У свою чергу положення робочої точки визначається величиною напруги зміщення (рисунок 14.1), тобто тієї напруги, яка за допомогою дільника зміщення подається постійно на базу транзистора.

Ік

Р₁

І_к0

Р₃

Р₂ U_бе

U_зм2

U_зм1

Рисунок 14.1—Положення робочої точки (Р) у різних класах підсилення.

R1—положення робочої точки, яка відповідає класу А, при цьому робоча точка може переміщуватись у межах лінійної ділянки характеристики. Тому якість вихідного сигналу достатньо висока, у той же час має місце так званий струм покою, його наявність пояснюється тим, що у цьому режимі при відсутності вхідного сигналу транзистор частково відкритий. Колекторний струм транзистора тече крізь навантаження і за рахунок цього втрачається потужність.

Р2—положення робочої точки класу В. У цьому випадку Іко=0, але якщо не вживати спеціальних засобів, то якість вихідного сигналу буде незадовільною, бо частину часу транзистор буде повністю закритий.

Р3—положення робочої точки у класі АВ, при цьому показники роботи підсилювача є середніми між класом А та класом В.

2 Однотактними називаються такі підсилювачі потужності, які при роботі у класі А підсилюють вхідний сигнал обох на півперіодів; якщо ж такий підсилювач працює у класі В, то він може підсилювати тільки один на півперіод вхідного сигналу синусоїдальної форми.

Схема підсилювача базується на основі одно каскадного підсилювача напруги та біполярному транзисторі рисунок 14.2

-Ек

R1 R_H

С1 VT

Uвх

R2 R3 C2

Рисунок 14.2—Схема одно каскадного підсилювача потужності з безпосереднім включенням навантаження у колектор транзистора.

Призначення та назва елементів: С1, R1, R2, R3, C2, Rн та VT такі ж самі як і у підсилювача напруги.

Принцип дії схеми полягає у наступному: підсилення напруги проходить за рахунок властивостей схеми, таким же чином, як і у підсилювачів напруги. Підсилення струму проходить за рахунок використання у схемі потужного транзистора, який споживає від джерела живлення і забезпечує проходження по навантаженню значного струму. Вихідним сигналом схеми є потужність яка виділяється на навантаження.

У наведеній схемі максимальна потужність на навантаженні буде у тому випадку, коли витримуються наступні співвідношення: R_H=(2 )R_вих, де

R_вих1/h₂₂—це вихідний опір транзистора.

У реальних схемах, реальне навантаження має певний визначений опір, який може суттєво відрізнятися від потрібного. Для узгодження опору навантаження та вихідного опору транзистора застосовують узгоджуючий трансформатор напруги, первинна обмотка якого вмикається у коло колектора транзистора рисунок 14.3

Т -Ек

R1 R_H

С1 VT

Uвх

R2 R3

С2

Рисунок 14.3—Схема однотактного підсилювача з узгоджуючим трансформатором.

У цьому випадку з вихідним опором транзистора узгоджується не опір навантаження, а опір первинної обмотки трансформатора. Таке узгодження виконати не важко бо трансформатор можна виготовити з будь якими характеристиками.

Недоліком схеми є наступне: через первинну обмотку трансформатора тече постійно складова колекторного струму, яка може викликати насичення осердя трансформатора і за рахунок цього, форма вихідної напруги може не співпадати з формою вхідної.