Підсилювачі потужності

Каскади підсилення потужності є вихідними (кінцевими) каскадами, до яких приєднується зовнішнє навантаження. Вони призначені для отримання в навантаженні необхідної потужності.

Вихідні каскади класифікуються за рядом ознак:

• способу узгодження підсилювача із навантаженням – трансформаторні і безтрансформаторні;

• режими роботи підсилювальних елементів – класів А, В, С, АВ, D;

• способи підсилення – однотактні і двохтактні.

Оцінку схеми підсилювачів потужності можна зробити за слідуючими параметрами і характеристиками:

потужність сигналу, що віддається в навантаження;

• енергетичним характеристикам підсилювача;

• результуючими коеф. підсил. за струмом і напругою;

• коеф. загальних інтермодуляційних та динамічних спотворень;

• вхідним та вихідним параметрам.

Крім того, слід визначити технічну складність та економічну доцільність виконання схем.

1. Підсилювач потужності із трансформаторним ввімкненням навантаження

Принципова схема підсилювача потужності із трансформаторним ввімкненням навантаження подано на мал. . Транзистор УТ працює в режимі класу А; в колекторне коло ввімкнена первинна обмотка вихідного трансформатора ТУ.

Недоліки каскаду:

• низький ККД через роботу в режимі класу А та використання трансформатора;

• частотні спотворення, що вносяться в основному трансформатором;

• проходження значного постійного струму через первинну обмотку трансф.;

• неможливість реалізації підсилювача в інтегральному виконанні;

• підвищені розміри і вартість в порівнянні із безтрансформаторним каскадом.

Переваги каскаду:

• можливість отримати коеф. підсилення за потужністю завдяки ввімкнення транзистора за схемою із ЗЕ;

• можливість оптимального узгодження вихідного опору каскаду із опором навантаження.

2.Безтрансформаторні однотактні каскади

Принципова схема такого каскаду, ввімкненого за схемою із ЗЕ подана на мал. Опір навантаження в цій схемі безпосередньо ввімкневий в коло колекторного навантаження.

Відсутність додаткових деталей у схемі, більш широка смуга пропускання, ніж в трансформаторних каскадах, відсутність втрат потужності в узгоджувальному пристрої не можуть компенсувати недоліків схеми:

• відсутність можливості узгодити за опором вихідний опір тран­зистора, що зменшує коеф. використання струму або напруги та ККД;

• проходження постійного струму через навантаження І ;

• постійний потенціал на навантаженні по відношенню до загального проводу;

В результаті в реальних транзисторних каскадах максим. ККД має біля 2С%, у лампових каскадах – 12%.

3. Двохтактні безтрансформаторні підсилювачі потужності

Підсилювач потужності із безтрансформаторним двохтактним кінцевим каскадом є багатокаскадним пристроєм. У загальному випадку підсилювач потужності складається із вхідного пристрою, передкінцевого каскаду /драйвера/ і кінцевого каскаду. Кінцеві каскади харак­теризуються схемами

ввімкнення транзисторів, способом збудження кін­цевого каскаду, схемами стабілізації початкового струму зміщення.

Принципова схема кінцевого каскаду, що збуджується двома рівними за значеннями та протифазними сигналами, подана на мал. В схемі використані транзистори типу р-п-р, ввімкнені за схемою ізЗЕ. Кас­кад живиться від двох джерел живлення із загальною точкою. Наван­таження під"єднується безпосередньо до колектора транзистора VT2 , емітеру транзистора VТ1 і середній точці джерела живлення. Звичайно транзистори працюють в режимі класа АВ.В, які створюється за допомогою резисторів РІ...Р4. Процес підсилення сигналу відбувачться у два такти.