4.2.1. Двухтактный выходной каскад
а) Трансформаторный
Двухтактными называют
каскады, содержащие два усилительных
элемента (или две группы параллельно
включенных усилительных элементов),
образующих два одинаковых плеча схемы,
работающих на общую нагрузку, ток сигнала
в выходной цепи которых имеет
противоположное напряжение, т.е. сдвинут
на
при
синусоидальном сигнале.
Достоинства 2-х тактного каскада
1. Компенсация четных гармоник, выносимых усилительными элементами;
2. Отсутствие постоянного подмагничивания сердечника выходного трансформатора;
3. Отсутствие первой гармоники тока сигнала в общем проводе цепи питания;
4. Компенсация синфазных помех;
5. Возможность использования режима «В».
Рассмотрим энергетические показатели трансформаторного 2-х тактного каскада в режиме «В».
Изменения в схеме
каскада:
;
на входе недопустимо применение
разделительных конденсаторов; идеально
рабочая точка выбирается при
(реально
).
Основные энергетические показатели:
;
;
;
;
;
;
.
б) Бестрансформаторный двухтактный каскад с несимметричным входом и выходом
Это так называемый двухтактный каскад с дополнительной симметрией.
Такой каскад не нуждается в фазоинверсном каскаде на его входе. Такие каскады могут работать как в режиме «А», так и в режиме «В» и позволяют использовать в качестве предыдущего каскада обычный резисторный каскад даже без разделительного конденсатора. Имеют: при работе в режиме «А» максимальный КПД 50%, а при работе в режиме «В» – 78.6%.
5. Операционные усилители
Операционными усилителями называют усилители, имеющие следующие показатели и характеристики:
1. Коэффициент
усиления
(в
современных усилителях
в
западных странах и в России)
2. Входное сопротивление
(до
ГОм)
3. Выходное сопротивление
4.
(10-тки
МГц)
ОУ появились в процессе создания разработок аналоговых вычислительных машин (называемых решающими усилителями, то есть усилители, с помощью которых можно решать линейные и нелинейные дифференциальные уравнения).
Структурная схема ОУ
ОУ помимо перечисленных выше к нему требований должен иметь два входа, один из которых называется инвертирующим, а другой – не инвертирующим.
В литературе обозначается:
или
–
значит инверсия.
ОУ со дня своего появления прошли три поколения:
Трёхкаскадные ОУ (в основном выполнены на биполярных транзисторах с параметрами далекими от идеальных).
Трёхкаскадные ОУ на полевых транзисторах нашли большее применение (полевые транзисторы в целом улучшили показатели ОУ)
Двухкаскадные ОУ на компланарных структурах.
Количество каскадов уменьшается для повышения устойчивости ОУ (ОУ неустойчив из-за наличия реактивных элементов в каскадах, то есть ёмкостей эмиттерного и коллекторного переходов – при увеличении фазового сдвига, ОУ с обратной связью может загенерировать).
При любом построении ОУ его структуру можно представить в виде трёх блоков:
- блок входных каскадов, который должен обеспечивать наличие двух входов(инвертирующего и неинвертирующего)
- блок промежуточных каскадов
– блок оконечных каскадов.
Схема выглядит так:
