Двотактні каскади в режимі а

Найпростіші схеми двотактних каскадів

Двотактним називається каскад, в якому об'єднані два однотактний підсилювальних каскаду, що працюють на одну загальну навантаження і керованих взаємно противофазно одним і тим же підсилюються коливанням. Відповідно до цього двотактний каскад складається з двох половин, які називаються плечима. Напруга на навантаженні отримують шляхом взаємного вирахування вихідних коливань плечей, щоб вони підсумовувалися, незважаючи на протифазне управління.

Завдяки протифазні управління і віднімання відбувається часткова компенсація нелінійних спотворень, що вносяться плечима, і виходять деякі інші переваги. У двотактному каскаді можна використовувати не тільки режим А. Використання режиму А забезпечує дуже малі нелінійні спотворення. Число можливих схем двотактних каскадів дуже велике.

У найпростішому трансформаторному каскаді (рис. 3, а) навантаження

Двотактні каскади в режимі а
підключена до транзисторів через вихідний трансформаторТ 2, що має дві половини первинної обмотки. Джерело підсилюється коливання підключений через вхідний трансформаторТ 1. Транзистори включені по схемі з ОЕ. Протифазні управління ними досягається завдяки подачі на бази вхідних напруг з різних половин вторинної обмотки трансформатораТ 1, який, таким чином, є в каскаді фазоінверсним ланкою.

Двотактні каскади в режимі а

Резистивний дільник R 1R 2 подає постійний зсув, відмикає транзистори і задає струм колектора кожного з них

Двотактні каскади в режимі а
у вихідній РТ.

Трансформатори мають великі розміри і масу, високу вартість, створюють додаткові втрати потужності (їх ККД зазвичай становить 0,7. 0,9), спотворення і великі фазові зрушення на краях смуги пропускання, що перешкоджає охопленню кінцевого каскаду глибокої ОС, так як порушується стійкість . Тому широко застосовуються безтрансформаторні кінцеві каскади посилення потужності, хоча у них в разі малого

Двотактні каскади в режимі а
знижений посилення по напрузі, а значить, і по потужності і потрібна підвищена; амплітуда вихідного струму транзисторів, що збільшує залишкові напруги.

Найпростіший безтрансформаторний двотактний каскад (рис. 3, б) містить в кожному плечі своє джерело живлення

Двотактні каскади в режимі а
. Резистивний делітельR 3R 4 подає постійний зсув на транзистори і тим самим задає необхідні струми колекторів (емітерів) у вихідній РТ. ОбичноR 2 = R 3 <

Властивості двотактних каскадів

У режимі А з урахуванням протифазні управління плечима при повній їх ідентичності, відсутності нелінійних спотворень і синусоїдальної формі коливання повні струми колекторів

У трансформаторному каскаді ток джерела живлення дорівнює їх сумі і становить 2

Двотактні каскади в режимі а
. Він не містить змінної складової, що зменшує паразитне ОС з попередніми каскадами, що харчуються від цього ж джерела. Колекторні струми протікають через половини первинної обмотки вихідного трансформатора в протилежних напрямках. Тому магнітний потік в його осерді пропорційний разностному струму не містить постійної складової. Відсутність постійного підмагнічування сердечника підвищує його діючу магнітну проникність, а значить, дозволяє зменшити розміри і масу трансформатора.

Амплітуда змінної складової різницевого струму дорівнює сумі амплітуд струмів колекторів завдяки протифазні управління транзисторами. Цією ж різниці дорівнює струм навантаження в безтрансформаторним каскаді (рис. 8.4, б). У кожній із схем змінні складові струмів і потужності вихідних коливань окремих плечей складаються в навантаженні.

Важливою перевагою двотактного каскаду в режимі А є поніженнийуровень нелінейнихіскаженій. що обумовлено взаємної компенсацією впливу кривизни передавальних характеристик плечей, яка відбувається завдяки протифазні управління ними. З спектральної точки зору це виражається у відсутності (компенсації) парних гармонік в вихідному напрузі. Справді, при наявності спотворень замість (8.4) маємо

Тут початкові фази всіх гармонік для простоти прийняті рівними нулю.

Тоді різницевий струм

Отже, напруга на навантаженні, пропорційне разностному току, не містить парних гармонік. Але якщо граничні частоти транзисторів різних плечей помітно різняться, то високо частотні парні гармоніки плечей неточно збігаються по амплітуді і фазі і тому компенсуються в повному обсязі. Перевагою двотактного каскаду є також його слабка чутливість до пульсація напруги живлення, так як вони компенсуються в різницевої струмі.

Лінія навантаження транзистора одного плеча в режимі А будується так само, як для однотактного каскаду. Нахил навантажувальної прямої для змінного струму визначається опором навантаження одного транзістораВ трансформаторному каскаді в режимі А змінний струм через джерело живлення не протікає. Отже робота не порушиться, якщо для змінного струму в проводі джерела

Двотактні каскади в режимі а
зробити розрив. Але тоді вхідний опір вихідного трансформатора між крайніми висновками первинної обмотки

,

де

Двотактні каскади в режимі а
- коефіцієнт трансформації, що дорівнює відношенню числа витків вторинної та всієї первинної обмоток. Воно є загальним опором навантаження двох транзисторів, з'єднаних послідовно і працюють одночасно в кожен напівперіод. Тому на один транзистор в режимі А доводиться вдвічі менший опір.

У каскаді з безтрансформаторним виходом рис. 8.3, б по змінному струмі обидва плеча підключені паралельно до однієї і тієї ж навантаженні. У режимі А вони працюють одночасно. Тому

Двотактні каскади в режимі а
можна замінити паралельним з'єднанням двох
Двотактні каскади в режимі а
умовно належать різним плечах, причому
Двотактні каскади в режимі а
.

У режимі А енергетичні співвідношення для двотактного каскаду ті ж, що і для однотактного трансформаторного. Вихідні потужності плечей підсумовуються, а максимальний ККД для кожної з розглянутих схем дорівнює 50%.

Схожі статті