2. Двотактний каскад посилення потужності
Властивості двотактного каскаду. Даний тип каскадів є основним для каскадів посилення потужності. Різновиди двотактного каскаду - трансформаторний і без трансформаторних. Особливості трансформаторного каскаду: 1) Каскад складається з двох симетричних плечей;
2) Обидва плеча порушуються противофазно:
, .
Особливості безтрансформаторного каскаду:
1) Транзистори плечей - комплементарні (тобто різної провідності і мають однакові характеристики):
- , - ;
2) Плечі порушуються противофазно, інверсія фази забезпечується за рахунок різної провідності транзисторів.
3) Обидва транзистора працюють по черзі, в режимі В.
Струм кожного плеча складається із змінної і постійної складових, змінні складові противофазно:
,
У трансформаторному каскаді змінні складові струмів течуть зустрічно через первинну обмотку трансформатора, утворюючи різницевий магнітний потік, який утворює віртуальний різницевий струм.
В без трансформаторних каскаді різницевий струм реально існує в навантаженні:
,
постійна складова разностного струму, змінна складова, тобто змінні струми плечей підсумовуються. При симетрії схеми, тоді постійна складова разностного струму дорівнює нулю.
Двотактні каскади мають наступні властивості:
1) В двотактному каскаді відсутній постійний струм підмагнічування трансформатора, тому магнітна проникність сердечника трансформатора зростає, тому при заданій ідуктівності первинної обмотки можна зменшити габарити трансформатора.
2) В трансформаторній схемі через опір навантаження не протікає постійний струм, навантаження можна підключати через розділовий конденсатор.
3) У різницевої струмі відсутні парні гармоніки:
,
.
Змінна напруга на базі, тоді за формулами кратних дуг можна отримати вирази для струмів колектора:
,
.
.
Парні гармоніки противофазно, в різницевої струмі вони компенсуються, що дозволяє каскаду працювати в режимі В при малих нелінійних спотвореннях.
У режимі В струм колектора є послідовність косинусоидальной імпульсів. У таких імпульсів відсутні непарні гармоніки, починаючи з третьої (видно з розкладу в ряд), парні гармоніки компенсуються, в результаті залишається одна перша. Протифазне плече дає імпульси протилежної полярності, різницевий струм являє собою цілу гармоніку. Таким чином, в ідеальному випадку в двотактному каскаді відсутні нелінійні спотворення.
4) У джерелі живлення трансформаторного каскаду відсутні непарні гармоніки:
При цьому полегшуються вимоги до ланцюгів розв'язки для зменшення паразитної негативного зворотного зв'язку через ланцюга харчування.
До недоліків двотактних схем можна віднести наявність в схемі двох плечей, двох транзисторів; відведення від середньої точки в первинній обмотці трансформатора; необхідність виконання умов симетрії.
3. Енергетичні співвідношення в двотактному каскаді
Амплітуда колекторного струму для трансформаторного каскаду не повинна перевищувати допустимого значення.
Для безтрансформаторного каскаду будується навантажувальна пряма
.
.
Постійний струм в одному плечі можна знайти з розкладання косинусоидальной імпульсів:. Потужність, споживана двома плечима:, тобто споживана потужність залежить від амплітуди імпульсів колекторного струму, в режимі мовчання, каскад не споживає енергію.Коеффіціент використання колекторного напруги:. ККД каскаду
ККД каскаду залежить від амплітуди імпульсів колекторного струму, максимум ККД виходить при максимальній амплітуді, якщо, то. Середній ККД.
Потужність, що розсіюється на колекторі одного транзистора
Для знаходження максимуму функції продифференцируем по:
Прирівняємо похідну до нуля, звідки критичний коефіцієнт використання напруги. Критичне напруга, струм. Тоді максимальна розсіює потужність
Ставлення коливальної і розсіюється потужностей:
При пікової коливальної потужності прагне до одиниці, тоді, тобто, або. Транзистор вибирається з умови.
У режимі У коливальна потужність для одного транзистора, а в режимі А -. Як бачимо, при одному і тому ж в режимі В коливальна потужність одного транзистора в раз більше, ніж в режимі А. Поряд з високим ККД ця обставина є основною перевагою роботи в режимі В.
Інформація про роботу «Каскади потужного посилення»
Розділ: Комунікації і зв'язок
Кількість знаків з пробілами: 14579
Кількість таблиць: 0
Кількість зображень: 0
простий в застосуванні методики розрахунку МКЦ необхідної при проектуванні надширокосмугових підсилювачів. Метою даного дипломного проекту є розробка методики розрахунку МКЦ сверхширокополосного підсилювача на потужних польових транзисторах, що забезпечує максимальний коефіцієнт передачі при заданих нерівномірності АЧХ і смузі пропускання. Дана методика необхідна для створення інтегральних.
6. Бібліографія ......................................................... ..16 Мета роботи: познайомитися з режимами роботи транзисторів обох типів провідності, розрахувати потужний багатокаскадний підсилювач, у якого вихідний каскад працює в режимі АБ , попередні в режимі А. 1. Вихідні дані: схема вихідного каскаду - з трансформаторним входом і виходом. 3) Введення Підсилювачем називають пристрій.
Зведення звуку. Для потужних стереофонічних підсилювачів в інтегральному виконанні використовуються як пластмасові корпусу типу DI L, DIP (останнім часом - малогабаритні корпусу типу SO для поверхневого монтажу (SMD), так і корпусу з підставою з металевої пластини (SIP, TABS) або металеві - типу ТО # 8209; 3, ТО # 8209; 5. До схеми підсилювачів низької частоти пред'являються також вимоги.