54. Усилители мощности: назначение, виды, однотактные и двухтактные трансформаторные усилители мощности: схемы, принцип усиления.

УМ- устройства предназначенные для передачи больших мощностей сигнала без искажений в низкоомную нагрузку. (R вых=Rн- условие для того чтобы большая мощность передавалась в нагрузку.)

Виды: 1) однотактные (трансформаторные) ;2) двухтактные (безтрансформаторные).

Классом усиления для УМ являются классы АВ , А. Класс АВ показывает , что транзистор немного приоткрыт и в нем протекает ток базы покоя , малая нелинейность. Нелинейные искажения < 3%, угол отсечки =120-130. Класс В – основной класс работы , все мощные схемы УМ работают в классе В. Класс В работает в один полупериод КПД =80% , нелинейные искажения больше или = 10% , угол отсечки =90 градусов.

Принципиальная схема однотактного УМ.

Однотактный УМ обычно работает в режиме А и используется для получения сравнительно небольших мощностей.

Трансформатор используется для согласования с нагрузкой любого каскада усилителя . Однотактные УМ обычно имеют небольшую мощность Р< 3 Вт.

Обеспечение согласований нагрузки с любым каскадом , трансформатор рассматривается как гальвоническая развязка R1, R2 – делители , задабт рабочую точку. Rэ и Сэ- последовательная ООС по току , снижает нелинейные искажения.

Принцип работы: Ток базы транзистора изменяется от 0 до мах , изменяться будет и ток коллектора от Iк-э покоя до Iк-э мах при этом рамах изменений Uк-э ограничевается остаточным напряжением транзистора и падение напряжения на нагрузке. Для получения минимального коэффициента искажений значения Iк покоя и Uк-э покоя выбирают из условия симметрии сигнала Uкмах = 2*Uк-э покоя . Мощность сигнала в первчной обмотке трансформатора это есть Рвых= Рн / КПД тран.; КПД от 0,8-0,9. При выборе типа транзистора учитываютограничения по мах значениям тока и напряжения Рмах >2*Pвых.; Pвых= Iк мах * Uк-э мах/2.

Частотные искажения УМ определяют влиянием конденсаторов и транзисторов , а также частотные свойства трансформаторов. Недостаток : большие нелинейные искажения, частотные искажения, большие габариты из-за трансформатора. Достоинства: гальвоническая трансформаторная развязка.

Принципиальная схема двухтактного УМ.

Тр1- согласовывает внутреннее сопротивление источника питания с входным. Напряжение по двум половинкам идет на базу 1и 2.На вторичной обмотке при среднем выводе от среднего витка происходит трансформирование в две обмотки . Усиление происходит в два такта рабочего устройства. Один транзистор открыт другой закрыт . Через открытый транзистор на нагрузку проходит ток, в следующий полупериод другой открыт и ток проходит через нагрузку. Энергетические показатели:1)Р вых = Iкмах *Uк-э мах /2; 2) потребляемая мощность Р0 =2*Iкмах * Ек / Пи, КПД = * Пи/ 4, = Uк мах/Ек , если = 1 , то КПД =0,78

В реальных УМ класса В никогда не будет 1. = 0,87-0,92; 3) мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора: Рк= ( Р0-Рвых) /2. Транзисторы выбирают по мах допустимому напряжению и току. Нелинейные искажения можно снизить переводя режим В в режим АВ. Достоинства: меньше нелинейные искажения , возможность получения высокого КПД при использовании режима В , меньшая чувствительность к пульсациям напряжения питания. Недостатки: усложненная схема и конструкция.

55. Бестрансформаторные усилители мощности: схема, показатели работы, недостатки, применение.

Бестрансформаторный усилитель мощности (рис. 1), являющийся двухтактным усилителем, собирают из транзисторов разных типов: Т1— типа р-n-р и Т2— типа n-р-n. Транзисторы обычно включают по

схеме с общим коллектором, так как это обеспечивает минимальное выходное сопротивление, что особенно важно при работе усилителя на низкоомное нагрузочное устройство. Независимо от схемы включения транзисторы должны быть подобраны одинаковыми. Конденсатор С1 разделяет по постоянному току источник сигнала и входную цепь усилителя мощности, а конденсатор С2— нагрузочный резистор и эмиттерные цепи транзисторов. На базы транзисторов воздействует одно и то же переменное напряжение Uвх. Однако в силу различной структуры транзисторовтоки в их цепях противофазны. Нагрузочный резистор Rн подключен к общей точке транзисторов, поэтому переменные токи в нем

имеют одно и то же направление, а результирующий ток в два раза

превышает переменный ток одного транзистора. Бестрансформаторный усилитель мощности может работать как в режиме А, так и в режиме В. Недостаток : трудность подбора одинаковых транзисторов разных типов: р-n-p и n-p-n.