Те каскады,которые непосредственно соединяются с внешней нагрузкой –

и работают на ней-оконечные каскады.Оконечные каскады в литературе-усилители мощности.Он должен обладать минимальным коэффициентом гармо-

ник при максимальном КПД.

Могут быть усилители:

-по току:выполняются в виде схемы с ОК.такой усилитель удобен для работы

на кабель(потому что R_{ВЫХ ОК} близко к сопротивлению кабеля-очень маленькое)

От одного усилителя можно посылать сигналы по многим кабелям.

-по напряжению:напр.дифференциальный каскад.Осциллограф имеет дифф.

каскад на выходе усилителя(для перемещения луча осциллографа.

Выходной трансформаторный каскад на одном транзисторе

Транзистор в режиме А

По треугольникам определяют мощность нагрузки.На трансформаторном каскаде

в определённый момент времени напряж.на

нагрузке может быть в 2 раза больше напряжения источника питания.

Недостаток:через обмотку трансформатора течёт постоянный ток и намагничи- вает сердечник,следовательно кривая гистерезиса смещается и появляетсянелинейные искажения сигнала(какая-то половина синусоиды искажается).

Делают следующее:

Убираем подмагничивание сердечника.Постоянный ток течёт через дроссель Др,

а переменный через трансформатор .X_L =wL можно рассчитать сопротивление дросселя,сопротивление нагрузки X_ДР>>R_Н

Режим В (на примере трансформаторного каскада).

Транзисторы одной проводимости. Смешение между базой и эмитором равно 0. Первый трансформатор превращает однофазный сигнал в двухфазный сигнал. Так как на транзисторы одной и той же проводимости поступили сигналы разной полярности – один транзистор закрывается, другой отрывается.

Разностный ток:

Суммарный ток (между источником питания и землей):

Средний ток:

Потребляемая мощность: Po=EYср

Линейная зависимость от входного напряжения у потребляемой мощности. Квадратичная зависимость у полезной мощности:

Мощность рассеянья:

КПД зависит от мощности сигнала (наилучьший-78%).

Особенности: Потребляемая мощность зависит от того, какой сигнал. КПД в реальном устройстве отличается от теоретического. В режиме В больше экономичность (так как в паузах потребление снижается).

В режиме В форма сигнала сильно искажается( так как нет смещения)

Эти искажения нельзя устранить с помощью ОС. Искажения возникают в выделенном участке, где крутизна стремится 0, поэтому ОС не играет роли. Решают вопрос следующем образом, дают некоторое смещение: проводят касательную и получают напряжение смещения.

Смещение приблизительно равно 0,7в. Это режим АВ ( он ближе к режиму В).

Оконечный каскад без трансформатора.

Трансформатор не удобен размерами, фазовым сдвигом и магнитным полем, поэтому его устранили. Диоды создают смешение. Вместо трансформатора разделительный конденсатор.

Принято считать, что не линейные искажения определяются последними транзисторами, но не в этой схеме. В этой схеме V2 иV3 включены по схеме ОК следовательноV1 должен развивать напряжение немного больше чем в нагрузке, отV1 требуется большая амплитуда сигнала следовательно он буде давать нелинейные искажения.

Делают следующее:

Оконечный каскад с двухполярным питанием.

В этой схеме не нужен разделительный конденсатор. Здесь есть мостик. Нагрузка в дистанции. Если все в плечах одинаково, то через нагрузку ток не течет ( нет сигнала, ет тока). По череде открываются транзисторы- текут токи. ОУ обычно заканчивается такой схемой. Если мы хотим получить большую мощность в нагрузке, тогда используем составные транзисторы. Это схема Дарлингтона и схема Нортона. Также можно взять две микросхемы и соединить их вместе(мостовое включение).

Мостовое включение усилителей.

Напряжение на нагрузке в два раза больше чем в первой микросхеме, а мощность в 4 раза.

Сигнал поступает на разные входы микросхем, по этому полярности сигналов по разные стороны противоположны.

Две схемы, увеличивающие мощность ОУ.

В нормальных микросхемах ОУ, выходной ток не превышает 50 мА, поэтому добавляют на выход ОУ двухтактные бестрансформаторные каскады.

1.

Rиспользуется чтобы подать сигнал на оконечный каскад. Требуется новая нагрузка и два дополнительных мощных транзистора( более мощных чем в ОУ).

1) Токи транзисторов внешних больше токов внутренних. Мощность растет.

2) Мощность можно повысить за счет повышения напряжения питания.

2.

Выходы ОУ не используются. Последовательно с выходами источника питания включены дополнительные сопротивления и с них снимаем сигналы на внешние транзисторы(они включены по схеме ОЭ).

Операционные усилители.

ОУ - усилитель постоянного тока.

Работает от сколь угодно низких частот. Усилители постоянного тока(УПТ).

Появляются новые параметры

-на входе 0 на выходе тоже 0.

Амплитудная характеристика.

Реальная характеристика будет обязательно смещена, причем не известно в какую сторону(на входе 0,на выходе Uoвых).

Uсм – то напряжение которое нужно подать на один из входов ОУ, чтобы сместить характеристику в начало координат – напряжение смещения.

R2переменный резистор, так что можно использовать любой вход и установить 0 на выходе.

В последнее время специально делаются выводы для установки 0:

Этот способ лучше так как подключаем потенциометр на выход а не на вход.

-входной ток:

Входы микросхемы связаны с входами транзисторов (каких то). Без токов они работать не будут, поэтому оба входа будут связанны с какими-то токами. Ток инверсного входа встречает сопротивления R1 иR2 следовательно на нем(входе) будет напряжение, а ток прямого входа ничего не встречает поэтому на нем напряжение равно 0. На входе разность потенциалов – смещение характеристики относительно 0.

Несмотря на то, что ОУ скорректирован, он может самовозбуждаться.

1. Работа ОУ на нагрузку с большой ёмкостью.

Ёмкость кабеля вместе с выходным сопротивлением создают лишний полюс, возникает самовозбуждение. Чтобы это убрать включают небольшое сопротивление R (не больше 100 Ом). Ещё включают ёмкость С (единицы пФ). С – ёмкость обхода. Эта ёмкость создаёт ноль в функции передачи, но она даёт и полюс, но он находится далеко в области ВЧ, а ноль компенсирует полюс от нагрузки.

Т.е получим сумматор, который поворачивает фазу. Можно построить сумматор без поворота фазы:

Такая схема применяется значительно реже. Также можно подавать сигналы и на инверсный вход, и на прямой(получается несколько сумматоров). В данном случае входное сопротивление большое, и каждый вход влияет на другие ->усложняется расчет цепи.

Усилитель разности

По инверсному входу коэф. усиления:

Кин=-R2/R1

По прямому:

Кни=(1+(R2/R1))* R4/(R3+ R4)

Усилитель разности на выходе должен давать усиленный разностный сигнал/ синфазный не давать/.Нужно сделать все резисторы одинаковыми.Ослабление синфазной составляющей осуществляется с помощью R4

Недостаток: --- Rвх ин=R1 ; Rвхни= R3+R4, т.е. входные сопротивления по разным входам отличаются. Чтобы избежать этого существует другая схема: