КПД и минимальные нелинейные искажения. Усилители мощности выполняются на мощных биполярных и полевых транзисторах, включенных по схеме с ОЭ или с ОК.

По способу включения нагрузки усилители мощности могут быть трансформаторными и бестрансформаторными, а также однотактными и двухтактными. Однотактные усилители работают обычно в режиме А, а

Цвых

Цвых мах

ивх

К

R

R

C

C

Цвых

0.7071

2C

Н

R/2

Ri

Ik

8

LJ

V

3

VT1 f

Тр

Un

а)б)

Рис. 65. Структурная схема избирательного усилителя с частотно-избирательными

фильтрами (а) и его АЧХ (б).

двухтактные - в режиме В или АВ. Схема однотактного усилителя мощности с трансформаторным выходом, работающего в режиме А, приведена на рис.66.

Однотактный усилитель имеет низкий КПД и используется редко. Расчет такого каскада производят графоаналитическим методом с использованием динамических характеристик.

Схема двухтактного трансформаторного усилителямощности

приведена на рис.67. Усилитель выполнен на двух транзисторах: VT1 и VT2. В коллекторные цепи транзисторов подключен выходной трансформатор Тр2. Трансформатор Тр1 обеспечиваетподачу

входного сигналана

В. Следовательно, при и к коллекторам

А.

иВых

1

R2

Rb

Сэ

Рис. 66. Усилитель мощности однотактный с трансформаторным выходом

базы транзисторов. Каскад работает в режиме отсутствии сигнала токи в транзисторах отсутствуют, транзисторов прикладывается напряжение Un.

f

При поступлении на вход усилителя сигнала Шх каждая полуволна открывает поочередно один из транзисторов, и через первичную обмотку трансформатора Тр2 протекает ток полуволны. Таким образом, процесс усиления входного сигнала происходит в два такта. КПД двухтактного трансформаторного усилителя по сравнению с однотактным увеличивается примерно в 1,5 раза и достигает максимального значения 0,785.

Из-за нелинейности начального участка входной характеристики возникают нелинейные искажения (рис. 67, б). Если подать на базу транзисторов небольшое напряжение смещения U™, то нелинейные искажения можно свести к минимуму (рис. 67, в).

Бестрансформаторные усилители мощности позволяют упростить схемы усилителей мощности за счет исключения крупногабаритных трансформаторов.

1к1

Тр1 1б1

5,

VT1

Тр2

Rg

1б2

-f

VT2

1

Ik2

VT2

а)

б)

в)

Рис. 67. Усилитель мощности двухтактный с трансформаторным выходом (а), входная характеристика для режима В (б), для режима АВ (в)

Наибольшее распространение получили две схемы бес трансформаторных

усилителей мощности: на транзисторах разного типа проводимости и на транзисторах одного типа проводимости (рис. 68).

В каждый полупериод входного напряжения ток формируется одним из транзисторов. Усилитель (б) используется, как правило, в импульсных схемах.

3.11. Операционные усилители (ОУ)

тока

Выход

Операционный усилитель - это многокаскадный усилитель постоянного с большим коэффициентом усиления. Для идеального операционного

усилителя КЦ® оо, R® оо,0, Df® оо. ОУ

имеет два или три каскада. Первым каскадом является дифференциальный усилитель, вторым -усилитель напряжения и последним - усилитель мощности. Питание ОУ производится от двух разнополярных источников питания. ОУ имеет два входа (прямой и инверсный) и один выход, а также ряд дополнительных выводов для балансировки и для коррекции АЧХ. Условное графическое изображение ОУ приведено на рис. 69. Выходное напряжение связано с входным напряжением Цвх1

Рис. 69. Графическое изображение ОУ

и Цвх2 соотношением: U ОУ по напряжению.

KU0(Uвх1 - Uвх2), где Кц0 - коэффициент усиления

Операционные усилители интегральных схем.

в

настоящее время выполняются в виде

Операционный усилитель характеризуется следующими параметрами:

• коэффициент усиления по напряжению КЦ0 = Uвых . Обычно

U

3,

I

О

VT2

1к2

0 -Цп -L g-

VT1

R1

<0

R2

Цп

VT2

VT3

Рис. 68. Бестрансформаторный усилитель мощности на транзисторах разной проводимости (а) и одного типа проводимости (б).