Файл: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 341
Скачиваний: 3
Вследствие этого усилительный каскад может оказаться неработо способным.
Несколько лучшая схема усилителя изображена на рис. |
2.36. |
Она выполнена с фиксированным напряжением смещения. |
Такое |
название означает, что постоянное напряжение на базе UQQ остает
ся практически неизменным |
при |
изменении параметров транзисто |
ра. Постоянство напряжения UQ0 |
достигается применением делите |
|
ля из резисторов Rei и / ? б 2 - |
|
|
1КО + 1БО+1Д
Рис. 2.36. Схема резисторного каскада на транзисторе с общим эмиттером (с фиксированным напряжением сме щения)
Сопротивления делителя обычно бывают порядка единиц или десятков килоом. Поэтому данный вариант схемы менее экономи чен. Но зато она успешно работает при изменении температуры окружающей среды на ±20-н30° от номинальной.
Стабилизация исходного режима транзисторных усилителей в широком интервале температур достигается применением отрица тельной обратной связи. Такие схемы рассматриваются в § 6.
§5. УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ
1. Особенности усилителей мощности низкой частоты
Врадиоприемниках усилителем мощности низкой частоты на зывают оконечный (выходной) каскад, работающий на какой-либо акустический прибор. Задача усилителя мощности заключается в эффективном преобразовании энергии постоянного тока источника питания в энергию переменного тока звуковой частоты, выделяе мую на полезной нагрузке. Такой типичной нагрузкой является электродинамический громкоговоритель. Его сопротивление весьма мало (единицы ом). В дальнейшем оно считается активным по ха рактеру. Это допущение верно в области средних звуковых частот.
9—869 |
257 |
Выделение значительной мощности на малом сопротивлении нагрузки возможно только при большом токе полезного сигнала. Поэтому в оконечном каскаде приемника могут возникать замет ные нелинейные искажения усиливаемых колебаний. Наиболее ча сто они бывают несимметричные (рис. 2.12). Изменение формы по лезных сигналов означает, что на выходе усилителя появляются новые частоты (высшие гармоники), которых нет на входе. Их уро вень оценивают при помощи коэффициента гармоник (см. § 2).
Для теоретического расчета коэффициента гармоник разрабо таны специальные методы. Один из них поясняется рис. 2.37, где показан график искаженного выходного тока сигнала.
В соответствии с принятыми там обо значениями
*--J-imP- <2-95>
Точность определения коэффициента гармоник по данной формуле получает ся невысокой, но она вполне достаточна для ориентировочных расчетов.
Коэффициент гармоник обычно много меньше единицы. Его часто выражают в процентах. Допустимая величи на Кг зависит от назначения приемника.
Для уменьшения нелинейных искажений, возникающих в усили теле, принимают специальные меры.
Основными показателями оконечного усилителя приемника яв ляются:
—выходная полезная мощность при заданном коэффициенте гармоник;
—мощность, потребляемая от источника питания;
—мощность потерь, расходуемая на нагрев усилительного при бора (или приборов);
—коэффициент полезного действия;
—коэффициенты частотных искажений на граничных частотах полосы пропускания.
В современных приемниках усилители мощности выполняются по однотактной или двухтактной схеме. Наиболее часто они явля ются трансформаторными каскадами. Бестрансформаторные усили тели мощности используются значительно реже.
Основное достоинство всех трансформаторных усилителей за ключается в том, что они позволяют получать на малом активном сопротивлении нагрузки большую выходную мощность полезного сигнала, так как с помощью трансформатора можно осуществить согласование небольшого сопротивления полезной нагрузки с боль шим выходным сопротивлением усилительного прибора.
Для упрощения графического и аналитического анализа свойств усилителей мощности будет использоваться испытательный синусо идальный сигнал средней звуковой частоты.
258
2. Однотактные трансформаторные усилители
Однотактные трансформаторные усилители работают только в режиме класса А. В этом режиме выходной ток усилительного при бора (транзистора или лампы) протекает непрерывно, а его вели чина изменяется по закону усиливаемого сигнала.
а) О д н о т а к т н ы й т р а н с ф о р м а т о р н ы й |
у с и л и т е л ь |
на т р а н з и с т о р е
Втрансформаторных усилителях транзисторы обычно включают
собщим эмиттером. Простейший вариант схемы трансформатор
ного каскада с таким включением транзистора показан на рис. 2.38.
Рис. 2.38. Схема однотактного трансформаторного усилителя на транзисторе р— п — р с общим эмиттером
Это усилитель с фиксированным током смещения. Его величина рассчитывается по формуле 2.66. Допустим, что выбранное сопро тивление Re обеспечивает работу транзистора в режиме класса А.
Первичная обмотка трансформатора служит коллекторной на
грузкой транзистора. Ее эквивалентное сопротивление RH. Т |
ДЛЯ пе |
|||||
ременной составляющей |
коллекторного |
тока |
достаточно |
велико. |
||
Оно зависит от коэффициента трансформации |
трансформатора и |
|||||
сопротивления реальной |
нагрузки |
R H , подключенной ко |
вторичной |
|||
обмотке. Поскольку сопротивление R N считается |
активным, то и со |
|||||
противление нагрузки транзистора |
R B . т |
также |
активно. |
Его вели |
||
чина приближенно определяется по уравнению |
|
|
|
|||
|
# H . T « ( f ^ ) 2 . t f H . |
|
|
(2.96) |
Более точно сопротивление R B . т определяют с учетом эквива лентной схемы трансформатора.
9* |
259 |
Параллельно сопротивлению R„.т включено индуктивное сопро тивление первичной обмотки трансформатора ш/^. Практически трансформатор всегда делают так, чтобы в полосе средних рабочих частот усилителя выполнялось условие:
<ос |
|
(2.97) |
Только при выполнении этого |
соотношения нагрузка транзисто |
|
ра для переменного тока коллектора активна по характеру |
и равна |
|
сопротивлению R N . R - Обычно RU.T |
бывает порядка сотен или |
тысяч ом. |
-ик
Рис. 2.39. Построение КДХ трансформаторного усилителя на транзисторе с общим эмиттером для работы в режиме класса А
При вычерчивании гра фиков физических про цессов, происходящих з трансформаторном усили теле, следует помнить о резком различии нагруз
ки транзистора |
(или лам |
||||
пы) |
для |
постоянного и |
|||
переменного |
тока. |
Учи |
|||
тывая это, |
КДХ |
строят |
|||
в такой |
последовательно |
||||
сти (см. рис. 2.39): |
|
||||
1. Проводят |
|
линию |
|||
постоянного |
напряжения |
||||
(ЛПН) . |
Она |
соответст |
|||
вует |
постоянному коллек |
||||
торному |
|
напряжению |
|||
U к о = |
Ек- |
|
|
|
|
2. По известной величине тока базы /бо находят положение точ ки исходного режима на семействе КСХ. Эта точка позволяет узнать
величину постоянной |
составляющей |
коллекторного |
тока /к о. |
||||||
3. Теперь |
можно |
построить КДХ, пользуясь ее уравнением |
|||||||
|
|
"к = |
£ / к о - |
(*к - |
/ко) • Ян.т- |
|
(2.98) |
||
Оно аналогично уравнению (2.73). |
|
|
|
||||||
Из рис. 2.39 и уравнения |
2.98 следует, что при изменении вели |
||||||||
чины /?н. т происходит вращение |
КДХ вокруг точки |
исходного ре |
|||||||
жима. Если |
R V . т = 0, |
то КДХ проходит вертикально |
и совпадает с |
||||||
ЛПН. Если |
# н . т = °°, то КДХ проходит |
горизонтально |
на уровне |
||||||
тока / к 0 . |
|
|
происходящие |
в однотактном |
трансфор |
||||
Физические процессы, |
|||||||||
маторном усилителе на транзисторе типа р—п—р, |
приведены на |
||||||||
рис. 2.40. Их вычерчивание начинается с построения КДХ. |
|||||||||
Затем по точкам |
пересечения КДХ и КСХ строится базовая ди |
||||||||
намическая |
характеристика |
(БДХ) на семействе БСХ выбранного |
|||||||
транзистора. |
По известному |
току /бо определяется место |
точки ис |
ходного режима на БДХ и исходное напряжение на базе [/бо- Даль нейшие построения графиков мгновенных значений напряжений и токов ясны из рис. 2.40.
250