Файл: Любивый В.И. Усилительные устройства учеб. пособие.pdf

- 196 -

частотных искажений во входных цепях. Это обеспечивается за счет роста входного сопротивления в соответствии с формулой

Необходимо отметить также, что свойства эмиттерного повторителя, аналогичные катодному повторителю, проявляются при сопротивлениях нагрузки много меньших, чем в ламповом варианте. Глубокая отрицательная обратная свяэь рассмотрен­ ного каскада обеспечивает большую стабильность его парамет­ ров.

средних частот.

3. Дать сравнительную оценку входной динамической емкое-*

-19? -

§4 .3 . КАСКАДЫ УСИЛЕНИЯ МОЩНОСТИ

Особенности каскадов усипения мощности

Назначением каскадов усиления мощности является отда­ ча в нагрузку возможно большей или заданной мощности. Они обычно используются в качестве выходных или оконечных.Кас­ кад» в котором усилительный элемент отдает в нагрузку по­ лезную мощность,близкую к максимально возможной для него величины, называют каскадом усиления мощности. В связи с этим необходимо как можно эффективней использовать усили­ тельный элемент, что ведет к необходимости более полного использования его характерстшот, включая часто и нелиней­ ные области. В этом случае форма выходного сигнала отличает­ ся от входного, т .е . возникают ощутимые нелинейные искажения. Вследствие этого параметры усилительного элемента за период сигнала, захватывающего всю или почти всю рабочую область eio характеристик, изменяются в широких пределах. Поэтому рас­ чет таких каскадов ведется графически,так как аналитические методы расчета дают здесь большую ошибку. Более полное ис­ пользование возможностей усилительного элемента обычно огра-^ ничивается допустимым уровнем нелинейных искажений. Линей­ ные искажения хотя и имеют значение, но не основное , так как форма характеристики усилителя в целом определяется главным образом предварительными каскадами усиления, возбуж­ дающими выходной. Оценивают их обычным образом, так как они в мощных усилителях принципиально не отличаются от подобных искажений в усилителях напряжений.

Основными показателями усилителя мощности являются: ве-> личина выходной мощности, коэффициент полезного действия и уровень нелинейных искажений.

Эффективность использования усилительного элемента а каскада в целом с энергетической точки зрения можно охарактёризовать коэффициентом полезного действия

тельном зпененте на его выходном электроде (аноде, коллекто­

более мощные каскады выполняются по двухтактной схеме.

199 -

Для оодеа, эффективного использования усилительного элемента выходного каскада мощности должно быть необходимое согласование нагрузки о выходным сопротивлением лампы (тран­ зистора). Обычно сопротивление анодной (коллекторной Н агруз­ ки значительно меньше наивыгоднейшей величины и п р непосред­ ственном включении ее в анод (коллектор) колебательная мощ­ ность получается очень малой. Для согласования нагрузки с выходным сопротивлением усилительного элемента применяю? выходные трансформаторы. Поэтому каскады усиления мощности в основном собираются по трансформаторной схеме (см .рис.2. 3]])

При наличии выходного трансформатора сопротивление внешней нагрузки Z a , пересчитанное е первичную цепь,станон вится величиной, зависящей от коэффициента' трансформации п,= - Н а - ,

^Z'а

Коэффициент трансформации tv можно выбрать так,что

Нагрузочное сопротивление каскадов усиления мощности, как правило, имеет коиплексный характер. Учет комплексности нагрузки вызывает значительные трудности, поэтому основные показатели усилителя обычно находят для некоторой средней частоты, считая нагрузку чисто активной,

В усилителях мощного "усилзния широко применяется отри­ цательная обратная связь значительно улучшающая качестве ишф показатели устройства.

Каскады усиления мощности в зависимости от рабочей точ»- ки и возбуждающего напряжения могут работать в режимах А ,В , h также в промежуточном режиме АВ. В них используются трехэлек?родные лампы, экранированные лампы и транзисторы.

Практически схемы каскадов усиления мощности встречают-: ся с выходной мощностью от милливатт до сотен киловатт. Яра выходкой мощности до десятых долей ватта используются те же усилительные элементы, что и в усилителях напряжения. Пре

- 200 -

выходной мощности до 100-200 вт применяют специальные выход­ ные лампы (триоды, лучевые тетроды,пентоды большой мощности), а также мощные транзисторы. В более мощных устройствах при­ меняют мощные генераторные и модуляторные пампы. В каскадах усиления мощности электронные лампы обычно включаются с об­ щим катодом, так как при этом усиление получается наиболь­ шим, а транзисторы. - главным образом с общей базой или общим эмиттером,

Однотактный каскад усиления мощности на триоде

Так как в усилителях низкой частоты допустимый уровень высших гармоник ограничивается небольшими значениями (5*10%), то режим А широко используется, в частности, во всех одно­ тактных каскадах, для которых он вообще является единствен­ но возможным режимом работы.

Нелинейные искажения в режиме Б , несмотря на то, что они в идеале определяются только четными гармониками,очень

сопротивления,пересчитанного в анодную цепь лампы, от вели­ чины которого зависят отдаваемая колебательная мощность, к .п .д ., нелинейные искажения и другие показатели.

Определим величину нагрузочного сопротивления, при ко­

- 201 -

Тогда для получения максимальной мощности можно варьи­ ровать напряжение возбуждения Ц,щи сопротивление R-0 .

Ограничим рабочую область статических характеристик таким образом, чтобы мощность Pfi , потребляемая каска­

дом от источника питания', не превосходила допустимую мощность

тальная прямая I ^ отсекает искривленный участок ха­ рактеристик, лежащий ниже ее.

Рабочая точка располагается на вертикальной прямой, проходящей через-точку Ua 0 ^ , которая является динамической характеристикой по постоянному току. Динамичещкая характеристика по переменному току проходит под некотсн рым углом jb C c t g jb =& £*)через рабочую точку. Наиболее