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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.06.2024

Просмотров: 114

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

- 217 -

Для режима работы класса А .это свойство приводит к значительному уменьшению нелинейных искажений в двухтактном каскаде.

Достоинством двухтактного каскада является также то,

что

общий ток

, протекающий через источник акодно-;

го

питания (рис.4.14?а ),

не содержит нечетных гармоник, в том

числе и основной; при неполной симметрии они значительно по­ давлены-

Л и т

а +

i-а = f t l о + £ I 2т c o s a o o t+ a l4т соь4*оВ...,

 

1

г

 

 

(4.38)

где

-

амплитуда

тока

второй гармоники одного плеча;

1^

-

амплитуда

тока

четвертой гармоники

плеча.

Отсутствие нечетных гармоник позволяет упростить конст-*

рукцию развязывающих фильтров,

предотвращающих самовозбужде-*

ние многокаскадного усилителя

из-за паразитных связей, возни­

кающих на внутреннем сопротивлении через источник общего

питания, а также исключить при

работе в режиме А

блокиро­

вочные конденсаторы С-к и

 

в цепях смещения и т .д .

Важной особенностью двухтактного каскада является срав­ нительно небольшая чувствительность к пульсациям питающего напряжения. При полной симметрии плеч каскада пульсация от- ' сутствует. Это свойство объясняется тем, что изменение (пуль­ сации) любого источника питания (анодного, экранного,сеточнбго) приводит к одновременному и одинаковому изменению анод­ ных токов ламп каждого плеча.

В результате этого разноеть токов остается неизменной. Таким образом, магптные поля, вызванные пульсациями токов источников питания, компенсируются и не проникают на выход усилителя. Последнее позволяет понизить требования к фильт­ рам источников питания двухтактных као-кадов.

Итак, кроме симметричности, двухтактные каскады имеют ряд положительных особенностей, а именно:

1. Компенсацию четных гармоник, создаваемых усилитель­ ными элементами.

2 . Отсутствие постоянного подмагничиввния сердечника


- 218 -

выходного трансформатора.

3 . Компенсацию помех и фона, вносимых источниками пи­ тания.

4 . Компенсацию нечетных гармоник в проводах источников питания, ь том числе и основной гармоники(сигнала).

Следует указать, что все отмеченные преимущества реа­ лизуются тем полнее,чем больше симметрия плеч. На практике, вследствие разброса параметров усилительных элементов, мы имеем лишь некоторое приближение к идеальным условиям, и за счет асимметрии преимущества двухтактной схемы частично

утрачиваются.

Недостатками двухтактной схемы являются:

1.

Повышенные требования к идентичности памп и соответ4

ствующих обмоток трансформаторов;

2.

Применение не менее двух ламп, что не всегда удобно.)

3.

Необходимость иметь на входе каскада два одинаковые

напряжения,сдвинутые по фазе на 180°.

В режиме класса А пампы двухтактной схемы работают’бей

отсечки анодного тока, причем лампы каждого плеча в

одинаков

вой степени участвуют S создании выходной мощности. Поэтому,

расчет

такой схемы на заданную полезную мощность

Р^

можно

свести

к расчету мощности

,

которую должен

отдать один

усилительный элемент. При наличии

в каждом плече

по

одной

лампе (транзистору) расчет ведется.на полезную мощность 0,5Pj отдаваемую одним плечом схемы (рис. 4.15).,

Имея в виду, что двухтактная

схема компенсирует четные

гармоники, выбирают рабочую точку

и проводят нагрузоч­

ную прямую для мощности 0,5 Р ,

с учетом обеспечения ми- :

нимальных искажений на 3-й гармонике. Определенное графичес-^ ки сопротивление нагрузки одного плеча Ra = удваивается ( 2.11^ ). Оно и является результирующим входным conpo-i тивлениеа двух плеч трансформатора со стороны его первичной

обмотки. По оконечной нагрузке R a , сопротивлению

2 Ra

и коэффициенту полезного действия трансформатора

onpq

депяют коэффициент трансформации

т р


-

219 -

 

rv =

E Z T

(4.39)

 

 

m p ^ a

Так как дампы можно считать подключенными последова­ тельно к трансформатору, то сопротивление между анодами ламп можно считать равным (обе лампы одинаковы). Частотные искажения находятся обычным порядком (см. П. гл)

Двухтактные схемы могут работать не только в режиме

А * но главным образом

в режимах В и

А В .

 

Выясним

особенности

работы режима

В

Режим АВобыч­

но близок к

режиму В ,

так как начальный ток лампы I

всегда можно сделать весьма небольшой величины. Принципиаль­

ная схема каскада, работающего в режиме В

или

АВ , анало­

гична двухтактной схеме класса, А . В режиме

В

плечи

двухтактной схемы работают поочередно,каждое в течение полу-

периода,

отключаясь на

следующую половину периода. Поэтому

в любой

момент времени

работает только половина первичной

обмотки

-

вторая половина первичной обмотки отключена от


. - 220 -

схемы. Следовательно, можно считать, что на одну половину первичной обмотки работает как бы один усилительный элемент в течение всего периода бигнала. При таком подходе расчеты можно производить для половины периода сигнала по семейству статических характеристик одного усилительного элемента и по лучить результаты расчета-для всего каскада за период.

При прямолинейных статических выходных характеристиках

(р и сЛ .16.) усилительного элемента, (триода)

одного плеча и

синусоидальном входном

сигнале создается

амплитуда тока I

CJFI

17

первичной обмотке

 

и напряжения Ua m на

трансформатора.

 

В данном случае амплитуда

тока

I am равна

сумме амплитуд

первых гармоник выходного

тока

двух плеч-,

работающих в

ре­

жиме В . Последнее следует из

разложения в ряд Фурье

пояо-

ьдн косинусоид с амплитуд.3 I a m .

Ряд Фурье для нашего

случая

имеет вид

 

v

W s r * i ; coswb + ^

c o s a w i + - V

Из ряда разложения следует, что постоянная составляющая (среднее значение) тока одного плеча будет

- 221 -

a m

(4.40)

I c P “ *

 

а двух плеч, отбирающих от источника питания ток,равна 21ср

Мощность

 

Р

 

, отдаваемая усилительными элементами,.

и мощность

р

 

, отбираемая от источника питания лампа4

ми за весь период, будут равны:

 

р _

 

LW

 

 

~

 

2

 

21

'

 

 

«2.1

 

F. *

ao

 

 

am.

 

cp'-a

•9Г

 

 

 

 

 

Отсюда к .п .д . выходной цепи

 

 

 

 

Р

_ 34L

 

(4.41)

 

’В Р0

 

 

 

 

 

где

 

Ua m

 

- коэффициент использования лампы по

 

Uа о

 

 

 

 

напряжению.

Из последнего соотношения следует, что увеличение по­ лезной мощности при выбранной лампе достигается путем уве­ личения коэффициента использования анодного напряжения.

Улучшить этот коэффициент можно за счет повышения напряже­ ния питания Е 0 до максимально допустимого для выбран­

ных ламп, а также за счет уменьшения минимального напряжений

анодов U___ .

 

 

а.тпчг

U

можно полу-

Существенное снижение величины

 

cxmm

 

чить путем увеличения амплитуды сеточного напряжения с захо-» дом в область сеточных токов. При этом значительный выигрыш можно получить при использовании триодов. Главную опасность в пентодах представляет ток экранной сетки. Эта опасность обусловлена тем, что потенциал экранной сетки все время оста­ ется высоким, а мощность, рассеиваемая на экране

^ Р ^ с р - ^ э. с р ^ э о ) ’


- 222 -

может превысить допустимую МОЩНОСТЬ

Рэ доп •

Максимальный коэффициент полезного действия режима Б

при ^ со ст а в л я ет

78,0/5). Однако практически коэффициент испол(ь-

I зования анодного

напряжения доходит

до 0 ,7 5 -0 * 9 , при этом

к .п .д . получается 60-70JS.

Мощность, рассеивающаяся на анодах памп, определяется

выражением

 

2 Р а

Р - Р

О

откуда

рА&—а р а

или максимально допустимая полезная мощность, которая может быть получена от каскада

Р

-

^ .

o n

 

(4.42)

т а ас

 

га

оon

 

 

" ь

 

 

 

 

 

Наибольшая мощность рассеивается на выходном электроде

усилительного элемента

при £ =

0 ,6 3 7 ,

При этом к .п .д .

выход­

ной цепи составляет 0 ,5 .

На рис. 4 .1 7

представлена зависи­

мость мощностей

 

Р а

и к .п .д .

от амплитуды

вхо^

вого сигнала.