Основы радиоэлектроники: Лабораторный практикум. Часть 1, страница 23

;  ;  .

4.6. График частотной характеристики усилителя  при  ().

4.7. Выводы по работе.

Лабораторная работа № 7

Исследование двухтактного трансформаторного усилителя мощности

Цель работы:

-  изучение работы двухтактного трансформаторного усилителя мощности;

-  ознакомление  с методами измерения основных параметров двухтактного трансформаторного усилителя мощности.

1 Сведения из теории

1.1 Двухтактные каскады  усиления мощности

          Двухтактный усилитель мощности состоит из двух сим­метричных плеч, работающих на общую нагрузку. Тран­зисторы в каждом плече подбираются с максимально близ­кими характеристиками и работают в одинаковом режиме. Единственным отличием в работе плеч усилителя является противофазность переменных составляющих выходных на­пряжений и токов.

1.1.1 Трансформаторный двухтактный каскад в режиме А

    Однотактные трансформаторные каскады в режиме А име­ют малый к. п. д. и применяются, когда необходимо полу­чить в нагрузке небольшую мощность (до 5 Вт) с низким уровнем нелинейных искажений. Используя в схеме более мощные транзисторы, можно повысить отдаваемую неиска­женную мощность. Однако к. п. д. каскада при этом не уве­личивается. Кроме того, в первичной обмотке трансформа­тора имеется большой подмагничивающий ток, что приво­дит к увеличению искажений, габаритов и массы транс­форматора. Двухтактные каскады, работающие в режиме A, требу­ют подачи во входные цепи транзисторных плеч двух сиг­налов, сдвинутых по фазе на 180°. Это условие может быть выполнено либо включением в предоконечном каскаде спе­циальной фазоинверсной схемы, либо включением на входе каскада усиления мощности трансформатора, вторичная об­мотка которого имеет заземленную среднюю точку. Такие каскады усиления мощности для включения транзисторов с общим эмиттером показанына рисунке1,а и 1,б.

   

Рисунок 1- Принципиальные схемы  двухтактных каскадов усиления мощности с трансформаторной связью в режиме А

          Если в каскаде усиления мощности включены транзисторы по схе­ме с общей базой, то входные токи каждого из плеч вели­ки и на входе обязательно включается трансформатор, вторичная обмотка которого имеют заземленную среднюю точку (рисунок 1,в).

          Резистор  в схемах служит для стабилизации режима работы транзисторных плеч. Для исключения возможной разбалансировки выходных токов покоя при изменениях температуры (т. к. температурные коэффициенты напря­жения транзисторов различны) и старении элементов в эмиттерную цепь каждого транзистора иногда включают не­большие, порядка (0,2...0,3) , резисторы  и .

          Если подавать на базы обоих транзисторов напряжения синусоидальной формы, сдвинутые по фазе на 180°, то кол­лекторные токи будут получать приращения, обра­зующие переменные составляющие, также сдвинутые на 180° При отсутствии нелинейных искажений и полной сим­метрии плеч ,  ,

где  - коллекторный ток покоя плеча;  - амплиту­да первой гармоники входного тока. Поскольку токи плеч создают противоположно направлен­ные магнитные потоки, то суммарный намагничивающий ток  будет равен разности токов плеч

 .                     

          Как видно из последнего выражения, в намагничиваю­щем токе отсутствует постоянная составляющая, что устра­няет необходимость завышать сечение сердечника транс­форматора. Потребляемый от источника питания ток  ра­вен сумме токов плеч

                                  

и не содержит первой гармоники усиливаемого сигнала.

          Таким образом мощность  , отдаваемая двухтактным каскадом, работа­ющим в режиме А, возрастает по сравнению с однотактным каскадом в два раза, но при этом в два раза увеличивается мощность , потребляемая от источника питания, и по­этому к. п. д. схемы не возрастает .

          Расчет двухтактного каскада, работающего в режиме А, производят для одного плеча по методике расчета однотактного каскада. Элементы для второго плеча выбираются идентично первому.