În Fig. 30.9 prezintă schema de bază a cascadei tranzistorului de ieșire cu un emițător legat la curent alternativ. Pentru a obține un semnal de ieșire nedistorsionat, amplificatorul trebuie să funcționeze în modul de clasă A.
Eficiența unui astfel de amplificator de putere este foarte mică datorită curentului mare consumat de la sursa de alimentare. Din acest amplificator puteți obține doar o cantitate mică de energie. Acesta poate fi utilizat într-un receptor radio auto-mobil unde cantitatea de curent consumat nu contează.
Operațiune push-pull
Fazele de ieșire cu două cicluri sunt utilizate aproape universal în amplificatoarele moderne de tranzistor. Amplificatorul push-pull conține două tranzistoare care funcționează în modul de clasă B, fiecare dintre acestea asigurând amplificarea unei singure jumătăți de ciclu a semnalului de intrare.
Amplificator în doi timpi care utilizează două tranzistoare identice
În Fig. 30.10 prezintă o diagramă simplificată a unui amplificator push-pull. Tranzițiile emițătorilor de tranzistori au tensiune de polarizare zero, astfel încât fiecare dintre tranzistori conduce curentul numai într-una din cele două jumătăți ale semnalului de intrare. Transformatorul de intrare Tp1 cu atingere de la punctul intermediar al bobinei secundare funcționează ca un separator de fază.
Fig. 30.10. Amplificator de putere în doi timpi cu două tranzistoare identice și un splitter de fază de transformare.
Două (antifază) semnale egale și opuse sunt generate în fiecare jumătate de ciclu la jumătate de bobinele secundarul transformatorului: semnalul Va, care este în fază cu semnalul de intrare și un semnal Vb. semnal de intrare antifază. In timp ce ciclul jumătate pozitiv al semnalului Va corespunde perioadei pozitive a semnalului de intrare, ciclul jumătate pozitiv al semnalului Vb corespunde jumătății ciclului negativ al semnalului de intrare. Tranzistoarele T1 și T2 se deschid când potențialul bazei tranzistorului devine pozitiv în raport cu potențialul emițătorului. Astfel, tranzistorul T1 este deschis în timpul semicercului semnalului Va. Astfel fluxurile i1 prin ea un curent de la emițător la colector și mai departe prin jumătatea superioară a înfășurării de ieșire Transfrm Matora TP2 la alimentarea sursei VCC primar. Acest curent creează un semicerc pozitiv al semnalului de ieșire pe bobina secundară a transformatorului Tp2. Tranzistorul T2 este deschis în semicercul pozitiv al semnalului Vb. curentul i2 curge de jos în sus (în direcția inversă față de curentul i1) prin jumătatea inferioară a transformatorului Tp2. creând un semicerc negativ al semnalului de ieșire pe bobina secundară. Transformatorul de ieșire cu un robinet de la punctul intermediar al înfășurării primare combină aceste două jumătăți într-o singură perioadă a semnalului de ieșire. Tranzistorii T1 și T2 sunt conectați într-un circuit emițător obișnuit și au o impedanță de ieșire relativ ridicată. Deoarece impedanța de încărcare a treptei de ieșire este foarte mică, de regulă mai mică de 10 Ω pentru un difuzor, este utilizat întotdeauna un transformator de potrivire Tp2.
Semnalul de ieșire al unui amplificator în doi timpi, cu decalaj zero al joncțiunilor emițătorului de tranzistori, este reprodus cu distorsiuni de tip "pas", așa cum se arată în Fig. 30.10. Aceste distorsiuni sunt asociate cu secțiuni neliniare ale caracteristicilor celor două tranzistoare. Distorsiunile apar în acele momente când un tranzistor începe să se deschidă, iar celălalt - să se închidă. Pentru a elimina aceste distorsiuni, se aplică o tensiune mică de pretensionare (0.1-0.2 V) la bazele tranzistorului, așa cum se arată în Fig. 30.11, unde rezistențele R1 și R2 formează un circuit comun de bias pentru ambele tranzistoare. Nonlinearitatea celor două tranzistoare se compensează reciproc, iar ieșirea reproduce un semnal nedistorsionat.
Fig. 30.11. Circuitul de polarizare R1 - R2 elimină distorsiunea tipului "pas".
În Fig. 30.12 prezintă circuitul separator de fază de pe tranzistorul tipului π. Rezistențe R3 și R4 au aceeași rezistență la semi-pici ieșire două egale în mărime și opusă semnalului sinusoidal semn B luat de la emițător și colectorul tranzistorului. Pentru a maximiza magnitudinea de ieșire nedistorsionată sig-Nala raportul rezistență R1: R2 trebuie să fie în intervalul de la 1 la 3. 2. 1. Valorile tipice ale tensiunilor DC, pentru a determina ghidaje tranzistor modul dc sunt indicate în diagramă.
Fig. 30.12. Tranzistor separator de fază.
Amplificator push-pull cu tranzistori complementari
Amplificatorul de putere în doi timpi pe tranzistori complementari permite evitarea utilizării atât a separatorului de fază la intrare cât și a transformatorului la ieșire. În acest amplificator folosim două tranzistoare simetrice, tipurile ppr și npn, numite pereche complementară. Principiul funcționării sale se bazează pe faptul că un semnal pozitiv deschide prp-tranzistor, și un semnal negativ - pp-tranzistor. În Fig. 30.13 prezintă schema de bază a unui amplificator în doi timpi pe tranzistori complementari (uneori numit cascadă cu simetrie suplimentară). Tranzistorii T1 și T2 funcționează în modul de clasă B, adică în punctul de decupare. Se folosesc două surse de alimentare: + VCC și -VCC. În semicercul pozitiv al semnalului de intrare, tranzistorul T1 este deschis și tranzistorul T2 este închis. Actualul i1 al tranzistorului T1 creează un curent pozitiv pe jumătate de undă în rezistența de sarcină R. În jumătatea perioadei negative se deschide tranzistorul T2. iar acum curentul este i2. având un curent opus curentului i1, curge prin rezistența de sarcină. Astfel, sarcina generează un semnal sinusoidal complet care corespunde la două jumătăți din întreaga perioadă a semnalului de intrare. Trebuie remarcat faptul că în cascada luată în considerare, tranzistorii sunt conectați într-un circuit colectiv comun, adică ca adepți ai emițătorului, deoarece semnalul de ieșire este eliminat din emițătorii tranzistorilor.
În Fig. Figura 30.14 prezintă schema completă a unui amplificator de putere în doi timpi pe tranzistori complementari, împreună cu o cascadă pre-ieșire.
Fig. 30.13. Schema de bază a unui amplificator în doi timpi pe tranzistori complementari.
Fig. 30,14. Amplificator push-pull pe tranzistori complementari cu circuit independent de părtinire pentru tranzistorul T1 al fazei de pre-ieșire.
Circuitul este modificat pentru alimentare de la o singură sursă. Transistor T1 funcționează într-o etapă pre-ieșire (preamplificator de putere). Circuitul de polarizare R1-R2 asigură că această treaptă funcționează în clasa A. Atunci când este aplicată energia, este setat modul static normal al tranzistorului T1 (tranzistorul este deschis). Condensatorul de separare C3 este desfăcut. Prin urmare, potențialul punctului A, unde sunt conectați emițătorii tranzistorilor T2 și T3. este egal cu zero. Totuși, bazele acestor tranzistoare sunt la un potențial pozitiv determinat de tensiunea la colectorul tranzistorului T1. Această tensiune pozitivă este deschisă de tranzistorul T2. Tranzistorul T3 (tip ppr) este închis în același timp. Astfel, curentul i2. care curge printr-un tranzistor deschis, va încărca condensatorul C3. așa cum se arată în diagrama. La încărcarea condensatorului, crește tensiunea la punctul A. Procesul de încărcare continuă până când tranzistorul T2 este închis. Aceasta se întâmplă în momentul în care tensiunea la emițătorul acestui tranzistor (la punctul A) este comparată cu tensiunea la baza sa.
Dacă modul static al tranzistorului T1 este selectat astfel încât tensiunea acestuia să fie de 0,5VCC. atunci tranzistorul T2 se va închide imediat ce potențialul punctului A crește la 0.5VCC. Ca rezultat, circuitul va fi echilibrat de un curent constant și fiecare tranzistor va fi supus unei tensiuni egale cu jumătate din tensiunea sursei de alimentare. Tranzistoarele T2 și T3 sunt deconectate (modulul de clasă B) cu tensiune zero de polarizare la joncțiunile emițătorului lor, adică se află pe punctul de a porni în absența unui semnal de intrare.
Când semnalul de intrare este aplicat, tranzistorul T1 este într-o stare conductivă pentru întreaga perioadă, amplificând acest semnal și asigurând o "leagăn" a tranzistorilor de ieșire T2 și T3. O pereche complementară de tranzistoare de ieșire oferă o amplificare suplimentară a semnalului, așa cum a fost descris mai sus atunci când se analizează circuitul de bază.
Circuitul din Fig. 30.14 are o stabilitate scăzută în mod constant. Orice modificare a curentului tranzistorului T1 determină o modificare a modului static al perechii de ieșiri a tranzistorilor, ceea ce poate duce la distorsionarea semnalului de ieșire. Pentru a îmbunătăți stabilitatea, se folosește un feedback negativ DC, care reglează în mod automat deplasarea tranzistorului T1. așa cum se arată în Fig. 30.15. Tensiunea DC care acționează la punctul A (0,5Vcc) este alimentată înapoi la baza tranzistorului T1 prin rezistorul de reacție RF. În această schemă, difuzorul este conectat la magistrala de alimentare cu alimentare pozitivă prin condensatorul de separare C3. Rețineți că în această configurație, curentul tranzistorului T3 se încarcă pe acest condensator, iar curentul tranzistorului T2 îl descarcă. În general, un tranzistor conectat "în serie" cu un condensator de separare îl încarcă și îl descarcă "în paralel" - descărcări. Prin intermediul rezistorului R4, se aplică o tensiune mică de părtinire înainte la baza tranzistorilor de ieșire, ceea ce asigură o reducere a distorsiunii "pasului". lanțuri rezistoare R6 și R7 în emițător de tranzistori T2 și T3 asigura stabilitatea DC și feedback-ul superficial ochi variabil îmbunătățirea caracteristicilor de frecvență ale amplificatorului.
Fig. 30.15. Un amplificator tipic în doi timpi cu rezistențe complementare. Părăsirea la baza tranzistorului T1 este alimentată printr-un rezistor de feedback negativ RF.
Amplificatoare de curent continuu
Atunci când se amplifică semnalele DC între cascade, funcționează un cuplaj direct, așa cum se arată în Fig. 30.16. Tensiunea la baza tranzistorului T2 este furnizată direct din colectorul tranzistorului T1. Prin urmare, modul static (în absența unui semnal) al tranzistorului T2 este determinat de modul static al cascadei anterioare. Absența unui condensator de separare face posibilă amplificarea semnalelor de frecvență foarte joasă.
Amplificatoarele de curent continuu sunt supuse așa-numitei drift-uri, care reprezintă o schimbare în punctul de funcționare a amplificatorului atunci când temperatura se schimbă. Pentru a elimina deviația, termostori (termorezistență) sau alte elemente sensibile la temperatură sunt incluse în circuit, așa cum se arată în Fig. 30.16.
Fig. 30.16. Amplificator cu conexiune directă.
Feedback în amplificatoare
În Fig. Figura 30.17 prezintă un sistem de feedback în care o parte din tensiunea de ieșire este alimentată înapoi la intrarea amplificatorului. Tensiunea υf este tensiunea de reacție, care este adăugată la tensiunea de intrare υi pentru a obține o tensiune de intrare efectivă ei. care acționează direct la intrarea amplificatorului. Buclele de feedback B transferă semnalul de ieșire β sau toate semnalele înapoi la intrarea amplificatorului. Dacă tensiunea de ieșire este υ0. atunci tensiunea de reacție este
Semnalul eficient la intrarea amplificatorului este υ i = e i + υ f = e i + β υ0. Atunci când este introdus feedback-ul, câștigul devine egal cu
Fig. 30,17. Feedback în amplificatoare.
La introducerea unui feedback negativ, când tensiunea de reacție este în antifază cu tensiunea de intrare, tensiunea efectivă de intrare ei = υi - υf. ceea ce duce la o scădere a coeficientului de amplificare a întregului sistem. Atunci când situația de feedback pozitiv este inversat: tensiunea de feedback-ul este Xia în fază cu tensiunea de intrare și tensiunea efectivă de intrare Ei = υi + υf. adică, depășește tensiunea de intrare cu magnitudinea tensiunii de reacție, în consecință crește câștigul întregului sistem.
Folosind valorile indicate în Fig. 30.17, și presupunând că există un feedback negativ, puteți calcula câțiva parametri ai sistemului de feedback.
Tensiunea efectivă de intrare e i = 10 - 2 = 8 mV.
Tensiunea de ieșire este υ0 = 8 · 100 = 800 mV.
Astfel, câștigul sistemului de feedback
Coeficientul de feedback
Există feedback privind curentul și feedbackul privind tensiunea. Cu feedback-ul asupra curentului, tensiunea de reacție este proporțională cu curentul de ieșire. De exemplu, în circuitul din Fig. 30.18 O astfel de conexiune se face prin rezistorul R4. Când tensiunea de reacție este proporțională cu tensiunea de ieșire, avem de-a face cu feedback-ul de tensiune. În circuitul din Fig. 30.18 feedback-ul de tensiune este prin circuitul C2-R3.
Tabelul 30.1. Compararea caracteristicilor sistemelor cu feedback negativ și pozitiv
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: