Підсилювачі потужності

Могутнім каскадом прийнято рахувати каскад, в якому транзистори віддають в навантаження потужність, близьку до максимально можливої. Основними вимогами, що пред'являються до могутніх вихідних каскадів, є отримання необхідної потужності в навантаженні і максимальний КПД при допустимих спотвореннях сигналу. Вимога максимального КПД має найбільше значення для підсилювачів з живленням від автономних джерел. Максимальне посилення потужності — другорядна вимога, оскільки необхідне посилення може бути одержане в інших каскадах.

Чим вищий КПД каскаду, тим менш могутній транзистор потрібен для отримання необхідної потужності. Максимальний КПД досягається при оптимальному навантаженні. Проте опір навантаження, як правило буває задано. Якщо воно значне відрізняється від оптимального, то для отримання високого КПД навантаження включають через трансформатор, що погоджує. Використовування трансформатора, що погоджує, на вході могутнього вихідного каскаду дозволяє одержати максимальний коефіцієнт посилення потужності передвихідним каскадом і мінімальний рівень спотворень при заданій потужності в навантаженні підсилювача. Застосування трансформаторів, що погоджують, в малогабаритних підсилювачах приводить до зниження КПД, оскільки малогабаритні недорогі трансформатори мають порівняно малий КПД.

Режими роботи транзисторів у вихідних каскадах. Транзистори можуть працювати в режимах класів А, В або АВ. Режимом класу А називають такий режим, при якому вихідний струм протікає протягом всього періоду підсилюваного сигналу. Режим з таким відсіченням, при якій вихідний струм протікає практично тільки протягом напівперіоду сигналу, називають режимом класу В. Промежуточний режим, при якому вихідний струм протікає протягом більше одного напівперіоду сигналу, називають режимом класу АВ. Вибір режиму здійснюється подачею відповідної напруги між базою і емітером. У режимах класів АВ і В можуть працювати тільки двотактні каскади.

Однотактні вихідні каскади застосовуються іноді в підсилювачах з малою вихідною потужністю, оскільки їх КПД не перевищує 40 %. Включення транзистора з Про і ОК. не застосовується, оскільки приводить до зниження посилення потужності.

Схеми безтрансформаторних вихідних каскадів

Безтрансформаторні вихідні каскади виконуються по різних схемах і відрізняються видом провідності транзисторів, способом їх включення, режимом роботи (класи АВ і В), а також видом зв'язку з попереднім каскадом і навантаженням. Кращі показники якості мають каскади, 6 які використовуються транзистори різного виду провідності е достатньо близькими значеннями параметрів (комплементарніпари). Каскади, в яких використовуються транзистори одного виду провідності (квазікомплементарні пари), є принципово несиметричними, оскільки транзистори повинні бути включені по різних схемах (звично з ОЕ і ОК). Щоб зменшити нелінійні спотворення, доводиться вводити глибоку НЗЗ, що створює умови для появи динамічних спотворень. Тому квазікомплементарні пари транзисторів використовуються за відсутності комплементарних в підсилювачах, до яких не пред'являються вимоги високої якості відтворення сигналів, або в підсилювачах, в яких спотворення зменшуються спеціальними методами. Для отримання Малого вихідного опору підсилювача транзистори вихідного каскаду включають по схемі з ОК. Режим транзисторів установлюють, змінюючи опір між базам транзисторів. Для стабілізації режиму способом термокомпенсації між базами включається елемент з від’ємним ТКС (термістор або напівпровідниковий діод в прямому включенні). При безпосередньому зв'язку з попереднім каскадом для стабілізації режиму вводять глибоку НЗЗ по постійному струму.

При включенні транзисторів вихідного каскаду по схемі з ОК коефіцієнт посилення напруги завжди менше одиниці, тому амплітуда вхідного сигналу перевищує амплітуду напруги на навантаженні. Максимальна амплітуда напруги на навантаженні повинна бути близька до половини напруги живлення (для отримання високого КПД каскаду). При живленні підсилювача від однополярного джерела навантаження доводиться включати через розділовий конденсатор. В цьому випадку корисна потужність в навантаженні і КПД каскаду на нижчих частотах зменшуються унаслідок падіння напруги на конденсаторі.

РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ І ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ ПІДСИЛЮВАЧА