Усилители мощности

Усилители мощности применяются в оконечных каскадах усиления и предназначены для создания необходимой мощности в нагрузке усилителя.

Их основная особенность - работа при больших уровнях входного сигнала и больших выходных токах, что вызывает необходимость использовать мощные усилительные приборы. Основными параметрами, которые характеризуют работу усилителя мощности, является выходная мощность, коэффициент нелинейных искажений и КПД.

Оконечные каскады делятся на:

- трансформаторные и бестрансформаторные;

- однотактные и двухтактные.

Усилители могут работать в режимах А, АВ, В, С и D. В режиме А I_ВЫХ усилительного прибора протекает в течении всего периода усиливаемого сигнала. Этот режим отличается малыми нелинейными искажениями и невысоким КПД. В режиме В I_ВЫХ протекает только половину периода – высокий КПД, но и относительно большие нелинейные искажения. Режим АВ (I_ВЫХ протекает больше половины периода усиливаемого сигнала) – среднее между режимами А и В - высокий КПД и относительно малые нелинейные искажения. Режимы АВ и В используются в двухтактных схемах усилителей. Режим С применяют в тех случаях, когда искажение формы сигнала при усилении не имеет значения или необходимо, например в умножителях частоты. В режиме D используется преобразование входных сигналов в импульсы.

Двухтактная трансформаторная схема усилителя мощности

В двухтактной схеме усиление проис­ходит за два такта. В течение первого полупериода входной сигнал усиливается одним транзистором, а другой в течение этого полупериода или его части закрыт. При втором полупе­риоде сигнал усиливается вторым транзистором, а первый при этом закрыт. Такая поочередная работа транзисторов позволяет использовать экономичные режимы В и АВ.

Схема усилителя (рис.61) состоит из двух одинаковых плеч на транзисторах VT1 и VT2, каждый из которых усиливает одну половину входного сигнала. Трансформатор Т1 имеет средний вывод вторичной обмотки, относительно которого формируется два противофазных сигнала U’_вх и U’’_вх, обеспечивающих попеременное открывание транзисторов.

При приходе положительной полуволны входного сигнала U_ВХ, «+» на нижнем выводе вторичной обмотки открывает транзистор VT2 и протекает ток его коллектора по цепи: +Е_К, нижняя половина первичной обмотки Т2, переход К-Э транзистора VT2, R3, корпус(- Е_К). В это время транзистор VT1 закрыт отрицательным напряжением U’_вх, поступающем на его Б. Протекающий I_K создает во вторичной обмотке трансформатора Т2 ЭДС взаимоиндукции, а значит I_H. При приходе отрицательной полуволны входного напряжения U_ВХ VT2 закрывается, а VT1 открывается, создавая I_H, протекающий в противоположную сторону. Трансформатор Т2 предназначен для согласования большого выходного сопротивления транзистора с малым сопротивлением нагрузки.

Рисунок 61 – Схема двухтактного трансформаторного усилителя мощности