double arrow

Анализ однотактного выходного каскада в режиме А


Рассмотрим принципиальную схему выходного каскада с непосредственным включением внешней нагрузки в выходную цепь усилителя (рис.9.1.). Для анализа построим нагрузочные прямые по постоянному и переменному току, которые для этой схемы совпадают, так как Rн==Rн~=Rнвн. Для выбранного транзистора возьмем из справочника семейство статических выходных характеристик. На горизонтальной оси откладываем Uвых, а на вертикальной оси точку i=E/ Rнвн. Соединив эти точки, посторим нагрузочную прямую, рис.9.8.

Рис.9.8. Анализ однотактного выходного каскада в режиме А.

Находим рабочую точку (пересечение нагрузочной прямой со статической характеристикой, соответствующей заданному смещению). Из рабочей точки опускаем перпендикуляры на горизонтальную и вертикальную оси и определяем постоянные составляющие выходного напряжения U0 и выходного тока I0. Амплитуда входного сигнала должна охватывать весь раствор семейства выходных статистических характеристик. При заданном значении амплитуд входного сигнала Iтвх графическим путем определяем амплитудное значение выходного напряжения Uтвых и выходного тока Iтвых. Затем аналитическим путем рассчитываем основные показатели выходного каскада.




Так, полезная выходная мощность P~ рассчитывается следующим образом:

P~= Iтвых Uтвых/2;

Максимальное значение амплитуды выходного тока определяется Imвых£Io, выходного напряжения - Uтвых=0,5Е. Следовательно, максимальная полезная мощность P~max=0,25 I0Е. Максимальное значение КПД определяется ηmax= P~max/P0=0,25 I0Е/ I0Е=0,25, где P0= I0Е - потребляемая мощность.

Для получения максимального значения КПД сопротивление нагрузки Rнвн должно быть равным Rнвн= Uтвых/ Iтвых=0,5Е/ I0. Изменение Rнвн в любую сторону или уменьшение Iтвх уменьшают полезную мощность и КПД.

Таким образом, этот способ включения имеет малый КПД<0,25. Кроме того, через нагрузку не должна протекать постоянная составляющая I0, поэтому эта схема в однотактных усилителях применяется редко и встречается только в случае, когда в качестве нагрузки применяется реле. Но надо отметить, что непосредственное включение нагрузки находит широкое применение в двухтактных бестрансформаторных каскадах.

Резисторно-емкостное подключение внешней нагрузки Rнвн (рис.9.2) обеспечивает еще меньшее значение КПД≤0,08. Простота схемы и отсутствие громоздких компонентов составляют общие черты с предыдущей схемой, однако в этой схеме устранен один из ее недостатков: постоянная составляющая выходного тока не протекает через внешнюю нагрузку. Каскады выходных усилителей с резисторно-емкостным включением внешней нагрузки используются в импульсных усилителях напряжения.







Сейчас читают про: