Двухтактный каскад мощного усиления

Двухтактные трансформаторные усилители характеризуются большой выходной мощностью и высоким КПД. В связи с этим их используют в основном в качестве мощных выходных усилителей и только иногда- как усилители напряжения.

Существуют различные схемы двухтактных усилителей. Схема на рисунке, представляет собой соединение двух половин, называемых плечами.

Оба плеча должны быть электрически симметричны. Симметричных режимов можно добиться различными способами. Этого можно добиться если первичную обмотку выходного трансформатора сделать из двух одинаковых половин. А входные напряжения так же подавать симметрично. На схеме симметрирующим элементом является согласующий трансформатор Тр1, выходная обмотка которого создает два противофазных синусоидальных напряжения.

Если условия симметричности выполнены, то все составляющие токов обоих каскадов оказываются равными.

При равенстве постоянных токов коллекторов отсутствует постоянное подмагничивание сердечника выходного трансформатора Тр2. Это позволяет выбрать размеры трансформатора значительно меньше, чем в однотактной схеме.

При равенстве переменных составляющих коллекторных токов транзисторов, магнитный поток в сердечнике создает только нечетные гармоники сигнала, которые проходят в первичной обмотке трансформатора в одной полуволне. Четные гармоники коллекторных токов не создают в трансформаторе магнитного тока, т.к. протекают в первичной обмотке навстречу друг другу. По этой причине в двухтактной схеме уровень нелинейных искажений ниже, чем в однотактной с трансформатором. Если для двухтактного трансформаторного усилителя выбрать режим работы класса В, то высшие нечетные гармоники коллекторных токов исчезают, и переменный магнитный поток в трансформаторе создают только первые гармоники переменных составляющих. В режиме АВ нечетные гармоники коллекторных токов транзисторов есть, но их амплитуды незначительны по сравнению с первой гармоникой. Еще одна особенность. Схема двухтактного трансформаторного усилителя малочувствительна к пульсациям напряжения коллекторного питания Ек, т.к. одинаковые по величине и направлению изменения коллекторных токов не будут создавать в трансформаторе магнитного потока (нет гула). Поэтому можно упростить фильтрацию питания.

Преимущество двухтактного трансформаторного усилителя заключается так же в малой паразитной связи с предыдущими каскадами, возникающей через общий источник коллекторного питания, потому что к этому источнику проходят только четные гармоники усиливаемого сигнала, а на их частотах самовозбуждения усилителя не возникает. По этой причине в малокаскадных усилителях упрощаются, а иногда и полностью исключаются развязывающие фильтры и часто отпадает необходимость в блокировочном конденсаторе.

К недостаткам - необходим тщательный подбор пар транзисторов с идентичными параметрами, частотные и фазовые искажения, вносимые трансформатором, и необходимость иметь на входе парафазный сигнал.