Однотактний вихідний трансформаторний каскад

Однотактний вихідний трансформаторний каскад працює в режимі класу А. Схема каскаду наведена на рис.5.

Рис.5. Однотактний вихідний каскад транзисторного підсилювача

У колекторне коло транзистора VT1 увімкнено первинну обмотку трансформатора TV1, вторинна обмотка якого підімкнена до навантаження . Призначення решти елементів те ж саме, що і в попередніх схемах.

Вихідний трансформатор служить для узгодження опору навантаження з вихідним опором транзистора. Якщо нехтувати втратами в трансформаторі, то можна вважати, що потужність в первинній і вторинній обмотках однакова, тобто:

,

де Р₁ – потужність в первинній обмотці; Р₂ – потужність у вторинній обмотці.

В цьому випадку запишемо:

, (1)

де R₁, R₂ – опори первинного і вторинного кіл трансформатора за змінним струмом.

Для отримання максимальної потужності корисного сигналу опір R₁ повинен бути рівний оптимальному опорові колекторного навантаження R_{н опт}, при якому добуток змінних складових напруг і струму в колекторному колі є максимальний.

Тому приймаємо: R₁=R_{н опт}

R₂=R_н.

Тоді (1) перепишемо так:

(2)

Розділимо обидві частини рівняння (2) на U₁², отримаємо :

, (3)

де - коефіцієнт трансформації

Значить, (4)

Величина R_н зазвичай задається. Опір R_{н опт} слід визначити графічним шляхом із умови отримання максимальної неспотвореної потужності.

На рис. 6 приведено графічний аналіз вихідного каскаду в режимі класу А. На рисунку зображено сім’ю статичних вихідних характеристик транзистора. На цьому ж графіку показана лінія гранично допустимої потужності, розсіюваної на колекторі транзистора (Р_к.max), яка має вид гіперболи (приводиться в довідниках).

Необхідно встановити положення робочої точки. При цьому спочатку проводять так звану лінію статичного навантаження (ЛСН), яка відповідає вибраній напрузі Е_к і практично вертикальна (опір навантаження за постійним струмом дуже малий).

Знаходимо перетин ЛСН зі статичною характеристикою, що займає середнє положення в сім’ї характеристик (на рис. 6 ця точка відповідає струмові бази І_Б2). Попередньо цю точку приймаємо за робочу Р.Т.

Рис. 6. Графічний аналіз роботи однотактного вихідного каскаду в режимі класу А

Тепер через робочу точку слід провести навантажувальну пряму (НП) під таким кутом, щоби вибрана робоча точка ділила цю пряму на дві однакові частини (АР і РС, де точки А і С відповідають перетину навантажувальної прямої з крайніми статичними характеристиками транзистора). Якщо цього не вдається зробити, то треба розмістити робочу точку вище або нижче від попереднього положення, але обов’язково на ЛСН, і повторити побудову. При цьому необхідно, щоби робоча точка лежала нижче графіка Р_к.max.

В точках перетину навантажувальної прямої з крайніми статичними характеристиками транзистора визначаємо мінімальні і максимальні значення струму і напруги колекторного кола: І_К.min, U_КЕ.min, І_К.max, U_КЕ.max (рис. 6)

Вихідна потужність каскаду при максимальному рівні вхідного сигналу залежить від площі заштрихованого трикутника. З врахуванням к.к.д. вихідного транзистора ця потужність визначається так:

(5)

Величину оптимального опору навантаження R_{н опт} визначається за формулою:

(6)

Недоліками наведеної схеми є: низький к.к.д. ; наявність сталого підмагнічування осердя трансформатора внаслідок протікання постійного струму І_кр по його первинній обмотці; відносно великі нелінійні та частотні спотворення.

Поиск по сайту: