Разделы


Рекомендуем
Автоматическая электрика  Распространение радиоволн 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 [ 135 ] 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183

39 получаем:

(10-221)

Ui -Y ° + y- (10-222) /(:г, = Кг4 = 0; (10-223)

При применении пентодов можно так расположить линию иагтозки, что будет выполняться условие /0,5 /макс. При этом и Ктя=0.

При Наличии асимметрии плеч типа

мако2 2 /о2

макв1 /j /в

. l-fx (10-225)

в режиме В появляется зависящая от амплитуды усиливаемого сигнала постоянная составляющая подмагничивающего тока в первичной обмотке выходного трансформа-тора

А /ао = *---, (10-226)

7! составляющие четных гармоник:

/Сг4 = 100

4(2 + д:) /макс + /

X /MaKC-4/-f 6/о

2 + х 4(/ 3Hc-f/)

(10-228)

Все эти формулы справедливы и для режима АВ, ио если угол отсечки в<60*, то вместо тока / надо подставлять разность токов двух плеч в момент, когда напряжение на управляющей сетке равно половине амплитудного.

Помимо искажений, обусловленных нелинейностью характеристик ламп, в режимах В и АВ наблюдаются специфические искажения формы усиливаемого сигнала в момент отсечки анодных и сеточных токов каждой лампы. Эти искажения связаны с рассасыванием энергии, запасенной в ин-дуктивностях рассеяния соответствующих обмоток трансформаторов, и особенно заметны в режиме В2 с резкой отсечкой токов. Для их предотвращения надо всячески уменьшать индуктивности рассеяния трансформаторов.

Цепь управляющей сетки при наличии сеточных токов может потреблять заметную мощность от предшествующего каскада и обладает свойствами нелинейного сопротивления.

Во избежание дополнительных нелинейных искажений эквивалентный генератор, возбуждающий усилитель в режиме Вг или АВа, должен иметь малое внутреннее сопротивление как для переменного, так и для постоянного тока. С этой целью в большинстве случаев применяют трансформаторную

связь с предшествующим каскадом и обеспечивают

Рг.,<0,2/?и.,

(10-229)

где /?В1. мин - минимальное (при пиковом значении тока сетки) входное сопротивление лампы мощного усилителя (определяется по сеточной характеристике).

Иногда в качестве ведущего каскада усилителя с сеточными токами применяют катодный повторитель (см. § 10-5).

Частотные искажения в усилителях, работающих в режимах В и АВ, описывают-ея теми же соотношениями, что и в усилителе режима А, если все расчеты производить для одного плеча и пользоваться средним за полупериод значением Ri ср внутреннего сопротивления лампы.

В режиме В Ricp~2Ri, а в режиме АВ

/?гср==1,5 Ri.

Пример 10. Рассчитать ламповый усилитель по двухтактной схеме в режиме АВ при условии: Рвы1:>20 вт; /(г5%; /?н= = 12 ом.

Решение. Принимая ориентировочно ia=0,7, на основании (10-218) находим

al ма]

2-20

(0,7 п)а

= 8,3 em

и выбираем лампу 6ПЗС (Ра. доп=20,5 вт).

После одной-двух проб нетрудно найти линию нагрузки, удовлетворяющую условию (10-212) при заданном значении Рвыт = =20 вт и отсчете /макс и Um по точке а (см. рис. 10-44, б) ее пересечения с характеристикой t/c=0 (работа без сеточных токов).

Выбранная нагрузочная прямая MN позволяет получить /макс = 150 ма и 1/т = =305 в, т. е.

Рз, = 0,5-0,15-305 = 23 вт,

что с небольшим запасом удовлетворяет поставленному требованию. Напряжение питания анодной цепи должно составлять fa=350 в.

Для обращения коэффициента третьей гармоники Кгз (10-224) в нуль надо иметь /=0,5 /макс, в нашем случае /=75 ма. Этому значению / соответствует точка б на линии нагрузки при С/с=-12,5 в. Отсюда находим амплитуду напряжения на управляющей сетке и оптимальное напряжение сеточного смещения Ucm = Vce= =2t/c=-25 в. По точке покоя О определяется анодный ток покоя /о=20 ма.

Коэффициент использования анодного напряжения

= = ° = . к. п. д. анодной цепи (10-214) \

-0,87 = 0,68.



Критическому значению а=0,637 соответствует

f4 = 0,637£-223e.

. о. и\-= E-V*=\27 в. При этом / акс * =108 ма и согласно (10-216)

0,108.350 Рахмакс =--- = 6 em,

*то значительно меньше Ра. доп=20,5 вт.

Принимая коэффициент асимметрии плеч х = 0,4,с помощью формул (10-227), (10-228) рассчитаем коэффициенты гармонических искажений:

Кг,-

.100-

3-0,4 150-2-20

100.

= 6,1<

4(2+0,4) 150 + 75 0,4 150 - 4-75 + 6-20 2 + 0,4 * 4(150 + 75) .0,560/0.

Полученные значения не удовлетворяют заданной норме Кг5%. Поэтому при налаживании усилителя надо принять меры уменьшению асимметрии плеч. Так, при =0,3 получим Кг2=4,8%, Кг.=0,44% и

= 4,8 +0,44

4,8%.

Эквивалентное сопротивление нагрузки аа одно плечо согласно (10-217)

0,172

= 2 040 ом.

Необходимый коэффициент трансформации (10-196) выходного трансформатора (от одного плеча) при Т1тр=0,9

2 040 12

-0,9= 12,4:1,

Ламповые фазоинверторы

Кажад, предшествующий двухтактному, должен создавать двуполярное симметричное относительно земли напряжение. Это часто достигается применением трансформатора со средней точкой во вторичной обмотке (рис. 10-45, а).

Если мощный двухтактный усилитель работает без сеточных токов, то для его возбуждения не требуется заметной мощности, и фазоинвертор рассчитывается как усилитель напряжения. При этом необходимо создать достаточное для возбуждения мощного каскада напряжение выходного сигнала с малыми нелинейными искажениями.

Для возбуждения двухтактного каскада без сеточных токов широко применяются фазоинверторы с резистивно-емкостной связью. Одна из таких схем приведена на

рис. 10-45, б. На управляющую сетку лампы Л2 подается напряжение от делителя Ri, .R2, причем коэффициент деления должен равняться коэффициенту усиления каскада с лампой Л2.

Ri + R!i R2

(10-230)

Rh.9

Тогда выходное напряжение лампы Л а будет в точности равняться выходному напряжению лампы Ли но его полярность будет обратной. Во избежание нарушения симметрии в области высших и низших частот фазоинверторный каскад должен вносить минимальные частотные искажения, для чего следует задаваться пониженными значениями Мв и Ms при расчете каскада на лампе Л2.


Рнс. 10-45. Схемы каскадов, возбуждающих мощный двухтактный усилитель.

При изменении с течением времени параметров лампы Лг симметрия выходных напряжений схемы этого типа может нарушиться. Более совершенные схемы фазоин-верторов с резистивно-емкостной связью рассмотрены в § 10-5.

При работе мощного каскада с сеточными токами фазоинвертор, как правило, выполняется с трансформаторной связью и зачастую сам должен отдавать значительную мощность. Однако важнейшим требованием в этом случае является требование к малой величине выходного сопротивления (см. стр. 492).

Исходя из заданного значения сопротивления Rr.a эквивалентного генератора в сеточной цепи двухтактного каскада, определяется необходимый коэффициент трансформации, который в расчете на одну половину вторичной обмотки должен составлять

п = -=\/ -

Ri + ri

(10-231)

где г 2 - сопротивление провода половины вторичной обмотки, а п - сопротивление провода первичной обмотки трансформатора.



Для улучшения частотной характеристики в области высших частот обе половины вторичной обмотки шунтируют сопротивлениями (Rm на рис. 10-45, а). При этом эквивалентное сопротивление нагрузки лампы, пересчитанное к первичной обмотке, составляет:

Rn.. = n Лр (10-232)

где Rbz. ubh - минимальное входное сопротивление одной лампы мощного каскада с сеточным током.

Мощный транзисторный каскад в режиме А

От аналогичного лампового цащный транзисторный усилительный каскад отличается более высоким к. п. д., достигающим 45 7о- В нем обычно применяются трансформаторная связь с нагрузкой и включение транзистора по схеме с общим эмиттером (рис. 10-46, а). В схеме с обцей базой (рис. 10-46,6) максимальная отдаваемая транзистором мощность практически такая же, но коэффициент усиления ниже и мало входное сопротивление транзистора, так что

Ре.,=

(10-233)


Рис. 10-46. Схемы мощных каскадов транзисторных усилителей в режиме А.

а - при включении транзистора с общим эмиттером: б - с общей базой.

ПОЧТИ неизбежно применение второго, входного трансформатора. Зато в схеме с общей базой меньше нелинейные искажения И спад частотной характеристики, обусловленный транзистором, сдвигается в область белее высоких частот.

Коллекторная цепь. Техника графического анализа коллекторной цепи мощного транзисторного усилителя в режиме А не отличается от описанной для предварительного усилителя с трансформаторной связью (рис. 10-35) и для анодной цепи лампового усилителя в режиме А (рис. 10-40). Низкие значения минимального коллекторного напряжения (не более нескольких десятых долей вольта, исключая мощные кремниевые транзисторы, у которых в схемах с общим эмиттером С/к. мин может составлять несколько вольт) и малые обратные токи коллектора позволяют пренебрегать этими величинами. Тогда эквивалентное сопротивление нагрузки для переменного тока, при котором транзистор отдает максимальную мощность, должно составлять

где С/о и /о-напряжение и ток коллектора в точке покоя. При отсутствии сопротивления в цепи эмиттера и при достаточно малом сопротивлении провода первичной обмотки выходного трансформатора С/о~£к, так что отдаваемая транзистором мощность достигает величины

РвыхиО,5/о£к, (10-234)

а мощность, потребляемая от источника питания

Рпит = /о£к 2Рных. (10-235)

к. п. д. коллекторной цепи

Ti = 0,5. (10-236)

Максимальная отдаваемая мощность в режиме А не превышает половины предельно допустимой рассеиваемой транзистором мощности. Напряжение источника питания коллекторной цепи не должно превышать половины предельно допустимого напряжения коллектора. По выбранным значениям

Рвыи и £к (величину Рвых НЭДО прИНИМЗТЬ

примерно в 1,5 раза больше заданной мощности в полезной нагрузке) определяются необходимое значение тока в точке покоя

/ = -2b!2L (10-237)

и сопротивление нагрузки

Рн.э -

(10-238)

Коэффициент трансформации выходного трансформатора

Пвых=у -

,- Г1

Рн.э Птр Ри

(10-239)

где Г; и Гг - сопротивления проводов первичной и вторичной обмоток; т)тр - к. п. д. выходного трансформатора.

Пример 11. Рассчитать коллекторную цепь усилителя в режиме А для Рн=0,3 вт; £к = 12 в.

Решение. Приняв

Рвых = 1.4Рн= 1.4-0,3 = 0,42 era,

найдем с помощью (10-235) максимальную .мощность, рассеиваемую коллектором,

Pn .j, = 2-0,42 = 0,84 em, максимальный импульс коллекторного тока 4Рвых 4-0,42

: = 2/о

£к

:0,14а

и максимальный импульс коллекторного напряжения

С/к.

. = 2£к = 2-12 = 24в.




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 [ 135 ] 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183

Яндекс.Метрика
© 2010 KinteRun.ru автоматическая электрика
Копирование материалов разрешено при наличии активной ссылки.