КАФ ЕДРА
и
С \
Г \
Г \
.
к'
Г \
Г \
і»
Рис. 3
ры, как правило, работают в режиме без отсечки тока
или, иными словами, в режиме класса А. При этом токи
транзисторов обоих плеч повторяют по форме ток в на-
грузке, но сдвинуты относительно друг друга на полпе-
риода (т.е. на 180 градусов) или, иными словами, про-
тивофазны, как это показано на
рис. 2.
Это обеспечи-
вается за счет входного фазоинверсного трансформа-
тора. В аппаратуре более низкого класса часто приме-
няют режим с отсечкой тока, называемый режимом клас-
са В. В этом случае каждый из транзисторов отрабаты-
вает только один полупериод усиливаемых колебаний
- верхний, соответственно, верхнюю, а нижний - ниж-
нюю так, как показано на временных диаграммах, пред-
ставленных на
рис. 3.
Для обеспечения такого режима
напряжение смещения выбирают не в середине линей-
ного участка проходной характеристики транзистора (как
это делается для работы в режиме класса А), а в обла-
сти отсечки тока, т.е. примерно
0,8
вольт для кремние-
вых транзисторов. Режим класса В характерен гораздо
большим коэффициентом полезного действия, посколь-
ку при отсутствии сигнала на входе ток через транзис-
торы равен нулю, а в режиме класса А он существует
всегда, при этом бесполезно затрачиваемая энергия
рассеивается в виде тепла на коллекторах транзисто-
ров. Повышение КПД способствует не только снижению
энергопотребления, но и заметному облегчению тепло-
вого режима транзисторов, что позволяет устанавливать
более дешевые транзисторы, с меньшим запасом по
теплу, а также упростить систему охлаждения. Однако,
переход к режиму класса В связан с увеличением иска-
жений, поскольку область вблизи отсечки проходной ха-
рактеристики транзистора очень нелинейна. В связи с
этим в режиме класса В работают усилители лишь ап-
паратуры невысокого класса качества.
На сегодняшний день в подавляющем большинстве
аудиотехники применяются бестрансформаторные тран-
зисторные усилители мощности звуковой частоты. Д ей-
ствительно, в отличие от ламп, выходное сопротивле-
ние биполярного транзистора из-за относительно низ-
ких питающих напряжений невелико и соизмеримо с со-
противлением нагрузки (акустической системы). В этом
случае есть возможность отказаться от выходного транс-
форматора, что весьма привлекательно по причине того,
что трансформатор сам является причиной искажений,
причем как линейных, так и не линейных. Для сведения
этих искажений к минимуму необходимо усложнять кон-
струкцию трансформатора и увеличивать его массо-га-
бариты, что приводит к удорожанию изделия.
На
рис. 4
приведена принципиальная схема бестран-
сформаторного оконечного каскада усилителя мощно-
сти звуковой частоты на биполярных транзисторах. Осо-
бенностью каскада является так называемое двухполяр-
ное питание. Относительно нулевой точки включены два
источника питания одинакового напряжения и противо-
положной полярности. Нагрузка (в реальной жизни гром-
коговоритель) включена между общей точкой пары тран-
зисторов и нулевым проводом. Таким образом, ток обо-
их плеч протекает через нагрузку. Такой каскад по сути
является усилителем тока. Кроме отсутствия трансфор-
маторов, здесь также нет разделительного конденсато-
ра, которые обычно ставятся при бестрансформатор-
ной связи каскада с нагрузкой. Отсутствие разделитель-
ного конденсатора улучшает частотные свойства уси-
лителя в области низших частот (басов). Необходимос-
ти же в гальванической развязке при двухполярном пи-
тании не возникает, поскольку при симметрии схемы
постоянное напряжение в общей точке двух транзисто-
ров равно нулю. Если же нет возможности построить
два выпрямителя и обеспечить двухполярное питание,
то схему на
рис. 4
легко приспособить и под обычное
однополярное питание. Для этого необходимо подклю-
чить выпрямитель с напряжением вдвое большим, чем
напряжение каждого из плеч при двухполярном пита-
нии. При этом плюс соединяется с коллектором верх-
него транзистора, а минус - с эмиттером нижнего. На-
грузка включается между общей точкой двух транзисто-
ров и минусом источника питания через разделитель-
ный конденсатор, поскольку при однополярном питании
постоянное напряжение на общей точке двух транзис-
торов относительно корпуса (нулевой точки) не равно
нулю и составляет половину питающего напряжения.
Напряжения возбуждения транзисторов, как и в слу-
чае трансформаторной схемы, должны быть противо-
фазны. Однако в усилителях с бестрансформаторным
выходом стараются полностью отказаться от примене-
ния каких-либо трансформатров, в том числе и между-
каскадных. Для получения противофазного возбужде-
ния плеч применяют довольно сложные фазоинверсные
каскады, которые строятся на двух-трех транзисторах
и более. Несколько упростить эту задачу можно путем
прим енения в оконечном каскаде так назы ваемы х
комплиментарных пар - т.е. транзисторов с примерно
одинаковыми параметрами, но разным типом проводи-
мости (п-р-п и р-п-р) соответственно. В таком случае
транзисторы оконечного каскада будут открываться в
противоположные полупериоды от одного и того же на-
пряжения возбуждения.
12/2003
15
предыдущая страница 16 Радиолюбитель 2003-12 читать онлайн следующая страница 18 Радиолюбитель 2003-12 читать онлайн Домой Выключить/включить текст