Выходные динамические характеристики

Эквивалентная схема трансформаторного каскада

Эквивалентная схема трансформаторного каскада в основном определяется эквивалентной схемой трансформатора (рис.9.4.)

Рис.9.4.Эквивалентная схема трансформаторного каскада.

 

где r₁ и r₂ - сопротивления потери пер­вичной и вторичной обмоток; и - индуктивности рассеяния;

L1 - индуктивность первичной обмотки; L¢_s2, r¢₂, U¢_вых, R¢_н, C¢₀ - па­раметры, приведенные в цепь первичной обмотки трансформатора и оп­ределяемые из следующих выражений:

Трансформатор является элементом связи. Он имеет сердечник из ферромагнитного материала, который позволяет при небольших размерах трансформатора полу­чать большую основную индуктивность L1 и малую индуктивность рассея­ния, что необходимо для нормальной работы схемы. Трансформатор создает связь по переменной составляющей и вмес­те с тем изолирует внешую нагрузку от постоянной составляющей.

Полученная эквивалентная схема сложна, и подробный анализ приво­дит к громоздким выражениям. Поэтому целесообразно произвести обоснованные упрощения.

Очевидно, что в области низких частот основное влияние на рабо­ту усилителя оказывает индуктивность L1, так как ее индуктивное сопротивление убывает по мере понижения частоты и шунтирует вы­ход схемы. В области высоких частот выход схемы шунтируется ем­костями, и, кроме того, здесь выходное напряжение убывает вслед­ствие возрастания сопротивления индуктивностей рассеяния. Поэто­му для получения равномерного участка амплитудно-частотной харак­теристики в области средних частот параметры схемы должны быть выбраны так, чтобы на средних частотах все реактивные элементы оказывали на работу схемы пренебрежимо слабое влияние. Для этого должны быть обеспечены большое значение индуктивности первичной обмотки, малые значения индуктивностей рассеяния и малое значе­ние шунтирующей емкости.

Для выходных усилителей в цепях максимальной отдачи мощнос­ти очень важен правильный выбор рабочего режима, напряжения пита­ния, сопротивления нагрузки и амплитуды входного сигнала. Однотактные выходные каскады работают в режиме А.

 

Динамические характеристики усилителя применяются для гра­фоаналитического расчета и анализа выходных каскадов. Различают следующие динамические характеристики:

- выходная динамическая характеристика по постоянному току;

- выходная динамическая характеристика по переменному току;

- входные, сквозные и проходные динамические характеристики.

Наиболее широко применяются первые два вида динамических характеристик, которые рассмотрим подробнее.

Выходной динамической характеристикой (ВДХ) называют зависи­мость выходного тока от выходного напряжения при наличии нагруз­ки в выходной цепи. Поскольку эти характеристики имеют прямую линию, их называют нагрузочными прямыми. Уравнением выходной цепи является U_вых=Е-i_выхR_н. Это линейное уравнение, графиком которого является прямая линия.

Для построения нагрузочной прямой по постоянному току ис­пользуются выходные статические характеристики усилительного эле­мента, а также при этом считаются заданными напряжение источника питания и сопротивление нагрузки. Причем различают сопротивление нагрузки по постоянному току и по переменному току . Соп­ротивление нагрузки в трансформаторном усилителе по переменному току значительно больше . В трансформаторном усилителе (рис.9.3.) имеет место:

(9.3.)

где r₁ и r¢₂ - сопротивление потери в первичной и во вторичной обмотках; - пересчитанное в цепь первичной обмотки сопротивле­ние нагрузки, равное . При коэффициенте трансформации , величина будет значительно выше , поэтому в трансформаторных усилителях будет выполняться соотношение .