ОДНОТАКТНЫЕ КАСКАДЫ УСИЛЕНИЯ МОЩНОСТИ
Рис.1 Рис. 2
В однотактном каскаде усиление осуществляется одним транзистором. Если в его выходную цепь нагрузка Rн включается через трансформатор (рис. 2,а), называемый выходным, то каскад называется трансформаторным. В трансформаторном каскаде наклон нагрузочной прямой ВС (рис. 2,б) для переменного тока определяется сопротивлением нагрузки транзистора RHТ, равным входному сопротивлению трансформатора, нагруженного на сопротивление RH
где n = w2/w1 — коэффициент трансформации выходного трансформатора, равный отношению чисел витков обмоток; — КПД трансформатора. Прямая ВС проходит через исходную рабочую точку А, которая выбирается на нагрузочной прямой для постоянного тока.
Эквивалентная схема трансформаторного усилительного каскада, составленная из эквивалентной схемы источника сигнала (И), эквивалентной схемы трансформатора (Т), известной из основ электротехники и эквивалентной схемы нагрузки трансформатора (Н), изображена на рис. 4. При ее составлении, также как при составлении эквивалентной схемы резисторного каскада, не учитываются вспомогательные цепи (фильтра, стабилизации режима и т. д.).
Рис.3 Рис. 4 Полная (общая) эквивалентная схема трансформаторного каскада или цепи с трансформатором
Ет и Rг — ЭДС и внутреннее сопротивление источника сигнала; r1 и r2 — активные (омические) сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора; LS1 и LS2 — индуктивности рассеяния первичной и вторичной обмоток; L1 — индуктивность первичной обмотки; RH и Со — сопротивление и емкость, нагружающие трансформатор; Iвых и Uвых— ток в нагрузке и напряжение сигнала на ней. Штрихами на схеме рис. 3 отмечены электрические величины, приведенные из вторичной обмотки трансформатора в первичную.
Общую эквивалентную схему трансформаторного каскада удобно преобразовать в частные эквивалентные схемы для нижних, средних и верхних частот, справедливые только для данной области частот (рис. 4).
В области нижних частот характеристики трансформаторного каскада определяются влиянием индуктивности первичной обмотки трансформатора, включенной параллельно нагрузке трансформатора. Сопротивление этой индуктивности падает с понижением частоты, при этом ток сигнала через L1 растет, падение напряжения на Rг+r1 увеличивается. В результате выходное напряжение Uвых на этих частотах уменьшается, стремясь к 0 при .
Рис.4 Рис.5
В маломощных усилителях иногда применяют однотактный оконечный каскад с так называемой динамической нагрузкой в виде токостабилизирующего двухполюсника, выполненного на транзисторе (VT2 на рис. 5).
Контрольные вопросы
1. Каковы особенности работы оконечных каскадов?
2. Какие УЭ и режимы работы используются в каскадах мощного усиления?
3. Какие способы включения транзисторов наиболее часто используются в каскадах мощного усиления?
4. Какие усилительные элементы и способы их включения используют в трансформаторном каскаде? 5. Начертите принципиальную схему однотактного трансформаторного каскада на транзисторе; укажите назначение элементов схемы.
6. Начертите полную эквивалентную схему трансформаторного каскада. 7. Какой вид имеет частотная характеристика, трансформаторного каскада?
8. Нарисуйте и поясните фазовую характеристику трансформаторного каскада
9. С какой целью применяются радиаторы и какова их конструкция?