1.5.5. Безтрансформаторні схеми підсилювачів потужності

Позбутися вхідного трансформатора можна за рахунок використання транзисторів різного типу провідності, а вихідного трансформатора – за рахунок перенесення навантаження в емітерне коло.

При застосуванні транзисторів з різним типом провідності вхідна напруга в залежності від полярності закриває один з транзисторів та відкриває інший.

Безтрансформаторна схема підсилювача потужності представлена на рис. 1.52.

Рис. 1.52

Узгодження низькоомного навантаження з вихідним опором транзисторів відбувається за рахунок перенесення навантаження в емітерне коло транзисторів. Тобто транзистори включені за схемою зі спільним колектором і вихідний опір транзисторів малий.

Деяким недоліком схеми є наявність двох однакових джерел та . Позбутися цього недоліку можна в такій модифікації схеми:

Рис. 1.53

В усталеному режимі роботи конденсатор має постійну складову величиною з позначеною на рис.1.53 полярністю, що забезпечує рівність напруг в навантаженні по півхвилях .

2. Операційні підсилювачі постійного струму (оппс)

ОППС є базовим елементом аналогової схемотехніки, на якому можуть бути реалізовані лінійні та нелінійні функціональні перетворення, тобто апаратно реалізована практично будь-яка неперервна математична функція.

2.1. Позначення та еквівалентна схема оппс

ё

Рис. 2.1

Входи ОППС називаються: Вх1 – інвертуючий, Вх2 – неінвертуючий.

Схема містить один вихід, два різнополярних джерела живлення та .

Вихідна напруга не може виходити за границі, обумовлені джерелами живлення: .

Еквівалентна схема ОППС наведена на рис.2.2.

Рис. 2.2

Опори , , джерела струму , моделюють вхідні кола транзисторів диференційного вхідного каскаду.

Напруга зсуву і опір відображають неідеальність та неідентичність вхідних кіл операційного підсилювача.

Параметр характеризує коефіцієнт підсилення ОППС без зворотного зв’язку.

Опір характеризує вихідний опір підсилювача.

Для ідеального ОППС мають місце такі співвідношення:

, , , ,

, , , , .

Підсилювальні властивості ОППС не залежать від частоти.

Реальні ОППС мають такі параметри (зазначаються в паспорті):

, , ,

, , .

2.2. Вирішальний підсилювач

Вирішальний підсилювач – ОППС з зовнішніми елементами, що утворюють зворотній зв'язок з виходу на вхід.

Розрізняють дві основні схеми включення вирішальних підсилювачів:

1. з інвертуванням (ІН);

2. без інвертування (НІ).

2.2.1. Схема з інвертуванням

Схема зображена на рис. 2.3 (зворотній зв'язок іде з виходу на інвертуючий вхід).

Рис. 2.3

– опір зворотного зв’язку.

Для вузла 3 запишемо рівняння за першим законом Кірхгофа:

.

Для ідеального ОППС усі , а отже . Оскільки , то напруга між входами . Тоді будемо мати

, , . (2.1)

. (2.2)

Знак “-” означає, що дана схема інвертує вхідний сигнал (рис. 2.4).

Рис. 2.4

Вхідний опір такої схеми . Щоб вхідний опір джерела не шунтував вхідний опір підсилювача приймають:

, звідки .

Резистор зворотного зв’язку:

. (2.3)

Вихідний опір каскаду:

, (2.4)

де , . Тобто вихідний опір підсилювача значно зменшується порівняно з .

Резистор R, включений у коло неінвертуючого входу, зменшує зсув нуля ОППС, викликаний вхідними струмами. Його обирають із співвідношення:

. (2.5)