V.Содержание отчёта

1. Схемы исследованных усилителей с цепями питания и коррекции, а также список использованных приборов.

2. Результаты измерений и вычислений максимального неискажённого выходного напряжения, напряжения помех, динамического диапазона, коэф-фициента передачи. Причём, экспериментальный коэффициент передачи для всех типов усилителей необходимо сравнить с расчётным, определённым по выражениям (1) … (3).

3. АЧХ для всех типов ОУ, построенные в соответствии с таблицей (форма 5).

Литература: [1], с. 197…241.

Работа 4 исследование оконечного каскада при работе транзисторов в режиме «а»

I. Цель работы

Изучение энергетических свойств оконечного каскада ОЭ и вносимых им нелинейных искажений при работе транзистора в режиме «А».

II. Основные теоретические положения

В режиме «А» исходная точка покоя находится на середине линейного участка сквозной динамической характеристики (рис. 14).

Угол отсечки . Этот режим работы используется как в однотактных, так и в двухтактных оконечных каскадах.

Достоинством режима «А» является малая величина нелинейных иска-жений и постоянство исходного режима; недостатком – малая величина КПД .

Диаграмма работы транзистора для однотактного каскада ОЭ в режиме «А» приведена на рис. 15.

Здесь точка покоя с определяется исходными токами: коллекторным , базыи постоянным напряжениеммежду коллектором и эмитте-ром. Нагрузочная прямаяАВ является выходной динамической характеристи-кой каскада и проходит через рабочую точку С.

Рис. 14. Сквозная динамическая характеристика

Рис. 15. Диаграмма работы транзистора для однотактного каскада

в режиме класса «А»

Криволинейные части статических характеристик отсекаются остаточным напряжением ;и– амплитуды тока и напряжения в коллекторной цепи. Для режима «А»;. Мощность, выделяемая в нагрузке,определяется площадью треугольникаBDC. Мощность, потребляемая каскадом от источника питания, . Коэффициент полезного действия. Мощность рассеяния на коллекторномp-n–переходе . Так как в режиме «А» токи мощностьне зависят от напряжения сигнала, наибольшее значение мощности рассеянияполучается при отсутствии сигнала; тогда.

Величина нелинейных искажений выходного сигнала оценивается коэф-фициентом гармоник

,

где ,– амплитуды гармоник выходного тока.

На рис. 16 изображена двухтактная схема с выходным трансформатором и параллельным питанием транзисторов, основными особенностями которой являются:

а) симметричное противофазное возбуждение транзисторов, то есть пода-ча на их выходные электроды переменных напряжений, одинаковых по вели-чине, но сдвинутых одно относительно другого по фазе на угол π;

б) подключение выходных электродов к противоположным концам пер-вичной обмотки выходного трансформатора.

Указанные особенности определяют следующие преимущества двухтакт-ной схемы:

а) взаимная компенсация ампервитков чётных гармоник в половинах первичной обмотки выходного трансформатора. Это приводит к снижению не-линейных искажений на выходе каскада (коэффициент гармоник уменьша-ется);

б) взаимная компенсация постоянных составляющих ампервитков в по-ловинах первичной обмотки выходного трансформатора, приводящая к отсутст-вию в его сердечнике постоянного подмагничивающего потока. Это повышает динамическую проницаемость материала сердечника и позволяет уменьшить размеры, массу и стоимость выходного трансформатора;

в) нечувствительность схемы к синфазным симметричным изменениям напряжений в её плечах и, в частности, к пульсациям питающих напряжений. Это позволяет уменьшить размеры и стоимость фильтров питающих устройств.

г) взаимная компенсация нечётных гармоник токов плеч в цепях питания, в том числе и первых гармоник, то есть составляющих основной частоты. Это приводит к значительному ослаблению паразитных обратных связей в усилите-ле через общий источник питания.

Рис. 16. Схема двухтактного оконечного каскада

Сказанное относится к двухтактной схеме с идеальной симметрией плеч. Ввиду неизбежной асимметрии плеч (в основном вследствие разброса парамет-ров транзисторов), вместо полной компенсации чётных гармоник, а также по-стоянных составляющих ампервитков практически получается их значительное ослабление.

Можно показать, что в двухтактной схеме (режим «А») транзисторы ра-ботают параллельно и согласованно на общее сопротивление нагрузки 0,5.

При использовании транзисторов в двухтактной схеме в режиме «А» каж-дый из них работает при тех же условиях, что и в однотактном каскаде. Поэто-му общая мощность, отдаваемая двухтактным каскадом,

,

Следовательно, при переходе к двухтактной схеме выходная мощность, выделяемая в сопротивлении нагрузки , удваивается. При этом режим ра-боты каждого из транзисторов остаётся неизменным. Удваивается также и по-требляемая мощность, вследствие чего КПДостаётся неизменным.