|
| |
|
Главная Журналы -t Ea Piif, VUl-1. Схема выходного наскада с неносред-ственным включением на-грулки в анодную цепь последнее приводит к неминуемому росту нелинейных искажений, которые часто ограничивают получение необходимой мощности. К. п. д. является важным иоказателе.м работы мощного каскада, так как он характеризует экономичность устройства. На рис. Vni-1 дана схема простейшего выходного каскада с непосредственным включением полезной нагрузки в анодную цепь. Этой схеме присущи серьезные недостатки, которые почти не позволяют использовать ее в усилителях звукового кино. \. Через нагрузочное сопротивление (звуковую катушку громкоговорителя) проходит не только переменная, но и постоянная составляющая анодного тока оконечной лампы. Постоянная составляющая анодного тока вызывает значительный дополнительный нагрев звуковой катушки и увеличение нелинейных искажений из-за смещения звуковой катушки в воздушном зазоре относительно среднего положения. 2. Сопротивление нагрузки не может быть согласовано с внутренним сонротивлением ламны. Вместе с тем усилительная лампа пли транзистор отдают во внешнюю день максимальную мощность только при вполне определенном отношении сопротивления вне1нней нагрузки к внутреннему сопротивлению лампы. 3. Происходит значительная потеря напряжения на сопротивлении нагрузки, из-за чего для получения нужного анодного напряжения требуется источник анодного питания с повышенным напряжением. MoHVHo было бы добиться согласования .между внут-ренни.м сопротивлением лампы и сопротивлением громкоговорителя, но для этого потребовались бы высокоом-ные (J000-1500 ом) громкоговорители, которые имеют .меньпшй к. п. д. и потому не изготов.ляются. Наиболее приемлемой оказалась схема однотактного выходного каскада с трансформаторнойсвязью (рис.VI11-2). Анодная нагрузка ламны состоит из трансформатора, называемого выходным, нагруженного на сонротивление R„ (например, звуковая катушка головки гро.мко-говорителя). Выходной трансформатор служит здесь для согласования низкоомной звуковой катушки головкп гро-мкоговорителя с внутренним сопротивлением ламны. Лампа оказывается нагру/кенной на сопротивление, приведенное к первичной обмотке выходного трансформатора Н[-~{, где коэффициент трансформации "" • Выбирая = (2-4)7?,, можно найти коэффициент трансформации по формуле: / f<H Так как падение напряжения трансформатора незначител ьно, схеме анодное напряжение примерно равно э. д. с. источника питания f/jSt/ij. Мощность, развиваемую лампой в однотактном трансформаторном каскаде, можно определить для случая Ri по формуле: р - макс на первичной обмотке то в рассматриваемой  Рис. V1I1-2. Схема выходного однотактного каскада с трансформаторной связью где P„j„c- максимальная мощность, отдаваемая лампой, - действующее значение подводимого к сетке напряжения. Когда Rn-Ri и напряжение, подводимое к сетке, равно 1 в, формула принимает вид: Из этой формулы видно, что максимальная мощность зависит от параметров лампы: р и /?,-. Если известна величина действующего значения переменного напряжения сетки, то максимальную мощность, развиваемую лампой, можно определить по формуле: Если же подставить амплитудное значение напряжения сигнала = , формула примет вид: макс ,2-г 8Й,- Таким образом, мощность, развиваемая лампой в схеме однотактного каскада, зависит от добротности ламны, от величины переменного напрянения, подводимого к сетке,  Рис. Vin-3. Схема однотактного выходного каскада ОБ  Рис. VllT-i. Схема однотактного выходного каскада ОЭ ОТ выбора величины сопротивления нагрузки и, как было показано выше, максимальную мощность ламна отдает при условии, что R - Ri. Однотактные выходные каскады могут быть собраны и на транзисторах. В мощных каскадах возможно использование всех трех схем включения транзисторов: ОБ, ОЭ и ОК. На рис. Vni-3 показана схема однотактного выходного каскада ОБ. Здесь нагрузка также подключается к транзистору через трансформатор Тр-2. Схема ОБ имеет то достоинство, что дает наименьшие нелинейные искажения, зависящие главным образом от искажений во входной цени, но имеет небольшой коэффициент усиления по мощности. Поэтому желательно, чтобы значительную мощность развивал предо конечный каскад, и, как следствие этого, возникает необходимость применения входного трансформатора. Он нужен для согласования малого входного сопротивления оконечного каскада с выходным сопротивлением предоконечного каскада. Схема ОБ менее других чувствительна к изменениям окружающей температуры и к смене транзистора. Она имеет большое выходное сопротив.ление, что можно считать недостатком при использовании для усиления мощности. Другая схема мощного однотактного каскада - с общим эмиттером ОЭ - показана на рис. УП1-4. Она также имеет два трансформатора и дает наибольшее усиление по мощности и, следовательно, требует наименьпюй мощности сигнала на входе. Однако эта схема дает большие нелинейные искажения и, кроме того, весьма чувствительна к изменению параметров транзисторов. Чтобы  Рис VIII-5. Частотная характеристика оконечного трансформаторного каскада уменьшить коэффициент нелинейных искажений в этой схеме, приходится менее полно использовать транзистор по питанию. По.лезная мощность, развиваемая каскадом на транзисторе, зависит от максимально допустимых напряжения и мощности рассеяния на коллекторе и практически не зависит от схемы включения транзистора. Эквивалентная схема и частотная характеристика однотактного выходного каскада с трансформаторной связью идентичны полной эквивалентной схеме трансформаторного каскада усиления напряя;ения (см. стр. 212). Основное отличие эквивалентной схемы оконечного каскада усиления напряжения состоит в том, что она не имеет емкости (сл1. рис. VII- 39). Отсутствие емкости в эквивалентной схеме оконечного каскада объясняется тем, что существующая во вторичной цепи емкость соединительной линии к громкоговорителю не учитывается, так как ее эквивалентная величина при понижающем трансформаторе получается ничтожно малой и ею можно пренебречь; она почти не влияет на форму частотной характеристики. Частотная характеристика оконечного трансформаторного каскада имеет спад на высоких частотах (рис. VIII-5). На графике по оси ординат отложены значения величины напряжения на выходе (на нагрузке), а не коэффициент усиления. Отношение напряжения выхода усилителя к напряжению, подводимому к сетке лампы, не называют коэффициентом усиления, так как в оконечном каскаде это отнопюние не характеризует свойства усилителя. Так, например, если громкоговори- 1ель ini3K00MHbiii, lo для получения большей мощности в целях согласования используется понижающий выходной трансформатор, а следовательно, напряисение на выходе усилителя будет небольшим. При конструировании выходного трансформатора к нему предъявляется ряд требований: он должен иметь малую индуктивность рассеяния поэто.му намотку делают так, что вторпчная обхЕотка помещается между первой и второй половинками первичной обмотки: для умень-пюния нелинейных искажений при расчете увеличивают объем ;келеза, чтобы постоянное на.магннчивание его не превышало допустимой величины, иначе сильно возрастают искажения. § 2. РЕЖИМ РАБОТЫ ЛАМП МОЩНОГО КАСКАДА К мощному каскаду предъявляется основное требование, заключающееся в получении наиболь-тпей возможной мощности при допустимых пелинейных искажениях. Мы видели, что электрическая мощность, которую может развить оконечный каскад на нагрузке, зависит от параметров лампы р и и от напряжения на сетке, которое все время изменяется. Величина нелинейных искажений в основном зависит от режима работы в каскаде усиления мощности. Как известно нз рассмотрения работы лампы как усилителя, под режимом работы лампы понимают iLocTOHHnoe напряжение на аноде, постоянное нанряжение отрицательного смещения, максимально допустимое напряжение, подводимое к сетке. Режим определяется также величиной анодной нагрузки. При работе лампы в режи.ме усиления можно получить два принципиально различных вида колебаний анодного тока. Один из них называют режимом класса А (рис. VIU-O). В этом режиме рабочая точка выбирается на середине прямолинейного участка характеристики лампы, так как в этом случае нелинейные искажения при усилении сводятся к минимуму. Аноднр.1й ток проходит через лампу в течение всего периода колебаний напряжения на сетке. Как видно на рассматриваемом рисунке, амплитуда переменной составляющей анодного тока /,„ может быть меньше или равна току покоя 1, а постоянная составляющая анодного тока при подаче переменного напряжения на сетку лампы примерно равна току покоя. При работе ла.мпы в качестве усилителя в релчиме класса А для него характерны малые нелинейные искалче-ния и низкий к. п. д. (г-0.1-0,3). Для обычных однотакт-ных схем допустим только такой режим. Как мы увидим из дальнейгиего, он может быть использован и в других, так называемых двухтактных схемах усиления мощности. Но в двухтактных каскадах усиления мшцностп может быть использован еще так называемый режим класса Б (рис. VIII-7). Здесь рабочая точка выбирается в точке пересечения характеристики с осью абсцисс. Анодный ток проходит через лампу только в течение одной половины периода переменного напряжения на сетке, а в течение второй (отрицательной по знаку) половины периода анодный ток равен нулю. Ток но-  Рис. VII1-6 Работа лампы в режиме класса А   Рис VII1-7. Работа лампы в режиме класса В Рис VIII-». Принципиальная схема двухтактного каскада на триодах ,„„ 7,„, „ режиме ,.,,.сс. к работы используется в том случае, если у двухтактная схема оконечного каскада. nRvxтaктными называют такие схемы, в которых не одн? Гдве -пили два транзистора) работают пооче- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 |