В Бессонов - Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

С общим проводом источника сигнала соединены лишь выводы резисторов, непосредственно подключенные к инвертирующему и неинвертирующему входам. Все остальные проводники, идущие к общему проводу, подключены к мощной шине источника питания. Обе «корпусные» шины соединяют резистором, его сопротивление должно быть не слишком малым, чтобы помехи от мощной шины не проникали на вход усилителя, но и не слишком большим, чтобы не было заметного влияния на глубину ООС. Обычно сопротивление резистора выбирают в пределах от единиц до десятков ом.

Обратите внимание, что обычно общая клемма источника питания соединяется с шасси (корпусом) прибора (устройства).

Рассмотрим работу двухтактного усилителя мощности на конкретном примере, на примере УЗЧ для радиоприемника, который будет изготовлен на практических занятиях в этой главе. Кроме того, работу двухтактного усилителя мощности можно рассмотреть по схеме УЗЧ к электронной сирене. На примере этих же схем рассмотрим действие ООС по постоянному и переменному току, а на примере двустороннего телефона, который предлагается для изготовления при изучении этой темы, рассмотрим действие ПОС.

УЗЧ для радиоприемника (рис. 6.1) содержит три каскада усиления: первый каскад — дифференциальный усилитель, второй — каскад усиления с общим эмиттером, третий — двухтактный усилитель мощности на комплиментарных транзисторах, который работает в режиме В.

Изучение этого усилителя лучше всего начать со второго каскада, который имеет некоторые особенности. Во-первых, хотя этот каскад выполнен по схеме с ОЭ, но нагрузка у него заземлена, и, во-вторых, в качестве нагрузки используется источник тока на ПТ. Транзисторный каскад на VT6 здесь работает как управляемый источник тока, который имеет малое сопротивление постоянному току, но большое дифференциальное сопротивление, т. е. сопротивление переменному току. Его внутреннее (дифференциальное) сопротивление можно определить по формуле:

R вн= R си∙(1 + S∙ R и)

Сопротивление R сиПТ КП303Д можно определить по выходной характеристике, оно примерно равно 20…30 кОм.

Приведем здесь основные параметры КТ303Д:

Начальный ток стока I с. нач, мА… 3…9

Крутизна характеристики S, мА/В… >= 2,6

Напряжение отсечки U зи. отс., В… =< 8

Тогда R зи= R си(1 + S∙ R10) = 20…30 (1 + 3∙1) = 80…120 кОм.

Выходной каскад работает в режиме В, поэтому схема имеет более высокий коэффициент полезного действия (78,5 %) по сравнению с обычным эмиттерным повторителем (класс А) — (6,25 %), что особенно важно для УЗЧ, работающих от батарей. Коэффициент усиления каскада по напряжению К U~= 1, а по току К I= h 21э. Максимальная мощность на выходе ограничивается лишь предельным током ( I н. макс= Е и. ст/2 R н) и максимальной мощностью рассеивания используемых транзисторов ( Р VT4~ Р VТ5~ 0,2∙ Р н. макс).

Следует заметить, что если на входе каскада имеются частоты, превышающие граничную частоту для данных типов транзисторов, то могут быть моменты времени, когда одновременно будут открыты оба транзистора, т. е. второй транзистор не успеет быстро закрыться, и через транзисторы потечет ток выше допустимого.

Кроме искажений типа «ступеньки», в УЗЧ могут возникать также искажения, связанные с неодинаковым усилением отрицательных и положительных полуволн. Они, как правило, возникают, когда к входу усилителя подключен высокоомный источник сигнала и транзисторы имеют различные коэффициенты передачи тока.

Из главы 4 известно, что выходное сопротивление каскада без эмиттерного резистора температурной стабилизации равно:

R вых= ( R к∙ R кэ)/( R к+ R кэ) = ( R вн∙ R кэ)/( R вн+ R кэ)

а сопротивление участка коллектор-эмиттер транзистора при токе I к ~= 1 мА равно: R кэ= 100 кОм. Тогда R вых= (80…120∙100)/(80…120 + 100) = 44…60 кОм, т. е. выход каскада усиления на транзисторе VT3 является высокоомным.

Для компенсации этих искажений, забегая вперед, можно сказать, в схеме УЗЧ для радиоприемника, так же, как и в УЗЧ к электронной сирене, применяют глубокую ООС. При отсутствии ООС надо тщательнее подбирать выходные транзисторы с как можно более близкими коэффициентами передачи тока.

Рассмотренная схема каскада имеет и еще один недостаток — она не обладает температурной стабильностью. Применение ООС между каскадами повышает также и температурную стабильность.