Двухтактный усилитель мощности класса A

До сих пор мы видели два типа усилителей мощности класса А. Основными проблемами, которые следует решать, являются низкая выходная мощность и эффективность. Можно получить более высокую выходную мощность и эффективность, чем у усилителя класса A, используя комбинационную пару транзисторов, называемую двухтактной конфигурацией.

В этой схеме мы используем два дополнительных транзистора на выходном каскаде, причем один транзистор имеет тип NPN или N-канал, а другой транзистор — тип PNP или P-канал (комплемент), подключенный для их работы как PUSH транзистор. ВКЛЮЧИТЬ и ВЫКЛЮЧИТЬ другой транзистор одновременно. Эта двухтактная конфигурация может быть выполнена в усилителях класса A, класса B, класса C или класса AB.

Конструкция усилителя мощности Push-Pull класса A

Конструкция схемы усилителя мощности класса A в двухтактной конфигурации показана на рисунке ниже. Такое расположение главным образом уменьшает гармонические искажения, вносимые нелинейностью передаточных характеристик одного транзисторного усилителя.

В двухтактном устройстве два одинаковых транзистора T ₁ и T ₂ имеют замыкающие выводы эмиттера. Входной сигнал подается на транзисторы через трансформатор T _r1, который подает сигналы противоположной полярности на обе базы транзисторов. Коллекторы обоих транзисторов подключены к первичной обмотке выходного трансформатора T _r2 . Оба трансформатора отцентрированы. Питание V _CC подается на коллекторы обоих транзисторов через первичную обмотку выходного трансформатора.

Резисторы R ₁ и R ₂ обеспечивают смещающее устройство. Нагрузка обычно представляет собой громкоговоритель, который подключен через вторичную обмотку выходного трансформатора. Коэффициент витков выходного трансформатора выбирается таким образом, чтобы нагрузка хорошо согласовывалась с выходным сопротивлением транзистора. Таким образом, максимальная мощность подается на нагрузку усилителем.

Схема работы

Выходной сигнал собирается с выходного трансформатора T _r2 . Первичная обмотка этого трансформатора T _r2 практически не имеет постоянного тока через него. Транзисторы T ₁ и T ₂ имеют свои коллекторы, подключенные к первичной _{обмотке} трансформатора T _r2, так что их токи равны по величине и протекают в противоположных направлениях через первичную _{обмотку} трансформатора T _r2 .

Когда подается входной сигнал переменного тока, база транзистора T ₁ является более положительной, в то время как база транзистора T ₂ является менее положительной. Следовательно, ток коллектора i _c1 транзистора T ₁ увеличивается, тогда как ток коллектора i _c2 транзистора T ₂ уменьшается. Эти токи протекают в противоположных направлениях в двух половинах первичной обмотки выходного трансформатора. Кроме того, поток, создаваемый этими токами, также будет в противоположных направлениях.

Следовательно, напряжение на нагрузке будет индуцированным напряжением, величина которого будет пропорциональна разности токов коллектора, т.е.

$$(i_ {c1} - i_ {c2})$$

Аналогично, для отрицательного входного сигнала ток коллектора i _c2 будет больше, чем i _c1 . В этом случае напряжение, развиваемое на нагрузке, снова будет связано с разницей

$$(i_ {c1} - i_ {c2})$$

As $i_ {c2}> i_ {c1}$

Полярность напряжения, индуцированного на нагрузке, будет изменена.

$$i_ {c1} - i_ {c2} = i_ {c1} + (-i_ {c2})$$

Для лучшего понимания рассмотрим приведенный ниже рисунок.

В результате всей операции возникает напряжение переменного тока, индуцированное во вторичной обмотке выходного трансформатора, и, следовательно, мощность переменного тока подается на эту нагрузку.

Понятно, что в течение любого данного полупериода входного сигнала один транзистор приводится (или проталкивается) глубоко в проводимость, тогда как другой является непроводящим (вытянутым). Отсюда и название двухтактный усилитель . Гармоническое искажение в двухтактном усилителе сводится к минимуму, поэтому все четные гармоники исключаются.

преимущества

Преимущества двухтактного усилителя класса A заключаются в следующем

• Высокая мощность переменного тока получается.

• На выходе нет четных гармоник.

• Эффект пульсации напряжения уравновешен. Они присутствуют в источнике питания из-за неадекватной фильтрации.

Высокая мощность переменного тока получается.

На выходе нет четных гармоник.

Эффект пульсации напряжения уравновешен. Они присутствуют в источнике питания из-за неадекватной фильтрации.

Недостатки

Недостатки двухтактного усилителя класса А заключаются в следующем