Двухтактные каскады с повышенным КПД на реальном звуковом сигнале
Рассмотренные оконечные каскады усиления мощности в режимах классов А и В (АВ) имеют теоретически максимальный КПД η =50% и 78,55% соответственно. Но у реальных усиливаемых колебаний амплитуда редко бывает максимальной. Если звуковой сигнал считать квазигармоническим, средняя амплитуда которого составляет около 30% от максимальной, то коэффициент использования напряжения питания ξ ≈0,3 и η даже в режиме класса В составляет лишь 24%. Обычно усилитель используется не на полную мощность, при этом η снижается пропорционально установке регулятора громкости. Повышение η не только даёт экономию энергии источника питания, но и уменьшает мощность потерь в транзисторах. Отсюда вытекает повышение надёжности, уменьшение размеров и материалоёмкости усилителя и источников питания. Главным потребителем энергии усилителя является оконечный каскад. Основными принципами построения оконечных каскадов с повышенным η в настоящее время является применение ключевого режима с использованием ШИМ усиливаемого сигнала и аналого-дискретного режима работы транзисторов [1]. Ключевой режим с использованием ШИМ характеризуется высоким η, но имеет ряд существенных недостатков: малый динамический диапазон, существенный уровень пульсаций, значительные радиопомехи. От этих недостатков свободен аналого-дискретный режим работы выходных транзисторов, иногда называемый режимом класса ВС.
Рис. 5.15. Питание плеча усилителя от двух источников напряжений: а – схема; б – временные диаграммы токов
Простейшая схема одного плеча (рис. 5.15,а) с питанием от двух источников напряжений ЕП1 и ЕП2 содержит два последовательно включённых транзистора VT1 и VT2 . При малых мгновенных значениях UВХ работает только транзистор VT1 . Его питание осуществляется через диод D1 от источника с малым напряжением ЕП1. При этом транзистор VT2 заперт напряжением UКЭ1, которое близко к ЕП1. По мере увеличения UВХ растёт ток коллектора транзистора VT1 и падение напряжения на сопротивлении RН, а напряжение UКЭ1 начинает падать. Наступает неравенство UВХ > UКЭ1, и открывается транзистор VT2 , ток через диод D1 уменьшается и при дальнейшем росте UВХ прекращается и отключает источник ЕП1. Поэтому диод D1 называется отключающим. Дальнейшее питание схемы осуществляется от источника с более высоким напряжением ЕП1 + ЕП2 [1, 9]. На временных диаграммах токов (рис. 5.15,б) показаны: 1 – ток от источника ЕП1 через диод D1, 2 – ток коллектора транзистора VT2 от источников ЕП1 + ЕП2 , 3 - ток в нагрузке RН.
Реальная схема выходного каскада усилителя класса ВС приведена на рис. 5.16,а, где в каждом плече включены по два транзистора и по два источника напряжения. Временные диаграммы токов приведены на рис. 5.16,б, где показаны: 1а – ток через отключающий диод D1, 1б – ток коллектора транзистора VT2а , 2а – ток через отключающий диод D2, 2б– ток коллектора транзистора VT2б , 3 - ток через сопротивление RН. Применение режима класса ВС, несмотря на некоторое усложнение схемы, обеспечивает на реальном звуковом (вещательном) сигнале по сравнению с режимом класса В: снижение потребляемой мощности в два и более раз, увеличение срока службы источников питания в два раза, уменьшение суммарной поверхности теплоотводов для оконечных транзисторов примерно в 8 раз, значительное уменьшение материалоемкости аппаратуры [9].
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ![]() ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1148)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |