Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Рутледж Д. -> "Энциклопедия практической электроники" -> 82

Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.

Рутледж Д. Энциклопедия практической электроники — M.: ДМК Пресс, 2002. — 528 c.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка): enciklopediya2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 193 >> Следующая

Поэтому мощность переменного тока для транзистора P130 можно записать в виде:
р.*=-^г (9.8)
8R
где знак «минус» означает, что ток и напряжение сдвинуты по фазе друг относительно друга. Обратите внимание, что данное значение мощности отрицательно, следовательно, транзистор не потребляет энергию переменного тока, как это происходит на активном сопротивлении, а вырабатывает ее. Половина мощности постоянного тока, поступающей в транзистор, преобразуется в мощность переменного тока, которая затем поглощается в нагрузке. На рис. 9.3а показано итоговое распределение потоков мощности.
Мощность источника постоянного тока делится между транзистором и резистором. Мощность, поступившая в транзистор, в свою очередь, делится на рассеиваемую часть и мощность переменного тока, питающую нагрузку.
9.2. МАКСИМАЛЬНЫЙ КПД УСИЛИТЕЛЕЙ КЛАССА А ЩЦ
о) б)
Рис 9.3. Распределение потоков мощности в усилителе класса А с максимальным КПД на активной нагрузке (а) и для нагрузки, подключенной через трансформатор связи (б)
Существует два основных недостатка схемы усилителя класса А. Во-первых, половина мощности теряется в виде мощности постоянного тока в резисторе. Во-вторых, многие нагрузки не могут быть непосредственно подключены к источнику питания. Например, если нагрузкой является база другого n-p-п транзистора, то напряжение должно быть близко к потенциалу «земли». Для разрешения этой проблемы используют трансформатор (рис. 9.4а).
' Vcc
а) б)
Рис 9.4.Усилитель класса А с трансформаторной нагрузкой (а) и эпюры значения тока и напряжения (б)
Так как постоянный ток не может проходить через трансформатор, то это сразу снимает проблему потребления мощности постоянного тока в нагрузке. Вместе с тем сопротивление по постоянному току между источником питания и транзистором практически нулевое, поэтому среднее значение напряжения на коллекторе будет равно Ucc, а не половине этого значения (рис. 9.46).
Таким образом, размах значений напряжения и тока может быть в два раза больше, чем в предыдущем случае. Например, в предусилителе, подобном тому, что будет рассмотрен в задаче № 21, используется трансформатор. Мощность источника питания можно представить в виде:
P0 = U0J0 = UiZR' (9.9)
[202] 9. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
где R'- эффективное сопротивление нагрузки, определяемое по выражению:
R=n2R (9.10)
где п - отношение витков в обмотках трансформатора. Среднее значение выходной мощности определяется по формуле:
Р = Щрр. = ІІ (9.11)
8 2R'
Из этого следует, что P = P0 / 2, значит, КПД усилителя класса А с трансформаторной нагрузкой равен 50%. Максимальное значение КПД вдвое превышает значение, полученное для активной нагрузки, так как трансформатор препятствует поступлению мощности постоянного тока в нагрузку. На рис. 9.36 показано распределение потоков мощности для такого случая. На практике же КПД усилителей класса А составляет от 30 до 40%. Одна из особенностей усилителей данного класса заключается в том, что они рассеивают значительную мощность, даже если выходная мощность не потребляется. Это, естественно, существенный недостаток, невыгодно отличающий их от усилителей других типов, в которых при отсутствии потребления на выходе рассеиваемая мощность невелика.
Отношение количества витков в обмотках трансформатора влияет на размах тока. Как правило, в технической документации оговаривается предельное значение коллекторного тока. Определим максимальное значение тока Im. Проанализировав график, приведенный на рис. 9.46, можно записать:
т = 2Lk= 2Lk (9.12)
га R' n2R
Это выражение позволяет определить значение п. Максимальный размах тока будет в два раза превышать значение тока смещения.
9.3. Коэффициент усиления
Помимо КПД важной характеристикой усилителя является коэффициент усиления, который определяется отношением выходной мощности к входной.
На рис. 9.5 представлена схема, состоящая из усилителя, источника и нагрузки.
Усиление G (в децибелах) равно:
\R G = 10 log(P I P+) (9.13)
I В лабораторных условиях выходная мощность P
определяется по результатам измерений размаха значений напряжения на нагрузке. Опытным путем была выведена закономерность:
Рис. 9.5. Усилитель с ИСТОЧНИКОМ Tj _ pp /г\ і л\
и нагрузкой ~~ уУл^)
Пусть P+ - максимальная мощность, которая подается источником питания на согласованную нагрузку. Напряжение на согласованной нагрузке равно половине
9.4. ВОЛЬТАМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА [203]
напряжения холостого хода источника. Если обозначить напряжение на согласованной нагрузке через U+, то
U+ = U0/2
Тогда величину P+ можно вычислить по формуле:
U2 р = +рр
+ 8R
(9.15)
(9.16)
В лабораторных условиях величиной U+ рр является размах напряжения, который установлен на генераторе импульсов (можно использовать и генератор стандартных сигналов). Приведенные формулы показывают, что усиление зависит как от напряжения, так и от сопротивления.
9.4. Вольтамперная характеристика
Когда будете анализировать схему предусилителя в задаче № 21, обратите внимание, что форма выходного сигнала на экране осциллографа окажется несколько искаженной (рис. 9.6а).
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 193 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed