Push-Pull-Leistungsverstärker der Klasse A.
Bisher haben wir zwei Arten von Klasse-A-Leistungsverstärkern gesehen. Die Hauptprobleme, die behandelt werden sollten, sind geringe Leistung und Effizienz. Es ist möglich, eine größere Ausgangsleistung und Effizienz als die des Klasse-A-Verstärkers zu erhalten, indem ein kombinatorisches Transistorpaar verwendet wird, das als bezeichnet wirdPush-Pull Aufbau.
In dieser Schaltung verwenden wir zwei komplementäre Transistoren in der Ausgangsstufe, wobei ein Transistor ein NPN- oder N-Kanal-Typ ist, während der andere Transistor ein PNP- oder P-Kanal-Typ (der Komplement-Typ) ist, der angeschlossen ist, um sie wie zu betreiben PUSH a transistor to ON und PULL another transistor to OFFzur selben Zeit. Diese Push-Pull-Konfiguration kann in Verstärkern der Klassen A, B, C oder AB vorgenommen werden.
Konstruktion eines Push-Pull-Leistungsverstärkers der Klasse A.
Der Aufbau der Leistungsverstärkerschaltung der Klasse A in Push-Pull-Konfiguration ist wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Diese Anordnung verringert hauptsächlich die harmonische Verzerrung, die durch die Nichtlinearität der Übertragungseigenschaften eines einzelnen Transistorverstärkers verursacht wird.
Bei der Push-Pull-Anordnung sind die Emitteranschlüsse der beiden identischen Transistoren T 1 und T 2 kurzgeschlossen. Das Eingangssignal wird über den Transformator T r1 an die Transistoren angelegt, der beiden Transistorbasen Signale mit entgegengesetzter Polarität liefert. Die Kollektoren beider Transistoren sind mit der Primärwicklung des Ausgangstransformators T r2 verbunden . Beide Transformatoren sind mittig abgegriffen. Die V CC- Versorgung wird den Kollektoren beider Transistoren über die Primärwicklung des Ausgangstransformators bereitgestellt.
Die Widerstände R 1 und R 2 stellen die Vorspannungsanordnung bereit. Die Last ist im Allgemeinen ein Lautsprecher, der über die Sekundärseite des Ausgangstransformators angeschlossen ist. Das Windungsverhältnis des Ausgangstransformators wird so gewählt, dass die Last gut an die Ausgangsimpedanz des Transistors angepasst ist. Der Verstärker liefert also maximale Leistung an die Last.
Schaltungsbetrieb
Der Ausgang wird vom Ausgangstransformator T r2 gesammelt . Die Primärwicklung dieses Transformators T r2 hat praktisch keine Gleichstromkomponente. Die Kollektoren der Transistoren T 1 und T 2 sind mit der Primärwicklung des Transformators T r2 verbunden, so dass ihre Ströme gleich groß sind und in entgegengesetzte Richtungen durch die Primärwicklung des Transformators T r2 fließen .
Wenn das Wechselstromeingangssignal angelegt wird, ist die Basis des Transistors T 1 positiver, während die Basis des Transistors T 2 weniger positiv ist. Daher steigt der Kollektorstrom i c1 des Transistors T 1 an, während der Kollektorstrom i c2 des Transistors T 2 abnimmt. Diese Ströme fließen in zwei Hälften der Primärwicklung des Ausgangstransformators in entgegengesetzte Richtungen. Darüber hinaus ist der durch diese Ströme erzeugte Fluss auch in entgegengesetzte Richtungen.
Daher wird die Spannung über der Last eine induzierte Spannung sein, deren Größe proportional zur Differenz der Kollektorströme ist, d.h.
$$ (i_ {c1} - i_ {c2}) $$
In ähnlicher Weise ist für das negative Eingangssignal der Kollektorstrom i c2 größer als i c1 . In diesem Fall ist die an der Last entstehende Spannung wiederum auf die Differenz zurückzuführen
$$ (i_ {c1} - i_ {c2}) $$
Als $ i_ {c2}> i_ {c1} $
Die Polarität der über der Last induzierten Spannung wird umgekehrt.
$$ i_ {c1} - i_ {c2} = i_ {c1} + (-i_ {c2}) $$
Betrachten wir zum besseren Verständnis die folgende Abbildung.
Der Gesamtbetrieb führt zu einer Wechselspannung, die in der Sekundärseite des Ausgangstransformators induziert wird, und daher wird dieser Last Wechselstrom zugeführt.
Es versteht sich, dass während eines gegebenen halben Zyklus des Eingangssignals ein Transistor tief in die Leitung getrieben (oder gedrückt) wird, während der andere nicht leitend (herausgezogen) ist. Daher der NamePush-pull amplifier. Die harmonische Verzerrung im Gegentaktverstärker wird so minimiert, dass alle geraden Harmonischen eliminiert werden.
Vorteile
Die Vorteile eines Push-Pull-Verstärkers der Klasse A sind folgende
Es wird eine hohe Wechselstromleistung erzielt.
Der Ausgang ist frei von gleichmäßigen Harmonischen.
Der Effekt von Welligkeitsspannungen wird ausgeglichen. Diese sind aufgrund unzureichender Filterung im Netzteil vorhanden.
Nachteile
Die Nachteile eines Gegentaktverstärkers der Klasse A sind wie folgt
- Die Transistoren müssen identisch sein, um eine gleichmäßige Verstärkung zu erzielen.
- Für die Transformatoren ist ein Mittenabgriff erforderlich.
- Die Transformatoren sind sperrig und teuer.