Wzmacniacz mocy klasy A.
Do tej pory widzieliśmy dwa typy wzmacniaczy mocy w klasie A. Główne problemy, którymi należy się zająć, to niska moc wyjściowa i wydajność. Możliwe jest uzyskanie większej mocy wyjściowej i wydajności niż w przypadku wzmacniacza klasy A dzięki zastosowaniu kombinowanej pary tranzystorów zwanej jakoPush-Pull konfiguracja.
W tym obwodzie używamy dwóch komplementarnych tranzystorów w stopniu wyjściowym, z jednym tranzystorem typu NPN lub N-kanałowym, podczas gdy drugi tranzystor jest typu PNP lub P-kanałowego (dopełniający) połączonych, aby działać jak PUSH a transistor to ON i PULL another transistor to OFFw tym samym czasie. Ta konfiguracja przeciwsobna może być wykonana we wzmacniaczach klasy A, B, C lub AB.
Budowa wzmacniacza mocy klasy A.
Budowę obwodu wzmacniacza mocy klasy A w układzie przeciwsobnym pokazano na poniższym rysunku. Taki układ zmniejsza głównie zniekształcenia harmoniczne wprowadzone przez nieliniowość charakterystyk przenoszenia pojedynczego wzmacniacza tranzystorowego.
W układzie push-pull dwa identyczne tranzystory T 1 i T 2 mają zwarte zaciski nadajnika. Sygnał wejściowy jest doprowadzany do tranzystorów przez transformator T r1, który dostarcza sygnały o przeciwnej polaryzacji do obu baz tranzystorów. Kolektory obu tranzystorów są podłączone do uzwojenia pierwotnego transformatora wyjściowego T r2 . Oba transformatory są odczepione centralnie. Zasilanie V CC jest dostarczane do kolektorów obu tranzystorów przez uzwojenie pierwotne transformatora wyjściowego.
Rezystory R 1 i R 2 zapewniają układ polaryzacji. Obciążeniem jest zwykle głośnik, który jest podłączony do uzwojenia wtórnego transformatora wyjściowego. Współczynnik zwojów transformatora wyjściowego dobiera się w taki sposób, aby obciążenie było dobrze dopasowane do impedancji wyjściowej tranzystora. Zatem maksymalna moc jest dostarczana do obciążenia przez wzmacniacz.
Działanie obwodu
Sygnał wyjściowy pobierany jest z transformatora wyjściowego T r2 . Część pierwotna tego transformatora T r2 praktycznie nie ma przez siebie składnika prądu stałego. Tranzystory T 1 i T 2 mają swoje kolektory podłączone do uzwojenia pierwotnego transformatora T r2, tak że ich prądy są równe pod względem wielkości i przepływają w przeciwnych kierunkach przez uzwojenie pierwotne transformatora T r2 .
Gdy stosuje się sygnał wejściowy AC, baza tranzystora T 1 jest bardziej dodatni, natomiast baza tranzystora T 2 jest mniej korzystna. Stąd prąd kolektora i c1 tranzystora T 1 rośnie, podczas gdy prąd kolektora i c2 tranzystora T 2 maleje. Prądy te płyną w przeciwnych kierunkach w dwóch połówkach pierwotnego transformatora wyjściowego. Ponadto strumień wytwarzany przez te prądy będzie również przebiegał w przeciwnych kierunkach.
Stąd napięcie na obciążeniu będzie napięciem indukowanym, którego wielkość będzie proporcjonalna do różnicy prądów kolektora tj.
$$ (i_ {c1} - i_ {c2}) $$
Podobnie dla ujemnego sygnału wejściowego prąd kolektora i c2 będzie większy niż i c1 . W takim przypadku napięcie powstające na obciążeniu będzie ponownie spowodowane różnicą
$$ (i_ {c1} - i_ {c2}) $$
Jako $ i_ {c2}> i_ {c1} $
Polaryzacja napięcia indukowanego na obciążeniu zostanie odwrócona.
$$ i_ {c1} - i_ {c2} = i_ {c1} + (-i_ {c2}) $$
Aby lepiej zrozumieć, rozważmy poniższy rysunek.
Cała operacja powoduje powstanie napięcia przemiennego indukowanego w uzwojeniu wtórnym transformatora wyjściowego, a zatem moc prądu przemiennego jest dostarczana do tego obciążenia.
Rozumie się, że podczas dowolnego półcyklu sygnału wejściowego jeden tranzystor jest wprowadzany (lub wciskany) głęboko w przewodzenie, podczas gdy drugi jest nieprzewodzący (wyciągany). Stąd nazwaPush-pull amplifier. Zniekształcenia harmoniczne we wzmacniaczu Push-pull są zminimalizowane, tak że wszystkie parzyste harmoniczne są wyeliminowane.
Zalety
Zalety wzmacniacza Push-pull klasy A są następujące
Uzyskuje się wysoką moc wyjściową AC.
Wyjście jest wolne od parzystych harmonicznych.
Efekt tętnienia napięcia jest zrównoważony. Występują one w zasilaczu z powodu niewystarczającego filtrowania.
Niedogodności
Wady wzmacniacza Push-pull klasy A są następujące
- Tranzystory mają być identyczne, aby dawały jednakowe wzmocnienie.
- W przypadku transformatorów wymagane jest podłączenie do środka.
- Transformatory są nieporęczne i kosztowne.