Výkonové zesilovače
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
25.výkonové zesilovače
Nízkofrekvenční zesilovače – úvod do problému
Nízkofrekvenční zesilovače se navrhují pro zesilování signálů v kmitočtovém pásmu do několika set kilohertz, pro audiopásmo obyčejně od 30 Hz do 20 kHz, pro méně náročné účely i pro pásmo užší.
Podle určení se dělí na:
- předzesilovače – viz otázka 24.
- korekční zesilovače
- koncové zesilovače
Korekční zesilovače používáme k dosažení zesílení, potřebného pro napájení koncových zesilovačů a pro úpravu a korekce požadovaných charakteristik.
Předzesilovače i korekční zesilovače obyčejně pracují ve třídě A.
Koncové zesilovače jsou určeny k převedení nevýkonného signálu z korekčních zesilovačů na výkonové a pro napájení koncových zařízení (reproduktorů, motorů apod.) Koncové zesilovače mohou pracovat ve třídě A, AB, B nebo C a jsou buď jednočinné nebo dvojčinné.
Jednočinné zesilovače výkonu ve třídě A.
Tyto zesilovače představují nejjednodušší zapojení. Schéma zapojení je na obr.
V soustavě výstupních charakteristik zakreslíme zatěžovací přímku pro dané napájecí napětí tak, aby byla tečnou ke křivce maximální dovolené kolektorové ztráty. Vzhledem k tomu, že zatěžovací impedance je nejčastěji mnohem menší, než optimální zátěž pro získání maximálního výkonu, připojujeme zátěž (např. reproduktor) přes výstupní transformátor. Je-li hodnota zátěže Rz a optimální hodnota zatěžovacího odporu RC, volíme transformační poměr transformátoru . Největší výstupní výkon se dosáhne, volíme-li pracovní klidový bod tranzistoru v bodě a pracovní přímka je tečnou k hyperbole kolektorové ztráty. Potom . Příkon dodávaný zdrojem do zesilovače je dán plochou trojúhelníka P0UCPICP. Činnost koncového zesilovače lze sledovat na obr.
Rozkmity výstupního napětí a proudu pro největší vstupní signál, který je zesilovač schopen bez omezení zpracovat odpovídají krajním polohám P1 a P2 pracovního bodu. Maximální výkon sinusového signálu je . Tento výkon je graficky představován plochou trojúhelníka P0AB. Vyjádříme-li tento výkon pomocí souřadnic klidového pracovního bodu, je , kde UZB a IZB jsou hodnoty zbytkového napětí při zcela otevřeném a proudu při zcela zavřeném tranzistoru.
Účinnost zesilovače je . U tranzistorů dosahuje tato kolektorová účinnost 40 - 45% (teoretická hodnota je 50%).
Dvojčinné zesilovače třídy A
Schéma dvojčinného zesilovače třídy A, používajícího transformátory je uvedeno na obr.
Mají-li oba koncové tranzistory stejné v uvažovaném pracovním rozsahu stejné charakteristiky, platí pro výstupní proudy tranzistorů
kde IC0 je stejnosměrná složka proudu
IC1, IC2, IC3 … jsou amplitudy 1., 2., 3., … harmonické kolektorových proudů.
Tyto proudy tečou v primárním vinutí transformátoru proti sobě a výsledný primární proud je