ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ.

В нагрузке усилителя в ряде случаев должно быть получено среднее выпрямленное значение тока, величина которого зависит от величины и фазы напряжения сигнала. Такие усилители называют усилителями среднего тока. Они применяются как усилители к реле и другим электромагнитным механизмам.

В отличии от рассматриваемых далее фазочувствительных усилителей, в усилителях среднего тока полярность выходного напряжения не меняется при изменении полярности входного сигнала.

Питание коллекторной цепи усилителя среднего тока осуществляется пульсирующим или выпрямленным напряжением. Входное напряжение может быть постоянного или переменного тока.

Управление средним током усилителя можно производить несколькими способами:

1)изменением величины напряжения постоянного тока на входе,

2)изменением амплитуды переменного входного напряжения той же частоты, что и питающее напряжение,

3)изменением фазы переменного входного напряжения относительно питающего напряжения,

4)комбинированием перечисленных ранее методов.

Рассмотрим работу транзисторного усилителя среднего тока по схеме ОЭ, питаемого пульсирующим напряжением от двухполупериодного выпрямителя (см.рис.)

На вход усилителя подается переменное напряжение от вторичной обмотки входного трансформатора. Когда напряжение на базе отрицательно относительно эмиттера, транзистор открыт и в цепи коллектора (нагрузки) протекает ток Iк. В следующий полупериод транзистор закрыт положительным напряжением на базе и ток в нагрузке определяется тепловым током Iкэ_с , имеющим при нормальной температуре небольшую величину. Таким образом, форма тока в нагрузке аналогична форме тока в однополупериодном выпрямителе (рис.б).

Среднее значение этого тока за период (если пренебречь током Iкэ_с):

Iк ср=Iкm/p.

Максимальную величину коллекторного тока, которую можно получить в схеме при данном сопротивлении нагрузки Rн и данной амплитуде напряжения питания Е можно определить по линии нагрузки.

Ток через транзистор и нагрузку протекает в том случае, когда положительная полярность напряжения на эмиттере совпадает с отрицательной полярностью напряжения на коллекторе. Поэтому, при одном соотношении фаз входного сигнала Uвх и напряжения питания, выпрямленный однополупериодный ток проходит через одну половину нагрузки, при ином соотношении- через другую. Для выпрямления переменного напряжения питающего трансформатора Тр₁ используют полупроводниковый диод Д, большое обратное сопротивление которого препятствует прохождению тока через транзистор в обратном направлении.

Среднее напряжение на нагрузке при подаче входного сигнала определяется средним током коллектора открытого транзистора. При отсутствии входного сигнала напряжение на нагрузке создается от протекания обратного тока коллектора Iкбо, который у различных типов транзисторов может быть различным. В связи с этим для работы в схеме необходимо подбирать транзисторы с одинаковым Iкбо.

Одним из вариантов схемы фазочувствительного усилителя для работы на недифференциальную нагрузку приведен ниже (см.рис.).

Здесь трансформатор Тр₂ и диодный мостик обеспечивают питание транзистора Т выпрямленным пульсирующим напряжением. При соотношении фаз напряжений на Тр₁ и Тр₂ в течении полупериода, когда на базе транзистора Т отрицательное напряжение, через транзистор и нагрузку протекает ток i_к=i_R11 в направлении, указанном сплошной стрелкой. Величина тока i_к пропорциональна входному сигналу u_вх. В течении следующего полупериода транзистор заперт и i_к=i_Rн=0_. Таким образом, форма тока в нагрузке соответствует однополупериодному выпрямлению. При изменении фазы входного сигнала на 180⁰ транзистор будет проводить ток при иной полуволне питающего напряжения, и ток в нагрузке изменит свое направление.