Однотактные и двухтактные усилители мощности.

В двухтактном положительная полуволна усиливается одним транзистором, отрицательная – другим; в однотактном и положительная и отрицательная полуволны усиливаются одним транзистором.

Однотактный усилитель малой мощности:

Режим работы по постоянному току выбирается таким образом, чтобы φ точки А при отсутствии входного сигнала был равен 0, для исключения протекания постоянного тока через динамик.

Двухтактный усилитель мощности:

Когда положительная полуволна на входе достигает напряжения для отпирания VT1 (0,6 В), последний открывается, ток от источника питания через транзистор протекает в нагрузку, выделяя на ней напряжение практически идентичное входному, VT2 при этом заперт.

При отрицательной полуволне отпирается VT2, VT1 закрыт отрицательным потенциалом.

При входном напряжении < 0,6В оба транзистора закрыты.

Диоды находятся вблизи транзисторов и имеют с ними непосредственный тепловой контакт.

При использовании переменных резисторов, можно устанавливать положение рабочей точки исходя из требуемой экономичности и величины нелинейных искажений.

Каскад на VT1 – источник тока (с целью увеличения К_U).

Каскад на VT2 обеспечивает положение рабочей точки. VT2 открывается и закрывается таким образом, чтобы его напряжение БЭ было ≈0,6В. В нижнем положении движка потенциометра (переменного резистора) (R₂=0) U_кэ2=0,6В, в верхнем положении (R₂=5,1 кОм) U_кэ2=3,6В.

VT2 располагается вблизи транзисторов VT7 или VT5.

Изменяя положение движка R₂, меняем положение рабочей точки и устанавливаем ток покоя УМ.

R_вх≈ R_вх.тр.∙h₂₁;

R_вых≈ ;

Схема Дарлингтона(верхнее положение движка R₂):

h₂₁≥ h₂₁₍₄₎∙ h₂₁₍₅₎;

U_{бэ экв}≈1,2В(U_бэ4+ U_бэ5);

U_{к экв} >0,7В(U_кэ4+ U_бэ5).

Схема Шиклаи: позволяет применять одинаковые транзисторы в выходном каскаде,

h_21э≥ h₂₁₍₆₎∙ h₂₁₍₇₎;

U_{бэ экв}≈0,6В(U_бэ6);

U_{к экв} >0,7В(U_кэ6+ U_бэ7).

VD3 предназначен для симметрирования усилителей положительной и отрицательной полуволн по входящему напряжению. Он должен быть мощным и высокочастотным.

Генераторы гармонических колебаний. Условия самовозбуждения генераторов (баланс фаз и баланс амплитуд). Автогенераторы. Стабилизация частоты и амплитуды в автогенераторах. Мультивибраторы. Симметричные и несимметричные мультивибраторы на ОУ.

Генераторами называются электронные схемы, формирующие переменные напряжения требуемой формы. Генератор можно получить из усилителя, охватив его положительной ОС. Автогенераторами называют генераторами с независимым возбуждением.

Усиление – это процесс преобразования энергии источника питания по закону входного сигнала, а генераторы осуществляют преобразование энергии источника питания в переменное напряжение требуемой частоты.

Для возникновения генерации необходимо выполнение двух условий:

1. баланс фаз – фазовые сдвиги сигнала, создаваемые усилителем и звеном ПОС должны быть кратны .
   
2. баланс амплитуд – произведение коэффициента усиления и коэффициента ОС , т.е. усилитель должен компенсировать все потери с цепи ОС.

Кроме того, для получения сигнала неискаженной формы необходимо, чтобы . Если происходит затухание колебаний, если , то возникает прогрессирующее нарастание амплитуды сигнала на входе и выходе до ее ограничения, обусловленного напряжением источников питания и форма сигнала отлична от синусоидальной.

Равенство соответствует установившемуся режиму и возможно только при некотором соотношении коэф. ООС и ПОС.

Генератор синусоидальных колебаний на ОУ (LC-генератор)

Баланс фаз означает, что колебания в замкнутой системе могут возобновляться только тогда, когда фаза выходного напряжения схемы ОС и фаза входного напряжения совпадают. Баланс амплитуд означает, что для возбуждения генератора усилителю необходимо компенсировать потери в схеме ОС.

Регулируя , добиваемся равенства ПОС и ООС, что выражается в наличии на выходе незатухающих и неискаженных гармонических колебаний.

Недостаток:большие масса и объем, для частот ниже нескольких кГц.

Для получения колебаний низкой частоты (менее 1 кГц) приходится использовать большие значения L и C, что увеличивает габариты и массу устройства. Для этого используют LC-генератор с мостом Вина.

Мост Вина не осуществляет сдвига фаз на резонансной частоте. Для возникновения незатухающий колебаний необходимо выполнение следующих условий:

Для получения гармонических колебаний с малыми искажениями используют инерционно-нелинейную цепь ООС. Нужный характер нелинейности обеспечивается тогда, когда с ростом амплитуды сигнала уменьшается R3 (термистор) или увеличивается R4 (позистор).

Стабильность такого генератора , а если необходима более высокая стабильность , используется кварцевый генератор.

Условие баланса амплитуд: