электрические приборы и машины
 
 
   
 
   
 
 
     
 

Усилитель мощности в режиме класса А

Анализ работы усилителя мощности в режиме класса А следует начать с определения коэффициентов усиления на различных частотах. Представив оконечный каскад в виде эквивалентной схемы, можно вывести формулы, определяющие его усилительные свойства. Так, коэффициент усиления на средних частотах определится формулой

                                      (253)

Коэффициенты усиления и частотных искажений на нижних частотах соответственно будут равны

                                       (254)

                                          (255)

где

Коэффициенты усиления и частотных искажении на верхних частотах соответственно будут равны

                                      (256)
                                    (257)

Формулы (253)—(257) почти полностью соответствуют формулам, выведенным для трансформаторного усилителя. Отличие заключается лишь в том, что в усилителе мощности вторичная обмотка трансформатора нагружена на сопротивление Rн, а не зашунтирована сопротивлением Rш, как это было в трансформаторном усилителе напряжения низкой частоты.

 

Наибольшая мощность, отдаваемая лампой нагрузке при постоянстве амплитуды входного сигнала, Umc определялась формулой (250). Однако чем больше сопротивление анодной нагрузки, тем больше протяженность линейного участка динамической характеристики (рис. 147) и тем большую амплитуду входного сигнала Umc можно подавать на вход усилителя, не вызывая при этом увеличения нелинейных искажений.

Рис. 147. Динамические характеристики усилителя мощности

Если рабочая область динамической характеристики находится в пределах отрицательных напряжений на управляющей сетке, то, увеличивая сопротивление нагрузки и амплитуду входного сигнала, можно получить наибольшую мощность в нагрузке при отношении Ra/Ri = 2.   Тогда

где Еa0 — напряжение на аноде триода, при котором идеализированная анодно-сеточная характеристика проходит через начало координат.

Коэффициент полезного действия при этом определяется по формуле

Мощность рассеивания на аноде триода

Рa = Р0 -Р = Ia.пUa.п

Наибольшая мощность рассеивается на аноде лампы оконечного каскада при отсутствии входного сигнала, т. е. когда Р = 0. Коэффициент полезного действия практически составляет 18—20%, поэтому можно написать равенство

которое обычно используется при выборе лампы оконечного каскада.

На практике часто величину коэффициента α = Ra/Ri выбирают равной 3—5, что позволяет резко снизить коэффициент нелинейных искажений (до 3%), колебательная мощность при этом падает не более чем на 10—12%.

В маломощных усилителях мощности низкой частоты, работающих в режиме класса А, очень часто применяются пентоды и лучевые тетроды, обладающие большей чувствительностью по сравнению с триодами. При использовании пентода для получения заданной выходной мощности на вход усилителя можно подавать напряжение сигнала в 2—3 раза меньше, чем на вход усилителя, собранного на триоде.

Усилители мощности на пентодах имеют больший к. п. д. и более устойчивы в работе (менее склонны к самовозбуждению). Однако резко выраженная нелинейная зависимость анодного тока пентода от напряжения на аноде приводит к увеличению нелинейных искажений. Кроме того, частотная характеристика усилителя, выполненного на пентоде, имеет подъем в области верхних звуковых частот. Это объясняется тем, что внутреннее сопротивление пентода велико — много больше сопротивления нагрузки Ra. Поэтому если нагрузкой является динамик, то в области верхних звуковых частот сказывается влияние индуктивности звуковой катушки динамика.

Сопротивление нагрузки увеличивается и становится комплексным, переходя в Za. Ток же при этом остается неизменным, так как его величина определяется только внутренним сопротивлением пентода. В увеличенном сопротивлении нагрузки выделяется большая мощность полезного сигнала. Поэтому в схемах усилителей мощности, выполненных на лучевых тетродах и пентодах, первичную обмотку выходного трансформатора всегда шунтируют конденсатором, емкостью порядка 3—5 тысяч пикофарад. Возрастание сопротивления нагрузки в области верхних звуковых частот компенсируется уменьшающимся сопротивлением шунтирующего конденсатора.

 
 
     
 
Copyright © 2012 Электродвигатели и трансформаторы
электрические приборы и машины
Rambler's Top100
Создание сайта Вебцентр