Когда потребность в аудиосвязи на большом расстоянии возросла, возникла необходимость в увеличении амплитуды электрических сигналов для их передачи на большие расстояния. Такие отделы, как телефонная и телеграфная, дуплексная передача и т. Д., Использовали различные методы для усиления сигналов, но результаты остались неудовлетворительными. Примерно в 1912 году мир впервые познакомился с Усилители . Это устройства, которые могут усиливать входной сигнал. В ранних усилителях вакуумные трубки были использованы, которые позже были заменены транзисторами в 1960-х. Существует много типов усилителей, основанных на активных схемах, используемых при их разработке, на основе их работы и т. Д. Усилитель мощности разработан для увеличения мощности, доступной для нагрузки. Двухтактный усилитель - один из усилителей мощности.
Что такое двухтактный усилитель?
Двухтактный усилитель - это тип усилителя мощности. Он содержит пару активных устройств, например дополнительную пару транзисторы . Здесь один транзистор подает питание на нагрузку от положительного источника питания, а другой принимает ток от нагрузки к земле.
Эти усилители более эффективны, чем несимметричные усилители класса А. Транзисторы в этом усилителе противофазные. Разница между выходами этих двух транзисторов дана нагрузке. Гармоники четного порядка, присутствующие в сигнале, устраняются. Этот метод уменьшает искажения, присутствующие в сигнале из-за составляющих нелинейности.
Эти усилители называются двухтактными усилителями, потому что здесь один из транзисторов проталкивает ток в одном направлении, а другой - в другом. В двухтактном усилителе один транзистор работает в течение положительной половины цикла сигнала, а другой - в течение отрицательной половины.
Принципиальная электрическая схема
Схема двухтактного усилителя содержит два транзистора, NPN и PNP, в качестве активных устройств. Эти транзисторы противофазные. Один транзистор смещен в прямом направлении в течение положительной половины цикла сигнала, а другой - в течение отрицательной половины цикла. Чтобы разделить входной сигнал на два идентичных сигнала, сдвинутых по фазе на 180 градусов, в источнике усилителя используется соединительный трансформатор T1 с центральным отводом.
Этот усилитель может быть сконструирован в различных конфигурациях, таких как двухтактные усилители класса A, класса B и класса AB. Схемы, разработанные для этих классов, разные.
Принципиальная схема двухтактного усилителя класса А
Усилитель класса A содержит два идентичных транзистора Q1 и Q2. Выводы эмиттера этих двух транзисторов соединены вместе. Резисторы R1 и R2 используются для смещения транзисторов. Один транзистор должен быть смещен в прямом направлении в течение положительного полупериода сигнала, а другой - в течение отрицательного полупериода.
двухтактный усилитель класса
Коллекторные выводы этих двух транзисторов подключены к двум концам первичной обмотки выходного трансформатора Т2. Базы этих двух транзисторов подключены ко вторичной обмотке входного трансформатора Т1. Источник питания подключается между центральным ответвлением первичной обмотки T2 и эмиттерным переходом Q1, Q2.
Нагрузка подключена к вторичной обмотке трансформатора Т2. Ток покоя от Q1 и Q2 течет в противоположном направлении через половинки первичной обмотки T2. Это нейтрализует магнитное насыщение в цепи.
Принципиальная схема двухтактного усилителя класса B
В усилителе класса B нет резисторов смещения R1 и R2. Здесь два транзистора смещены в точках отсечки. В идеальных условиях транзисторы не потребляют энергию. Таким образом, эффективность двухтактного усилителя класса B выше, чем у двухтактного усилителя класса А.
Принципиальная схема двухтактного усилителя класса AB
Эта схема аналогична двухтактному усилителю класса А. Но в отличие от класса A в классе AB значения резисторов смещения выбираются так, чтобы транзисторы Q1 и Q2 были смещены чуть выше точки отсечки напряжения. Такая конструкция сокращает время, в течение которого транзисторы будут одновременно отключены. Таким образом, переходные искажения в усилителе класса AB уменьшаются.
Двухтактный усилитель работает
Выходной каскад этого усилителя может пропускать ток в обоих направлениях через нагрузку. Он содержит два противофазных транзистора Q1 и Q2. Входной трансформатор связи T1 делит входной сигнал на две идентичные половины, каждые 180 градусов не совпадающие по фазе. Один транзистор смещается в прямом направлении в течение положительного полупериода и пропускает ток. Другой транзистор остается смещенным в обратном направлении в течение положительного полупериода. Это состояние меняется на противоположное, когда на транзисторы подается отрицательный полупериод.
Коллекторные токи I1 и I2 от Q1 и Q2 протекают в одном направлении через соответствующие половины первичной обмотки трансформатора T2. Это вызывает усиленный выходной сигнал входного сигнала во вторичной обмотке трансформатора T2. Таким образом, ток через вторичную обмотку Т2 - это разница между токами коллектора транзисторов.
Преимущества
Выход двухтактного усилителя - это разница между токами коллектора двух транзисторов. Это устраняет гармоники на выходе. Этот метод также снижает искажения. Усилитель класса B имеет высокий КПД и может работать в условиях ограниченного источника питания. Усилитель класса B имеет простую электрическую схему и его выход не содержит четных гармоник. Перекрестные искажения уменьшены в усилителях класса AB.
Приложения
Вот некоторые из применений двухтактных усилителей:
- Эти усилители используются в радиочастотных системах.
- В цифровых системах эти усилители используются из-за их низкой стоимости и компактной конструкции.
- Они используются для усиления звука на телевидении, мобильных телефонах, компьютерах.
- В системах дальней связи, где требуется низкий уровень искажений, используются эти усилители.
- Они используются с громкоговорителями.
- Для усиления радиочастотных сигналов.
- В силовых электронных системах используются двухтактные усилители.
FAQs
1). Почему это называется двухтактным усилителем?
Этот усилитель имеет в цепи два транзистора. Один из транзисторов подталкивает ток к выходу во время положительного полупериода входного сигнала. Другой транзистор подтягивает ток к выходу в течение отрицательного полупериода входного сигнала. Таким образом, усилитель называется двухтактным усилителем.
2). Что такое бесплатный двухтактный усилитель?
Использование трансформатора делает конструкцию двухтактного усилителя громоздкой. Чтобы устранить этот недостаток, на входном каскаде двухтактного усилителя используются два транзистора, NPN и PNP, которые дополняют друг друга. Эта конструкция известна как бесплатный двухтактный усилитель.
3). Что такое 'пуш-пул'?
Двухтактный выходной каскад спроектирован с использованием двух комплементарных транзисторов, которые попеременно питают нагрузку и поглощают ток от нагрузки.
4). Почему используется двухтактный усилитель?
Двухтактный усилитель обычно предпочтителен для усиления сигналов без искажений.
5). Какой усилитель имеет самый высокий КПД?
Двухтактный усилитель класса B имеет наивысший КПД 78,9%.
Помимо транзисторов, в качестве активных элементов в этих усилителях используются электронные лампы. Настоящее время трансформаторы очень редко используются на выходном каскаде усилителей. В симметричном двухтактном режиме каждая выходная пара зеркально отражает другую. Здесь NPN одной половины зеркально отражается с PNP другой. Точно так же существуют квазисимметричные, суперсимметричные, квадратичные двухтактные в зависимости от их выходных цепей. Вот вам вопрос, какова основная функция усилителя?
