Struktura

Jednočinné zesilovače

Jednočinné zesilovače

Nízkofrekvenční jednočinné koncové výkonové zesilovače jsou zesilovače, které pracují výhradně v zapojení se společným emitorem, neboť toto zapojení má největší výkonové zesílení. Tyto zesilovače využívají maximální část své amplitudové charakteristiky. Od zesilovačů velkých signálů se požaduje maximální výstupní výkon P2 a maximálně velká účinnost η, minimální nelineární zkreslení kn a potřebná šířka pásma B. Zesilovač musí pracovat v A třídě a má proto malou účinnost.

Pro zesilování větších výkonů se proto používají zesilovače dvojčinné.

Obr. 1: Jednočinný zesilovač

 

Ukázka návrhu jednočinného zesilovače

Nízkofrekvenční jedočinný zesilovač třídy A

Pracovní bod je v této třídě umístěn zhruba uprostřed lineární části převodní charakteristiky (obr. 2, část C). Zesilovač v této třídě má malé nelineární zkreslení kn a malou účinnost (ideálně 50%, v praxi cca 35 - 45%). Tato třída se v podstatě používá výhradně pro jednočinné zesilovače.

Nízkofrekvenční jednočinný zesilovač - popis

Nízkofrekvenční jednočinné koncové výkonové zesilovače jsou zesilovače, které pracují výhradně v zapojení se společným emitorem ve třídě A. Tyto zesilovače využívají maximální část své amplitudové charakteristiky. Od zesilovačů velkých signálů se požaduje maximální výstupní výkon P2 a maximálně velká účinnost η, minimální nelineární zkreslení kn a potřebná šířka pásma B.

Obvyklá zátěž zesilovače (např. reproduktor) má malou vnitřní impedanci. Výstupní transformátor tuto malou impedanci transformuje zpět do kolektoru tranzistoru jako zdánlivé Rc s vyšší hodnotou impedance vhodnější pro provoz tranzistoru. 

Základní zapojení nízkofrekvenčního jednočinného zesilovače je na následujícím obrázku (obr.2, část A).

 

Obr. 2 Nízkofrekvenční jednočinný zesilovač třídy A - schéma a ukázka umístění pracovního bodu

Nepřichází-li do zesilovače vstupní signál, prochází zesilovačem pouze klidový stejnosměrný proud Icp, kterým vznikne na kolektoru tranzistoru T napětí Ucp. Těmito hodnotami je určena poloha klidového pracovního bodu Po (obr. 2, část B) a tím i popř. poloha stejnosměrné zatěžovací přímky Rss. Současně tyto parametry určují polohu klidového pracovního bodu Po (obr. 2, část C) přibližně uprostřed lineární části přechodové charakteristiky.

Volba pracovního bodu Po je omezena maximální kolektorovou ztrátou Pcmax (hyperbolou kolektorové ztráty), přípustným maximálním proudem Icmax, maximálním napětím kolektor - emitor Ucemax, odporem vstupního a výstupního vinutí transformátoru (r1 a r2) a kolektorovými charakteristikami tranzistoru.

Dynamická zatěžovací přímka Rdyn je určena odporem zátěže Rz a odporem vinutí transformátoru r1 a r2.

Aby nedocházelo ke zkreslení výstupního proudu a napětí omezením na tranzistoru, můžeme volit maximální rozkmit obou těchto obvodových veličin pouze v následujícím maximálním rozmezí:

Polohu klidového bodu tranzistoru volíme nejlépe uprostřed maximálního rozkmitu:

Hodnoty napětí Ucp a proudu Icp nám vymezují ve výstupní charakteristice zesilovače obdélník (obr. 2, část B), jehož polovina (tj. trojúhelník) určuje výstupní výkon P2 zesilovače. Účinnost však není ideálních 50%, ale cca 35 až 45%.

Nízkofrekvenční jednočinný zesilovač - vlastnosti, užití:

Vlastnosti: budící signálové napětí > 1V; procházející proudy cca jednotky A; malé nelineární zkreslení; malá účinnost (ideálně 50%, v praxi cca 35 - 45%).

Užití: koncové výkonové zesilovače v různých přístrojích

 

Zdroje

Obrázky

  • Obr. 1: Autor neznámý. Jednočinný zesilovač [online]. [cit. 2012-09-27]. Dostupný na WWW: http://www.barts.cz/index.php/elektronika/obvody/11-zesilovace2?start=2.
  • Obr. 2: Autor neznámy. Nízkofrekvenční jednočinný zesilovač třídy A - schéma a ukázka umístění pracovního bodu [online].cit. [2015-05-23]. Dostupný na  WWW: http://dlabos.wz.cz/en/NF_jednocinny_zesilovac_velkeho_signalu.html
Logolink