Симметрией
Максимальная амплитуда напряжения сигнала на выходе оконечного каскада Uвыхт близка к 0.5 Е, а входное напряжение должно быть равно Uвхт= Uвыхт+Uб>0.5Е. Такое напряжение резисторный каскад при источнике питания с напряжением E отдать не в состоянии. Этот недостаток устраняют введением положительной обратной связи (ПОС), для чего верхний вывод резистора 
присоединяют через емкость 
к сопротивлению нагрузки 
, рис.11.2.
Рис.11.2. Бестрансформаторный усилитель с вольтдобавкой.
При этом все выходное напряжение Uвыхт вводится во входную цепь оконечного каскада. Каждое плечо оконечного каскада является эмиттерным повторителем, поэтому выходное напряжение совпадает по фазе с напряжением возбуждения и увеличивает его примерно вдвое. Наличие положительной обратной связи позволяет уменьшить ток сигнала через резистор и снизить необходимое напряжение сигнала на нем. При этом сигнал на входе оконечного каскада получается достаточным для полного использования выходных транзисторов по напряжению, и КПД каскада оказывается близким к теоретическому пределу.
Кроме конденсатора 
в этой схеме необходим еще и резистор 
, который по переменному току присоединен (через , C1 и источник питания) параллельно внешней нагрузке Rн, поэтому сопротивление не должно быть слишком малой величиной, чтобы не шунтировать Rн. Одновременно приходится считаться с тем, что на теряется часть напряжения питания первого транзистора и, с этой точки зрения, необходимо, чтобы << 
. Рассмотренный безтрансформаторный усилитель мощности с положительной обратной связью называют усилителем с вольтдобавкой или с дополнительной симметрией.
Бестрансформаторный усилитель мощности на
Составных транзисторах
При большой выходной мощности подобрать близкие по параметрам и характеристикам пары транзисторов разных структур р-n-р и n-р-n сложнее. Поэтому оконечный каскад строится на составных транзисторах.
Принципиальная схема бестрансформаторного усилителя мощности, имеющего двухтактный каскад с составными транзисторами изображена на рис.11.3.
Рис.11.3. Бестрансформаторный усилитель мощности на составных транзисторах
Оконечный каскад содержит четыре транзистора, причем каждое плечо его представляет составной транзистор. Транзисторы V3 и V5 образуют двойной эмиттерный повторитель, а транзисторы V4 и V6 составляют усилитель со 100% ООС, который обладает примерно теми же параметрами и свойствами, что и двойной эмиттерный повторитель: высокое входное и малое выходное сопротивления, оба плеча схемы выходного каскада не усиливают входное напряжение (К <1) и не меняют его полярность.
Стабилизация положения точек покоя транзисторов оконечного каскада осуществляется диодом V2, на котором создается падение суммарного напряжения смещения. Резисторы 
и Rc являются вспомогательными элементами, которые улучшают стабильность режима, способствуют снижению частотных искажений и несколько выравнивают параметры плеч двухтактного каскада, что приводит к уменьшению нелинейных искажений, обусловленных асимметрией плеч. Сопротивление Rc обычно меньше 1 Ом, так как на них теряется часть выходной мощности; в 5¸10 раз больше входного сопротивления мощного транзистора. Введение ПОС по цепи увеличивает напряжение возбуждения и тем самым повышает КПД усилителя. Для получения высоких качественных показателей в усилителе вводится глубокая ООС по переменному току через резистор Roc, охватывающая весь усилитель. Стабилизация напряжения 0,5 Е0 выходных транзисторов аналогична описанной выше и осуществляется гальванической ООС по постоянному току через резисторы 
и 
. Конденсатор 
служит для устранения ООС по переменному току.
Усилитель с бестрансформаторным выходом обладает весьма высокими качественными показателями. Частотные искажения в области низких частот в данной схеме незначительны благодаря непосредственной связи между каскадами. В области верхних частот искажения определяются в основном мощными транзисторами оконечного каскада.
Достаточно глубокая общая ООС уменьшает нелинейные искажения и улучшает остальные качественные показатели усилителя в целом. Выходное сопротивление такого усилителя становится ничтожно малым. Это весьма благоприятно сказывается на работе акустической системы радиовещательной аппаратуры.
Лекция №12
Курсовое проектирование