Для получения больших мощностей (от десятков-сотен Вт до десятков-сотен кВт)
усиленных сигналов в полезной нагрузке, а тдкже для улучшения некоторых
качественных параметров выходных каскадов применяются различные схемы
двухтактных каскадов УМ:
а) двухтактные каскады УМ с переходным фазоинвертирующим и выходным
согласующим трансформаторами;
б) двухтактные каскады с дополнительным фазоинверсным каскадом с разделенной
нагрузкой и с трансформаторным выходом;
в) бестрансформаторные двухтактные каскады УМ на транзисторах и др.
Каждая из этих схем имеет свои особенности. Они могут собираться на мощных
усилительных, или генераторных, или газоразрядных лампах, или на транзисторах.
Двухтактные каскады УМ представляют собой два симметрично расположенных
плеча из одинаковых однотактных каскадов, соединенных общими проводниками, с общим источников питания и общим выходом,
работающим на общую нагрузку.
Для увеличения полезной выходной мощности в каждое плечо могут включаться по
две одинаковых параллельно соединенных мощных усилительных лампы.
Двухтактные каскады могут иметь трансформаторную или бестрансформаторную
резистивно-емкостную связь с предоконечным усилительным каскадом.
Они могут работать в любом режиме усиления, то есть в классах А, В, АВ и
соответственное малым или большим КПД (до 10 ÷ 40%). В двухтактных каскадах
увеличивается полезная выходная мощность, отдаваемая в нагрузке, соответственно
режиму работы и количеству усилительных ламп или транзисторов в плече примерно в
два, четыре, восемь и более раз по сравнению с однотактным каскадом УМ. Применение мощных генераторных ламп в двухтактных схемах УМ дает возможность
получить полезную выходную мощность до десятков и сотен кВт.
Кроме того, симметричные трансформаторные схемы (рис. 17, а) двухтактных
каскадов УМ не имеют заземленной точки как для симметричной входной, так и для
выходной цепей, что зачастую является очень важным их преимуществом.
Напряжение смещения на сетки усилительных ламп обоих плеч снимается с одного
общего резистора Rк или подается от специального дополнительного источника. При
этом резистор Rк, через который протекают одинаковые токи обеих ламп
Iк0 — Ia01 +
Ia02, иногда при хорошей симметрии плеч может не шунтироваться конденсатором
Cк.
На графике временных диаграмм (рис. 17, б) показано, что при отсутствии
входного сигнала, когда Uвх = 0, на сетки обеих ламп через вторичные полуобмотки
переходного трансформатора подаются одинаковые по величине отрицательные
напряжения смещения —Uc01 = —Uc02 = —Iк0
* Rк. (Это в режиме класса А или
класса АВ.) При этом в анодных цепях каждого плеча схемы, показанной на рис. 17,
текут одинаковые по величине постоянные составляющие анодных токов
Iа01 = Iа02,
которые при прохождении через первичные полуобмотки выходного трансформатора
имеют противофазные направления.
Вследствие этого их магнитные потоки взаимно компенсируются, а сердечник
трансформатора работает, не подмагничиваясь постоянной составляющей анодных
токов, а также четными гармониками усиливаемого сигнала. Это явление дает
возможность уменьшить габариты, массу, стоимость трансформатора, а также
позволяет осуществлять усиление сигналов на линейном участке кривой
намагничивания сердечника трансформатора с меньшими нелинейными и частотными
искажениями. Уменьшаются также фон переменного тока и влияние внешних помех.
В схеме двухтактного каскада УМ (рис. 17) входной сигнал Uвх = Um вх *
sinώt, подаваемый на первичную обмотку переходного трансформатора Tp1,
трансформируется во вторичные его полуобмотки, с которых снимаются равные по
амплитуде, но противофазные входные напряжения +Uвх1
= — Uвх2, и подаются
одновременно на сетки ламп обоих плеч. При этом результирующие напряжения,
одновременно подаваемые на сетки ламп, будут равны:
При работе в режиме класса АВ1 лампы в плечах двухтактной схемы работают
поочередно, как это иллюстрируется на графике временных диаграмм (рис. 17, б).
Когда в анодной цепи лампы Л1 протекает анодный ток ia1
= Ia01 + Ima
sinώt,
лампа Л2 другого плеча запирается, т. е. iа2 = 0.
В следующий полупериод входного напряжения лампа Л1 запирается (ia1
= 0), а в анодной цепи лампы Л2 протекает анодный ток
ia2 = Ia02 + Ima
* sinώt.
Суммированный, т. е. результирующий переменный анодный ток обеих ламп,
протекающий через две первичные полуобмотки выходного трансформатора (W1 / 2),
вызывает намагничивающую силу трансформатора F = (ia1
+ ia2)
* (W1 / 2), создающую синусоидальный магнитный поток,
индуктирующий во вторичной обмотке W2, в которую включена нагрузка,
синусоидальное выходное напряжение
В.Майоров, С.Майоров - Усилительные устройства на лампах, транзисторах и микросхемах
