Однотактные усилители. Динамо-машины.

Динамо-машины Однотактные усилители

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [ 13 ] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

Глава IV

ДВУХТАКТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

До сих пор при выборе схемы и конструкции усилителя низкой частоты мы обращали главное внимание на то, чтобы он усиливал электрический сигнал с минимальными искажениями. Это требование будет оставаться главным и в даль-нейщем, когда мы займемся конструированием сравнительно мощных усилителей, например для радиоузлов. Однако по мере увеличения выходной мощности все большее значение приобретает еще один показатель работы усилителя - его к. п. д.

Этот коэффициент говорит о том, насколько продуктивно усилитель использует электроэнергию для создания мощной копии сигнала. Так, например, если к. п. д. равен 50%, то это значит, что только половина потребляемой энергии превращается в мощную копию сигнала, а вторая половина безвозвратно теряется в различных цепях усилителя, в итоге превращаясь в тепло.

Чем меньше к. п. д., тем большую мощность нужно подвести к усилителю для создания каждого ватта выходной мощности. В нашем примере (к. п. д. = 50%) на каждый ватт

Рис. 52. Чем выше к. п. д. усилителя, тем больше выходная мощность при неизменной потребляемой мощности.

ВЫХОДНОЙ мощности расходовалось 2 вт. При к. п. д. = 25% этот расход увеличивается уже до 4 вт, а потери возрастают до 3 вт. Ясно, что с увеличением мощности усилителя пропорционально возрастает и мощность потерь. Вот почему борьба за высокий к. п. д. приобретает особое значение при разработке мощных усилителей. Важно также повышать к. п. д. и в электронных устройствах небольшой мощности, если они выпускаются большим тиражом. Так, например, если всего на 10% уменьшить мощность, потребляемую каждым телевизором, то в целом по стране это даст гигантскую экономию электроэнергии - примерно 10 миллионов рублей в год! Этой суммы хватит на то, чтобы построить благоустроенные квартиры на 1000-1500 человек.

Наряду с экономией энергии повышение к. п. д. имеет еще одно важное достоинство. Уменьшается потребляемая мощность, и вместе с этим упрощается устройство анодного выпрямителя, фильтров, силового трансформатора. Для радиолюбителя это может иметь первостепенное значение. Так, например, если в вашем распоряжении есть силовой трансформатор мощностью 60 вт, то с его помощью можно питать усилитель мощностью 15 вт, если его к. п. д. составляет 25%, или усилитель мощностью 30 вт с к. п. д. = 50%. Иными словами, при ограниченной потребляемой мощности выходная мощность усилителя будет тем больше, чем экономнее мы научим-

ся расходовать энергию, чем более высокий к. п. д. сумеем получить (рис. 52).

В усилителях НЧ главная арена борьбы за повышение к. п. д. - это анодные цепи ламп выходного каскада. Уменьшить мощность, потребляемую накальными цепями, мы не можем: для данного типа лампы напряжение и ток накала ни при каких обстоятельствах уменьшать нельзя. Экономить энергию, потребляемую в анодных и экранных цепях усилителя напряжения, не имеет особого смысла: на долю этих каскадов приходится сравнительно небольшая часть общего анодного тока, а значит, и небольшая часть мощности выпрямителя. Таким образом, остается единственная возможность заметно повысить к. п. д. всего усилителя - нужно уменьшить мощность, потребляемую в анодной цепи выходной лампы, точнее, повысить соотношение между выходной мощностью и потребляемой. Сейчас нам предстоит выяснить, какие существуют пути для того, чтобы улучшить это соотношение, и в какой степени повышение к. п. д. повлечет за собой рост (а может быть, и уменьшение?) искажений сигнала в выходном каскаде.

А, В и АВ с единицами и двойками

В этой странной, шифрованной записи скрыт секрет повышения к. п. д. усилителя. Ключ к шифру можно узнать, познакомившись с работой усилительного каскада, с теми событиями, которые происходят при изменении анодной нагрузки, смещения, напряжения сигнала, анодного и экранного напряжения- одним словом, при изменении режима лампы.

Еще раз нарисуем упрощенную схему выходного каскада и запишем, чему равна его выходная мощность Рвых и мощность, потребляемая в анодной цепи Рао (рис. 53, /, д, е). Теперь прямо в laquo;лоб raquo; начнем атаку на к. п. д. - попробуем увеличить полезную мощность, повышая переменное напряжение Ui- и переменную составляющую анодного тока /а.

Если увеличить сопротивление нагрузки кз, а это несложно сделать, изменив коэффициент трансформации Грв ,(рис. 49), то одновременно возрастет и напряжение f7a~ (закон Ома: UIR!), Казалось бы, найден путь повышения выходной мощности Рвых. Но, к сожалению, по этому пути мы далеко не уйдем.

Переменное напряжение на нагрузке Uh, складываясь с постоянным анодным напряжением t/ao, определяет напряжение на аноде лампы Ua. Во время положительных

laquo;