Подручја рада
Претрага
48.РЕЖИМ РАДА ПОЈАЧАВАЧА С ОБЗИРОМ НА РАДНУ ТАЧКУ . - ПОЈАЧАВАЧИ КЛАСЕ А

 

Појачавач снаге првенствено треба да обезбеди велику снагу на његовом излазу и да ту снагу преда одговарајућем потрошачу – у овом случају звучнику. Код појачавача снаге сигнали су велике амплитуде (large swings), због чега појачавач ради као нелинеарни елемент. Због тога се ови појачавачи не могу анализирати помоћу линеарног модела већ графички, при чему се користе карактеристике елемената које улазе у њихов састав. У aнализу треба унети ограничење да се ради о аудио појачавачу који ради у фреквентном опсегу од 20 Hz до 20кHz. Разматраће се величина изобличења и коефицијент корисног дејства за разне типове појачавача снаге.

         Појачавачи снаге поделиће се на више врста према положају радне тачке т.ј. услова рада. С обзиром на положај радне тачке разликују се следеће врсте појачавача:

·        појачавач који ради у класи А,

·        појачавач који ради у класи B,

·        појачавач који ради у класи AB и

·        појачавач који ради у класи C.

         Појачавачи снаге који раде у класи А ( сл. 1 ) поседују такве радне услове ( радна тачка и величина улазног сигнала) да радна тачка увек остаје у активној области преносне карактеристике и струја излазног сигнала тече у току целог циклуса трајања улазног сигнала. Излазни сигнал је пропорционалан улазном, при чему је ова пропорционалност линеарна.

Slika_1T.JPG

                               СЛИКА 1

         Појачавачи снаге који раде у класи В имају такве радне карактеристике да им се мирна радна тачка налази на месту где престаје да тече излазна струја ( cutoff ).  На тај начин излазни сигнал једнак је нули у току негативне полупериоде улазно сигнала. Излазна струја тече само за време позитивне полупериоде улазног сигнала.

         Појачавачи снаге у класи АВ имају такве радне карактеристике које су између класе А и класе В. Другачије речено мирна радна тачка појачавача и улазни сигнал су такви да излазна струја тече кроз потрошач у периоду који је већи од једне полупериоде (π) а мањи од две полупериоде. (2π).

         Појачавачи снаге у класи С поседују мирну радну тачку у подручју где не тече излазна струја (cutoff region). Као последица тога излазна струја тече ка потрошачу у периду који је мањи од једне полупериоде улазног сигнала. Излазна струја једнака је нули за период који је већи од једне полупериде улазног сигнала.

 

 

Реализација појачавача снаге у класи А

         На слици 2 приказан је једноставан појачавач који ради у класи А и који производи снагу на отпорнику R1. На поменутој слици  ic  представља укупну тренутну струју колектора транзистораTr. Ic0 представља мирну струју колектора када нема улазног сигнала. Коло не уноси никаква изобличења а излазна снага сигнала је:

Slika_2T.JPG 

СЛИКА 2

P = Uc Ic = Ic RL

 

где су :

         Uc  - ефективна вредност напона на колектору  

       Ic  -  ефективна вредност струје на колектору  

         Појачавачи снаге који раде у класи А имају врло мали степен корисног дејства. Поред тога, пошто раде са малим сигналима њихова излазна снага је релативно мала. Максимални теријски степен корисног дејства код ове класе појачавача η = 25%. Да би се израчунао степен корисног дејства, користе се излазне карактеристике и радна права за транзисторски појачавач ( слика 3).Радна тачка Q дефинисана је са напоном  Uc  и струјом Ic. Једносмерна снага која се уноси у коло је:

Slika_3T.JPG 

СЛИКА 3

Pdc = Ucc Ic

Степен корисног дејства је:

 

η = излазна наизменична снага / једносмерна снага x 100% = (PAC / PDC) x 100%

 

Други важан параметар ове класе појачавача је снага која се дисипује у самом транзистору. Ова снага мора бити мања од максимално дозвољене за коришћени транзистор. Снага која се дисипује у транзистору дата је узразом:

 

Pc = Pdc - PL

gde je:

         Pdc - једносмерна снага која се даје у коло и једнака је Ucc Ic0

         PL – снага која се испоручује потрошачу RL .

       

         Mера доброте појачавача дата је коефицијентом F који је дефинисан са :

 

Fp = максимална снага дисипације транзистора / максимална излазна снага 

или

 

Fp = Рcm / PLm

 

         Максимална снага дисипације транзистора постоји када је излазна снага минимална т.ј. када је  PL =0. Тада је:

Рcm = Ucc Ic / 2 – 0 = Ucc2 RL / 4

 

         Ако је излазна снага појачавача 10 W, транзистор мора имати максимално дозвољену снагу дисипације већу од 20 W. Ово је основна и највећа мана појачавача који раде у класи А.