Работа двухтактного каскада в режиме В.

Основным достоинством двухтактного каскада яв­ляется возможность использования экономичного режима В без замет­ных нелинейных искажений. Последнее объясняется свойством двух­тактной схемы компенсировать четные гармоники. Если двухтактный каскад выполнен на однотипных усилительных элементах, то их воз­буждение ведется от источника двухфазного (0° и 180°) напряжения, получаемого от фазоинверсного каскада или трансформатора, вторич­ная обмотка которого имеет вывод от средней точки, соединенной с общим проводом.

Если в рассматриваемый момент времени полярность U_вх1 отрицательная, то V₁ открывается, следовательно коллекторный ток возрастает на некоторую величину , в то время как коллекторный ток второго транзистора уменьшается , так как фазы U_вх1 и U_вх2 отличаются на 180°.

Первичная обмотка выходного трансформатора наматывается в одну сторону и от ее середины делается отвод. Через первичную об­мотку протекают следующие токи: - полный коллекторный ток первого транзистора (рис.10.4.1) и полный коллекторный ток второго транзистора (рис.10.4.2).

Магнитное действие токов и взаимно противоположны, т.к. они протекают в противоположных направлениях. Поэтому результирующее значение магнитодвижущей силы пропорцио­нально разности:

. (10.1)

Разность полных токов удобно рассматривать как некоторый эк­вивалентный намагничивающий ток , (рис.10.4.3.) и представлять как сумму двух составляющих: постоянной и переменной .

Если динамические характеристики совпадают, то ; , .

В момент покоя коллекторные токи транзисторов создают маг­нитные статические поля, равные и взаимно противоположные по нап­равлению, в результате чего постоянное магнитостатическое поле в сердечнике выходного трансформатора отсутствует. Это является важным преимуществом, так как при этом увеличиваетя индук­тивность первичной обмотки, вследсвии чего уменьшается коэффициент и уровень нели­нейных искажений, создаваемых самим трансформатором. Все это поз­воляет снизить массу и габаритные размеры трансформатора. Другим преимуществом является отсутствие четных гармоник и связанных с ними комбинационных частот:

В соответствии с последним выражением разностный ток не содержит четных гармоник, что уменьшает коэффициент нелинейных искажений.

В двухтактных усилителях потребляемый ток I_кср=2i_кmax/p зависит от амплитуды сигнала, рис.10.4.4. При малых амплитудах или отсутствии сигнала I_кср®0. Следовательно, потребляемая мощность незначительна. Вследствие чего двухтактный усилитель мощности по сравнению с однотактным имеет высокую эффективность и экономичность (напомним, что в режиме А потребляемая мощность от амплитуды сигнала не зависит). Поэтому двухтактные каскады в режиме В применяются в аппаратуре с аккумуляторным питанием при любой мощности выходного сигнала.

Рис.10.4. Графики токов в двухтактном каскаде.

Наконец, к числу преимуществ двухтактного каскада следует отнести то обстоятельство, что общий потребляемый ток, протекающий через источник питания, не содержит составляющие основной частоты. Переменные составляющие токов i^¢_к~ и i^¢¢_к~ взаимно компенсируются. Отсутствие в цепи источника питания основной частоты позволяет исключить шунтирующую емкость С_э и уменьшить емкость развязывающего фильтра C_ф. Следует отметить, что указанные преимущества в полной мере реализуются только при симметрии плеч.

В двухтактной трансформаторной схеме в режиме класса "В" без исходного смещения характерны искажения типа «ступеньки» (рис.10.5.).

Рис.10.5. Искажения типа ступеньки.

Для уменьшения этих искажений на базы транзисторов подается не­большое напряжение смещения, равное абсциссе точки пересечения касательной, проведенной через точку, расположенную на прямолинейной части характеристики, с осью абсцисс, рис.10.6.

Рис.10.6. Сопряжение проходных характеристик транзисторов в двухтактном усилителе с исходным смещением и диаграмма тока.