ISŠT Mělník
Číslo projektu
CZ.1.07/1.5.00/34.0061
Označení materiálu
VY_32_ INOVACE_C.3.20
Název školy
Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, 276 01 Mělník
Autor
Ing.František Moravec
Tematická oblast
Základy elektrotechniky
Ročník
2ME
Anotace
Zesilovače
Metodický pokyn
Frontální vyučování doplněné metodou průběžného kladení otázek pro objasnění probírané látky, po výkladu následuje zpětnovazební test pro ověření a zpevnění vyložené látky
Zhotoveno
květen 2012
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
Zesilovače IV.– NF zesilovače Tranzistorové dvojčinné (třída AB a B) I) S transformátory • •
•
Díky dvojčinným koncovým zesilovačům lze snadno získat velký výkon a účinnost při malém zkreslení Pro svojí činnost vyžadují tyto zesilovače, aby koncové tranzistory byly buzeny signály posunutými o 180. Tento požadavek splníme např. použitím vstupního transformátoru s uzemněným středem sekundárního vinutí Jeho nevýhodou jsou velké rozměry, cena a navíc frekvenční omezení přenášeného pásma
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
Zesilovače IV.– NF zesilovače Praktická zapojení – 2.1 Tranzistorový dvojčinný NF zesilovač s transformátory v praxi (třída AB)
MF část
NF část
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
Zesilovače IV.– NF zesilovače Tranzistorové dvojčinné (třída AB a B) II) Bez transformátorů •
•
•
• • • •
Použití výrobně a finančně náročných transformátorů lze u nf zesilovačů vhodným zapojením „obejít“. Tím se nejen zjednoduší a zlevní výroba zesilovače, ale navíc se dosáhne zmenšení jeho rozměrů a hmotnosti a ceny Pro všechna taková zapojení zesilovačů je společné to, že každou půlvlnu vstupního signálu zesiluje jeden z dvojice tranzistorů samostatně a na výstupu zesilovače získáme zesílený signál kompletní - tj. obě půlvlny Přechodové zkreslení, které se může při nedokonalém spojení obou půlvln v koncovém stupni objevit, se snažíme eliminovat - zejména nastavením pracovní třídy s určitým klidovým proudem (např.AB) Schéma zapojení je závislé na tom, zda A) dvojici koncových tranzistorů se stejnými vlastnostmi : má opačnou polaritu (PNP+NPN) „komplementární zapojení“ má stejnou polaritu (NPN+NPN popř. PNP+PNP) „kvazikomplementární zapojení“ B) napájecí zdroj je : symetrický ( +, 0, - ) => „s vyvedeným středem“; zátěž je proti tomuto středu nesymetrický ( +, - ) => klasický; zátěž se připojuje přes kapacitu PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
Zesilovače IV.– NF zesilovače Tranzistorové dvojčinné (třída AB a B) a) Nf zesilovač dvojčinný – s invertorem • •
Díky dvojčinným koncovým zesilovačům lze snadno získat velký výkon a účinnost při malém zkreslení Pro svojí činnost vyžadují tyto zesilovače, aby koncové tranzistory byly buzeny signály posunutými o 180. Tento požadavek splníme tentokrát použitím invertoru; což je speciální zapojení tranzistoru, umožňující získat zmíněný požadavek při menších rozměrech, hmotnosti a ceně, než jakou nabízelo předchozí zapojení s transformátorem
* Rezistory zajistí, že Ic > 0 Zesilovač pracuje ve třídě AB a tím se odstraní zkreslení PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
Zesilovače IV.– NF zesilovače Tranzistorové dvojčinné (třída AB a B) Invertor => náhrada budícího (vstupního) transformátoru • •
•
•
•
Vstupní transformátor na jedné straně otáčí fázi vstupního signálu o 180° (invertuje) a na druhé straně je signál pouze převeden - bez otočení fáze Protože je transformátor výrobně náročný, a vzhledem k měděnému vinutí, i drahou záležitostí, je nahrazován zvláštním zapojením tranzistoru – tzv. „invertorem“ Invertor Zapojení zesilovače SE ( se společným emitorem ) a se ziskem AU = 1, které obrací fázi (invertuje ji) a zároveň zesilovače SK (se společným kolektorem), které ji neobrací (neinvertuje). Na stejně velkých pracovních rezistorech RE a RC tak vznikají, vzhledem k zemi, dvě stejná napětí, jejichž fáze je vzájemně posunuta o 180°- jsou v protifázi Invertor se používá pro buzení dvojčinných zesilovačů, kde nahrazuje (vstupní) budící transformátor PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
Zesilovače IV.– NF zesilovače Tranzistorové dvojčinné (třída AB a B) b) Nf zesilovač dvojčinný v komplementárním zapojení •
•
• •
Při použití tzv.doplňkové (komplementární) dvojice tranzistorů lze vynechat i „invertor“ V tomto zapojení jsou použity dva tranzistory naprosto stejné (mají stejné zesílení, výkon, odpor a ostatní parametry), lišící se pouze typem vodivosti jeden je typu PNP a druhý NPN Přivedeme-li na spojené báze sinusový signál, každý tranzistor si vybere "svoji" půlvlnu. Proud prochází střídavě jedním a pak druhým tranzistorem. V místě spojení emitorů, vzniká opět kompletní střídavé napětí. Odtud se odebírá výkon. Zátěž (reproduktor) musí být, v případě že nemáme k dispozici symetrické napájení, od země oddělena kondenzátorem. Jinak by způsobila zkrat přes výstupní tranzistor T2. Střídavý proud však přes kondenzátor do zátěže (reproduktoru) projde
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
Zesilovače IV.– NF zesilovače Praktická zapojení – 2.2 NF zesilovač dvojčinný s komplementárním zapojením v praxi
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
Zesilovače IV.– NF zesilovače Tranzistorové dvojčinné (třída AB a B) c) Nf zesilovač dvojčinný v kvazikomplementárním zapojení •
Protože u komplementárních tranzistorů je obtížné vybrat dvojice se zcela stejnými vlastnostmi, používají se tzv. kvazikomplementární zapojení se společným kolektorem. Komplementární dvojici o malé kolektorové ztrátě použijeme k buzení koncového stupně o mnohem větším výkonu, je-li koncový stupeň v sériovém zapojení. Na obr. působí dvojice T1 a T2 jako proudové zesilovače pro koncové tranzistory T3 a T4
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
Zesilovače IV.– NF zesilovače Praktická zapojení – 2.3 NF zesilovač dvojčinný v kvazikomplementárním zapojení v praxi
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
Zesilovače IV.– NF zesilovače Tranzistorové dvojčinné (třída AB a B) d) Nf zesilovače dvojčinné různé varianty zapojení
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
Zesilovače IV.– Praktická zapojení Elektronkové dvojčinné (třídy AB a B) • Uvedené zapojení se používá pro získání větších výkonů u zesilovačů v PA (koncových stupních). • Každou půlvlnu vstupního signálu zesiluje jedna z dvojice elektronek a na výstupu zesilovače získáme zesílený kompletní signál - tj. obě půlvlny
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
Zesilovače IV.– NF zesilovače Praktická zapojení – 2.4 Elektronkový dvojčinný NF zesilovač s transformátory v praxi
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
Test - 20 1.
Načrtněte schéma a vysvětlete princip tranzistorového dvojčinného koncového zesilovače: a) s transformátory b) s invertorem
2.
Načrtněte schéma a popište princip funkce dvojčinného koncového zesilovače s tranzistory v zapojení: a) komplementárním b) kvazikomplementárním
Řešení: DUM - VY_32_ INOVACE_C.3.20 str. 2 - 13 PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
ISŠT Mělník Použitá literatura: [1] „Příručka pro elektrotechnika“ – Ing.Klaus Tkotz a kol., vydalo nakladatelství Europa-Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2006 (ISBN 80-86706-13-3) [2] „Praktická elektrotechnika“ – Petr Bastian a kol., vydalo nakladatelství Europa-Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2004 (ISBN 80-86706-07-9) [3] Volně šířené a dostupné firemní prezentační materiály a prodejní katalogy výrobců polovodičových součástek a finálních výrobků [4] Archiv autora
Seznam zdrojů obrázků na jednotlivých stranách prezentace: 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
[4] [4],http://www.ebastlirna.cz/modules/Forums/files/doris-b_123.png [4] [4] [4] http://engel.ic.cz/projekty/tw40.gif , http://engel.ic.cz/projekty/ultiamp_by_peen.pdf_Obr.11 http://moryst.sweb.cz/elt2/stranky1/elt025.htm http://hellweb.loose.cz/school/elt/!25_soubory/image091.png, [4] [4] [4] http://www.kutloch.cz/Ampl/pp84/s1.gif, [4]
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz