05 Pojacavaci 3

1

ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић

КЛАСЕКЛАСЕ ПОЈАЧАВАЧАПОЈАЧАВАЧА

2


КАРАКТЕРИСТИКЕКАРАКТЕРИСТИКЕПОЈАЧАВАЧКИХПОЈАЧАВАЧКИХ ЕЛЕМЕНАТАЕЛЕМЕНАТА

iA

uG

uA = const

GA

K

iC

uBE

UBET

B

E

C

ID

UGS

IDSS

0UGS(OFF)

G

S

D

КАРАКТЕРИСТИКАКАРАКТЕРИСТИКА ПРЕНОСАПРЕНОСАПОЈАЧАВАЧКОГПОЈАЧАВАЧКОГ ЕЛЕМЕНТАЕЛЕМЕНТА ЈЕЈЕ НЕЛИНЕАРНАНЕЛИНЕАРНА

3


β

IC (A)1010,10,01

120

180

60

240

T=25 °CB

E

C

4


IC(mA)

IB(µA)

мирна радна тачка

(QUIESCENT POINT)

улазни сигнал (побуда)

излазни сигнал (одзив)

t

t

Q

β=1000

ГРАФИЧКАГРАФИЧКА АНАЛИЗААНАЛИЗАB

E

C

5


Y

X

линеарна апроксимација

Y=X


улазни сигнал (побуда)

излазни сигнал (одзив)

МАЛИСИГНАЛ СЕ

ВЕРНОПРЕСЛИКАВА

ВЕЛИКИСИГНАЛ ЈЕИЗОБЛИЧЕН

ЛИНЕАРНИЛИНЕАРНИ МОДЕЛМОДЕЛ ВАЖИВАЖИ САМОСАМО УУ ДОВОЉНОДОВОЉНО МАЛОЈМАЛОЈОКОЛИНИОКОЛИНИ МИРНЕМИРНЕ РАДНЕРАДНЕ ТАЧКЕТАЧКЕ -- заза малемале сигналесигнале

ИЗОБЛИЧЕЊАИЗОБЛИЧЕЊА

АА > > АА

УЛАЗУЛАЗ

ИЗЛАЗИЗЛАЗ

6


Y

X

A=1

A=1,5

A=2

xmaxymaxA

∆∆

=

2=A 5,1=A 1=A

tsinXtx ω∆ =)(

1=X 2=X 4=X

““ПОЈАЧАЊЕПОЈАЧАЊЕ””

ИЗЛАЗ УЛАЗ

7


iO

uI

““ПОЈАЧАЊЕПОЈАЧАЊЕ”” ЗАВИСИЗАВИСИОДОД АМПЛИТУДЕАМПЛИТУДЕСИГНАЛАСИГНАЛА !!

ПРИПРИ ВЕЛИКИМВЕЛИКИМАМПЛИТУДАМААМПЛИТУДАМА ““ЛИКЛИК”” ЈЕЈЕИЗОБЛИЧЕНИЗОБЛИЧЕН

НЕЛИНЕАРНОСТНЕЛИНЕАРНОСТ КАРАКТЕРИСТИКЕКАРАКТЕРИСТИКЕ ПРЕНОСАПРЕНОСАПОЈАЧАВАЧКОГПОЈАЧАВАЧКОГ ЕЛЕМЕНТАЕЛЕМЕНТА ЈЕЈЕ ШТЕТНАШТЕТНА::

......АА МОЖЕМОЖЕ БИТИБИТИ ИИКОРИСНАКОРИСНА!!

8


( ) ( ) nnOOO uauauaIuiui ...2

21* +++=≅

iO

uI

( ) tUtu ωcos=

( ) tUatUatUaIti nnnOO ωωω cos...coscos 22

21 +++=

( ) tnItItIIti nOO ωωω cos...2coscos 21 ++++=

ХАРМОНИЦИХАРМОНИЦИ!!

ТРИГОНОМЕТРИЈСКИРЕД

9


x(t)=Xsin ωt

филтер пропусник опсега

учестаности

y = xn y

z(t)=Zsin nωt

ωc = nω

МНОЖАЧМНОЖАЧУЧЕСТАНОСТИУЧЕСТАНОСТИ

КУЛ,

““ГЕНЕРАТОРГЕНЕРАТОРФУНКЦИЈЕФУНКЦИЈЕ””

10


ИНВЕРТУЈУЋИ ПОЈАЧАВАЧ

RO

UPX

u UPY

uO

АНАЛИЗААНАЛИЗА

11


( ) tUtu ωcos=


IC

UCE

радна област

ICM

UCC

област засићења

хипербола снаге

област пробоја

UCEQ

ICQ

RC

UBB

u UCC

uO

C

CECCC R

uUi

−=


2CC

CEQUU =

C

CCCQ R

UI2

=

ugi mc =

ccceo iRuu −==

cmO

u Rgu

uA −==

Максимална амплитудасигнала на улазу ?

УКУПНАУКУПНАСТРУЈАСТРУЈА

000 =→=→= )()()( oc tutitu

Малисигнали

CEO uu =

АНАЛИЗААНАЛИЗА

12

ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић RC

UBB

u UCC

uOC

CECCC R

uUi

−=

CEoffCCCCECEsat IRUuU −≤≤


2CC

CEQUU =

C

CCCQ R

UI2

=ugi mc =

cco iRu −=

cmO

u Rgu

uA −==

( ) ( ) BETBBBE UtuUtu >+=

радни опсег

CQC

CCC I

RU

i 20 =≤≤

ciIi += CQC00 ≠→≠ )()( c titu

одзив на побуду

13


RC

UBB

u UCC uO

BETBB UU >)()( CQC tiIti c+=

)()( tuUtu BEQBE +=

)()( CEQO tiRUtu cC−=

)()(o tiRtu cC−=

( ) tUtu ωsin=

ПОБУДАПОБУДА ОДЗИВОДЗИВ

14


BETBB UUU −< BETBB UUU −= BETBB UUU −>

( )tuBE

( )tiC

( )tuCE

RC

UBB

u UCC uO

BETU

CQI

2CC

CEQU

U =

BBU

tsinUtu ω=)(

CCU

CQI2

BETBB UU >

CQC II 20 <<

15


UBB

u UCC

uOМИРНА РАДНА ТАЧКА

2CC

CEQUU =

C

CCCQ R

UI2

=

C

CCCQCCQ R

UIUP

2

2==

TQC

CCRQ P

RU

P ==4

2

000 =→=→= )()()( oc tutitu

ПОДЕШЕНЕПОДЕШЕНЕ ВРЕДНОСТИВРЕДНОСТИ

СНАГАСНАГА

ДИСИПАЦИЈАДИСИПАЦИЈА UIP =

ИЗВОРИЗВОР ОТПОРНИКОТПОРНИК

RTQ PPP +=

C

CCCQ

CCCQRQRQ R

UI

UIUP

42

2

===

ТРАНЗИСТОРТРАНЗИСТОРC

CCCQ

CCCQCEQTQ R

UI

UIUP

42

2

===

C

CCQ R

UP

2

2=

16


UBB

u UCC

uO

2CC

CEQUU =

C

CCCQ R

UI2

=

C

CCCQc R

UIIimax c 2

===

( )tuCE)()( CQC tiIti c+=

CQC Iimax 2=

00 ≠→≠ )()( c titutsinUtu ω=)(

tsinUUtu BBBE ω+=)(

BETBB UUU −<∴ tinIIti c ωs)( CQC +=

17


UBB

u UCC

uO

QPP =

∫∫ ==TT

dttituT

dttpT

P00

)()(1)(1

СНАГА ИЗВОРА

( )tuCE

tsinUtu ω=)(

tinIIti c ωs)( CQC +=

tinIRUtutu cC ωs)()( CEQCEO −==

C

CCCQCC R

UIUP

2

2==

∫∫ +==T

CQCC

T

CCC dttIIT

UdttiUT

P00

11 ]sin[)( c ω

18


UBB

u UCC

uO

44

2Q

C

PR

UPmax == CC

O %)25(25,0==PPOη

( )tuCE

КОРИСНА СНАГА

СТЕПЕН ИСКОРИШЋЕЊА

tsinUtu ω=)(

tinIRtu cmC ωs)(o =

tinIti cm ωs)(c =

∫=T

coO dttituT

P0

1 )()(

∫ ⋅⋅=T

cmcmO dttsinItsinUT

P0

1ωω

ceffceffcmcmO IUIUP ==21

C

CCCQ R

UIIcm 2

==

2CC

CEQcmU

UU ==

2cmI

I =ceff

19



uo

Y1X1

Z1

UXP UYP

Трансформаторска спрегапобољшава однос

корисне (пренете) и уложене(утрошене) снаге

повећава степен искорипћења

20

ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић uC

uB

UCC

UBET – UBB

UCC/2 транзистор у засићењу

транзистор закочен

UBB – UBET

uI uO

+US

-US

-A

uo

u

US

-US


uI uO

+UCC

-A

21

ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић НЕИНВЕРТУЈУЋИНЕИНВЕРТУЈУЋИ ПОЈАЧАВАЧПОЈАЧАВАЧ

RE

u UCC

UCCuЕ

uB

UCC

UBET

22

ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић НЕИНВЕРТУЈУЋИНЕИНВЕРТУЈУЋИ ПОЈАЧАВАЧПОЈАЧАВАЧ

RE

u -UCC

uОr

UCC

-UCC

uЕ uB

-UCC

23

ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић КЛАСЕКЛАСЕ ПОЈАЧАВАЧАПОЈАЧАВАЧА

u

i

u

i

u

i

Са становишта преноса сигнала, најповољнији је режим рада у којемструја протиче кроз појачавачки елемент током целе периодепобудног сигнала. Угао протицања је 2π (360 ˚, 100%). Ако се можезанемарити нелинеарност карактеристике у радном опсегу, изобличења нема, али је искоришћење мало (степен искоришћења неможе бити већи од 25%).

Угао одсецања (провођења θ).θ = 180 ˚θ = 360 ˚ θ < 180 ˚

24

ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић КЛАСЕКЛАСЕ ПОЈАЧАВАЧАПОЈАЧАВАЧА

BETBB UUU += BETBB UUU +< BETBB UU = BETBB UU <

( )tuBE

( )tuCE

А AB B C

Класа појачавача зависи одположаја мирне радне тачке и амплитуде сигнала.

25



минимално оптерећењепојачавачких елемената

прекидачки режим радаD

још већа изобличења, joш већистепен искоришћења (≈100 % када је у излазном делурезонантно коло које представљакратак спој за хармонике излазнеструје).

радна тачка у активној областитоком интервала који је мањи одполовине периоде (θ < 180 ˚)

C

велика изобличења, теоријскистепен искоришћења 78,5 %

радна тачка у активној областитоком половине периоде(θ = 180 ˚)

B

минимална изобличења, малистепен искоришћења, теоријски25 %(трансформаторска спрега 50%)

радна тачка у искључиво уактивној области(θ = 360 ˚) .

А

26


AA


ABAB

BB

CC

областобласт закочењазакочења

27



Појачавачи класе C се примењују за појачање сигналависоких учестаности, у емисионим постројењима, снагереда величине неколико стотина kW

Активни елементи уу појачавачимапојачавачима класекласе DD раде каопрекидачи. Као информациони параметар поворкe правоугаоних импулса може се користитибездимензиона величина, θ, одређена односом трајања(ширине) импулса и периоде њиховог понављања

10, ≤≤= ϑθT

TH

TH

T

28

ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић Спрезањем (нелинеарних) појачавача у

класи B може се остварити (линеарни) појачавач у класи А.

Симетричан појачавач са трансформаторском спрегом

uo

Y1+u

-u

X1

Y2

X2

Z1

Z2

UPY UPX

Појачавачки елемент А1 (цев, транзистор или група транзистора) водиза време позитивне полупериоде улазногсигнала, када је закочен појачавачкиелемент А2, који се побуђујеинвертованим сигналом. За временегативне полупериоде појачавачкиелемент А1 је закочен, а А2 води.

29


ПОЈАЧАВАЧПОЈАЧАВАЧ САСАКОМПЛЕМЕНТАРНИМКОМПЛЕМЕНТАРНИМ

ЕЛЕМЕНТИМАЕЛЕМЕНТИМА

uo

+U

-U

u

А1

А2

u

iO

i2

i1

Комплементарни појачавачки елементи у класи B. Појачавачкиелемент А1 (транзистор или група транзистора) води за времепозитивне полупериоде улазног сигнала, а комплементарнипојачавачки елемент А2 за време негативне полупериоде улазногсигнала. (push-pull)

⎪⎩

⎪⎨⎧

<

≥=

00

0)(1

uза

uзаRu

ui⎪⎩

⎪⎨⎧

<

≥= 0

00)(2 uза

Ru

uзаui uuO =

30


ПОЈАЧАВАЧПОЈАЧАВАЧ САСАКОМПЛЕМЕНТАРНИМКОМПЛЕМЕНТАРНИМ

ТРАНЗИСТОРИМАТРАНЗИСТОРИМА

u

uO

uo

RLT2

T1

+US

-US

u

УЛАЗ

ИЗЛАЗ

crossover distortion

31


НЕОИНВЕРТУЈУЋИНЕОИНВЕРТУЈУЋИПОЈАЧАВАЧПОЈАЧАВАЧ САСА

КОМПЛЕМЕНТАРНИМКОМПЛЕМЕНТАРНИМТРАНЗИСТОРИМАТРАНЗИСТОРИМА

u

uO

uo

RLT2

T1

+U

-U

u u

uO

uo

RLT2

T1

+US

-US

u

УЛАЗ

ИЗЛАЗ

crossover distortion

05 Pojacavaci 3

Documents

Transcript of 05 Pojacavaci 3