Etaje de amplificare cu legatura inductiva (pe baza transformatorului)

Etaje de amplificare cu legatura inductiva (pe baza transformatorului)

Etajele de amplificare cu legatura inductiva sunt utilizate atunci cand e nevoie de o concordare optimala a rezistentei sarcinei si rezistentei de iesire a etajului de amplificare.

Aceste amplificatoare sunt comparativ scumpe, au caracteristici de frecventa mai rele decat etajele fara transformatoare, deasemenea aceste amolificatoare introduc distorsiuni neliniare considerabile, au o masa si gabarite considerabile.

Insa fara legatura transformatorului nu se poate obtine putere maximala in sarcina. Transmiterea maximala a puterii de la sursa de semnal in sarcina are loc la echilibrul rezistentelor lor. Deaceea daca R_gener si R_s sunt diferite ca valoare, atunci ele sunt concordate cu ajutorul transformatorului pentru care in cazul ideal sunt valabile urmatoarele relatii:

R'_s = R_s / n² ; R'_gener = R_gener n² ; n = w₂ / w₁

R'_s   - rezistenta sarcinii calculata in infasurarea primara a transformatorului;

R'_gener - rezistenta generatorului calculata in infasurarea secundara;

w₂ - numarul de spire in infasurarea secundara;

w₁ - numarul de spire in infasurarea primara.

Dearece in regimul de concordare optimala este necesar sa se respecte relatiile

R'_s = R'_gener ; R'_gener = R_s , coeficientul de transformare pentru concordarea optimala:

n =  R_s / R_gener

In etajele de amplificare sunt posibile conectarea serie si paralela a infasurarilor transformatorului cu tranzistorele.

La conectarea serie infasurarea transformatorului se confecteaza in locul rezistentei sarcinii si prin ea trece curent continuu cat si alternativ (fig.a). Curentul continuu creeaza un flux magnetic continuu.

La conectarea paralela transformatorul este cuplat in circuitul colectorului prin intermediul unui condensator (fig.b). In acest caz prin infasurarile transformatorului nu trece curent continuu.

Schema echivalenta a transformatorului se prezinta in felul urmator:

La calcule folosirea schemei echivalente complete aduce la expresii destul de complicate lucru care complica analiza. Iata de ce deobicei sunt analiza scheme echivalente particulare pentru frecvente joase, medii si inalte, totodata neglijand cu parametrii care nu influenteaza prea mult la procesele din banda de frecventa data.

L₁ - inductanta de magnetizare;

r₁ si r'₂ - rezistente active ale infasurarilor aduse la infasurarea primara;

L_S1 si L'_S2 - inductante de disipol, aduse catre infasurarea primara;

R'_nom - rezistenta care corecteaza paralerile in sistemul magnetic.

Pentru a vedea mai bine care este influenta transformatorului asupra caracteristicelor rezultante a etajului sa analizam cum se modifica coeficientul de amplificare a schemei cu Ecomun la conectare semnalului de intrare si a sarcinii prin transformator. Luam drept exemplu schema de cuplare paralela a transformatorului (fig.b).

Pentru etajul cu Ecomun coeficientul de amplificare dupa tensiune in diapazonul de frecvente medii este:

K_u = h_21E (R_c║ R_s) / (R_gen + R_int)

Daca R_s   si R_gen le vom substitui cu R'_s si R'_gen si daca luam in consideratie ca R'_s >> (r₁+r₂), cat si tensiunea de intrare se modifica de n₂ ori, iar cea de iesire de n₁, vom obtine coeficientul de amplificare urmator:

(R_c║ R_s)

K_u = h_21E n₁ n₂

R'_gen + R_int

Pot fi determinati toti parametrii etajului de amplificare cu transformator substituind in expresii marimile rezistentelor si coeficientilor corespunzatoare determinate din schema echivalenta a transformatorului pentru diapazonul dat de frecvente.

Odata cu dezvoltarea microelectronicii utilizarea transformatoarelor pentru concordarea etajelor practic a incetat. Aceasta este explicat prin lipsa transformatoarelor miniaturizate. Insa la producerea amplificatoarelor selective de frecventa inalta concordanta se foloseste pe larg. In aceste cazuri infasurarea (1) sau cea secundara (2) sau ambele impreuna indeplinesc rolul de contururi LC(fig.a,b).

Rezistenta echivalenta Z conectata in circuitul colectorului depinde de frecventa semnalului. Corespunzator se modofica coeficientul de amplificare a etajului care atinge maximul la frecventa de rezonanta.

K

f_rez f

Pentru micsorarea influentei rezistentei de iesire asupra coeficientului de calitate a conturului, rezistenta Z a circuitului de multe este conectata numai la o parte de spire.

Infasurarea secundara asigura legatura inductiva a conturului cu sarcina. Pentru imbunatatirea selectivizarii ea este pusa uneori in regimul conturului de rezonanta LC, la care se conecteaza rezistenta sarcinii. In anumite cazuri este creat un sistem de contururi de rezonanta legate inductiv, frecventele de rezonanta a carora sunt diferite intre ele.

In asa mod legatura inductiva intre etaje se utilizeaza pentru obtinerea amplificarii maximale in putere si pentru concordarea rezistentelor generatorului si sarcinii.