Keď sa zvýšila potreba zvukovej komunikácie na veľké vzdialenosti, vznikla potreba zvýšiť amplitúdu elektrických signálov na ich prenos na veľké vzdialenosti. Oddelenia ako telefón a telegrafia, duplexný prenos atď. Prijali rôzne metódy na zosilnenie signálu. Výsledky však zostali neuspokojivé. Bolo to okolo roku 1912, keď bol svet prvýkrát predstavený Zosilňovače . Jedná sa o zariadenia, ktoré sa môžu zosilniť, aby zvýšili výkon vstupného signálu. V skorých zosilňovačoch vákuové trubice boli použité, ktoré boli neskôr v 60. rokoch nahradené tranzistormi. Existuje mnoho typov zosilňovačov založených na aktívnych obvodoch, ktoré sa používajú na ich návrh, na základe ich činnosti atď.… Výkonový zosilňovač je navrhnutý na zvýšenie výkonu dostupného pre záťaž. Push-pull zosilňovač je jedným z výkonových zosilňovačov.
Čo je zosilňovač push-pull?
Push-pull zosilňovač je typ výkonového zosilňovača. Obsahuje dvojicu aktívnych zariadení, napríklad doplnkovú dvojicu tranzistory . Tu jeden tranzistorový zdroj predstavuje napájanie záťaže z kladného napájacieho zdroja a druhý napája prúd zo záťaže na zem.
Tieto zosilňovače sú účinnejšie ako zosilňovače triedy A s jedným koncom. Tranzistory prítomné v tomto zosilňovači sú fázované. Rozdiel medzi výstupmi týchto dvoch tranzistorov je daný zaťažením. Harmonické kmity rovnomerného rádu prítomné v signáli sa vylúčia. Táto metóda znižuje skreslenie prítomné v signáli v dôsledku zložiek nelinearity.
Tieto zosilňovače sa nazývajú zosilňovače push-pull, pretože tu jeden z tranzistorov tlačí prúd v jednom smere, zatiaľ čo druhý ťahá prúd v inom smere. V push-pull zosilňovači jeden tranzistor pracuje počas kladnej polovice signálneho cyklu, zatiaľ čo druhý pracuje počas zápornej polovice.
Schéma zapojenia
Obvod zosilňovača Push-pull obsahuje ako aktívne zariadenia dva tranzistory, tranzistor NPN a PNP. Tieto tranzistory sú fázované. Jeden tranzistor dostane predpätie počas kladnej polovice cyklu signálu, zatiaľ čo druhý počas zápornej polovice cyklu. Na rozdelenie vstupného signálu na dva identické signály o 180 stupňov od fázy sa pri zdroji zosilňovača použije spojovací transformátor T1 so stredovým odbočením.
Tento zosilňovač môže byť konštruovaný v rôznych konfiguráciách, ako sú zosilňovače Push-Pull triedy A, Class-B a Class-AB. Obvody určené pre tieto triedy sú rôzne.
Schéma zapojenia pre push-pull zosilňovač triedy A.
Zosilňovač triedy A obsahuje dva identické tranzistory Q1 a Q2. Terminály vysielača týchto dvoch tranzistorov sú navzájom spojené. Na predpätie tranzistorov sa používajú rezistory R1 a R2. Jeden tranzistor musí byť predpätý počas kladného pol cyklu signálu, zatiaľ čo druhý počas záporného pol cyklu.
zosilňovač triedy-push-pull
Zberné svorky týchto dvoch tranzistorov sú spojené s dvoma koncami primárneho vinutia výstupného transformátora T2. Konce pätice týchto dvoch tranzistorov sú spojené so sekundárnym vinutím vstupného transformátora T1. Napájací zdroj je pripojený medzi stredovým kohútikom primárneho zdroja T2 a emitorovým spojom Q1, Q2.
Zaťaženie je pripojené k sekundáru transformátora T2. Pokojový prúd z Q1 a Q2 preteká v opačnom smere cez polovice primárnej časti T2. Tým sa zruší magnetická saturácia v obvode.
Schéma zapojenia pre push-pull zosilňovač triedy B.
V zosilňovači triedy B nie sú žiadne predpínacie rezistory R1 a R2. Tu sú dva tranzistory predpäté v hraničných bodoch. Tranzistory za ideálnych podmienok nespotrebúvajú žiadnu energiu. Účinnosť Push-Pull zosilňovača triedy B je teda vyššia ako u Push-Pull zosilňovača triedy A.
Schéma zapojenia push-pull zosilňovača triedy AB
Tento obvod je podobný zosilňovaču Push-Pull triedy A. Ale na rozdiel od triedy A v triede AB sú hodnoty predpínacích odporov vybrané tak, aby boli tranzistory Q1 a Q2 predpäté tesne nad rezaním napätia. Toto usporiadanie skracuje čas, počas ktorého budú tranzistory súčasne vypnuté. Teda krížové skreslenie je znížené v zosilňovači triedy AB.
Push-pull zosilňovač pracuje
Koncový stupeň tohto zosilňovača môže prenášať prúd v oboch smeroch cez záťaž. Obsahuje dva fázové tranzistory Q1 a Q2. Vstupný väzobný transformátor T1 rozdeľuje vstupný signál na dve identické polovice, každých 180 stupňov mimo fázu. Jeden tranzistor sa počas pozitívneho pol cyklu predkloní dopredu a prechádza prúdom. Druhý tranzistor zostáva spätne predpätý počas kladného pol cyklu. Táto podmienka sa zmení, keď sa na tranzistory použije záporný polovičný cyklus.
Kolektorové prúdy I1 a I2 z Q1 a Q2 tečú rovnakým smerom cez zodpovedajúce polovice primárnej časti transformátora T2. To indukuje zosilnený výstup vstupného signálu v sekundárnom transformátore T2. Takže prúd vedúci sekundárne od T2 je rozdiel medzi kolektorovými prúdmi tranzistorov.
Výhody
Výstupom zosilňovača push-pull je rozdiel medzi kolektorovými prúdmi dvoch tranzistorov. To eliminuje harmonické na výstupe. Táto metóda tiež znižuje skreslenie. Zosilňovač triedy B má vysokú účinnosť a môže pracovať v podmienkach obmedzeného napájania. Zosilňovač triedy B má jednoduché obvody a jeho výstup neobsahuje ani harmonické. Prekrížené skreslenie je u zosilňovačov triedy AB znížené.
Aplikácie
Niektoré z aplikácií push-pull zosilňovačov sú nasledujúce -
- Tieto zosilňovače sa používajú v RF systémoch.
- V digitálnych systémoch sa tieto zosilňovače používajú kvôli ich nízkym nákladom a menšej konštrukcii.
- Používajú sa na zosilnenie zvuku v televízii, mobilných telefónoch a počítačoch.
- V komunikačných systémoch na veľké vzdialenosti, kde sa vyžaduje nízke skreslenie, sa používajú tieto zosilňovače.
- Používajú sa s reproduktormi.
- Na zosilnenie vysokofrekvenčných signálov.
- V výkonových elektronických systémoch sa používajú zosilňovače push-pull.
Časté otázky
1). Prečo sa nazýva zosilňovač push-pull?
Tento zosilňovač má v obvode dva tranzistory. Jeden z tranzistorov tlačí prúd na výstup počas kladného pol cyklu vstupného signálu. Druhý tranzistor priťahuje prúd smerom k výstupu počas záporného pol cyklu vstupného signálu. Zosilňovač sa teda nazýva push-pull zosilňovač.
2). Čo je bezplatný zosilňovač push-pull?
Vďaka použitiu transformátora je konštrukcia zosilňovača push-pull objemná. Na odstránenie tejto nevýhody sa na vstupnom stupni zosilňovača Push-pull používajú dva tranzistory, NPN a PNP, ktoré sa navzájom dopĺňajú. Tento dizajn je známy ako doplnkový zosilňovač push-pull.
3). Čo je Push-pull?
Výstupný stupeň push-pull je navrhnutý s použitím dvoch doplnkových tranzistorov, ktoré alternatívne napájajú prúdové zaťaženie a absorbujú prúd zo záťaže.
4). Prečo sa používa zosilňovač push-pull?
Na zosilnenie signálu bez skreslenia sa zvyčajne uprednostňuje push-pull zosilňovač.
5). Ktorý zosilňovač má najvyššiu účinnosť?
Zosilňovač triedy B push-pull má najvyššiu účinnosť 78,9%.
Okrem tranzistorov sa ako aktívne prvky v týchto zosilňovačoch používajú aj elektrónky. V dnešnej dobe transformátory sa veľmi zriedka používajú na výstupnom stupni zosilňovačov. Pri symetrickom push-pull sa každý výstupný pár zrkadlí navzájom. Tu sa NPN jednej polovice zrkadlí s PNP druhej. Podobne existujú kvázi symetrické, supersymetrické, štvorcové zákony Push-pull v závislosti od ich výstupných obvodov. Tu je otázka, aká je hlavná funkcia zosilňovača?
