Ko se je povečala potreba po zvočni komunikaciji na dolge razdalje, je nastala potreba po povečanju amplitude električnih signalov za njihov prenos na velike razdalje. Oddelki, kot so telefon in telegrafija, dupleksni prenos itd., So sprejeli različne metode za ojačanje signalov, vendar so rezultati ostali nezadovoljivi. Okrog leta 1912 so svet prvič predstavili Ojačevalniki . To so naprave, ki se lahko ojačajo za povečanje moči vhodnega signala. V zgodnjih ojačevalnikih vakuumske cevi ki so jih pozneje v šestdesetih letih zamenjali tranzistorji. Obstaja veliko vrst ojačevalnikov, ki temeljijo na aktivnih tokokrogih, ki se uporabljajo za njihovo načrtovanje, glede na njihovo delovanje itd. Push-pull ojačevalnik je eden izmed ojačevalnikov moči.
Kaj je potisni ojačevalnik?
Push-pull ojačevalnik je vrsta ojačevalnika moči. Vsebuje par aktivnih naprav, kot je komplementarni par tranzistorji . Tu je en tranzistorski napajalnik obremenitev iz pozitivnega napajanja, drugi pa gre za tok od bremena do tal.
Ti ojačevalniki so učinkovitejši od enosmernih ojačevalnikov razreda A. Tranzistorji v tem ojačevalniku so fazni. Razlika med izhodoma teh dveh tranzistorjev je podana obremenitvi. Harmoniki enakomernega reda, prisotni v signalu, se izločijo. Ta metoda zmanjša popačenje v signalu zaradi nelinearnih komponent.
Ti ojačevalniki se imenujejo potisni ojačevalniki, ker tukaj eden od tranzistorjev potisne tok v eno smer, drugi pa tok v drugo smer. V push-pull ojačevalniku en tranzistor deluje v pozitivni polovici signalnega cikla, medtem ko drugi deluje v negativni polovici.
Shema vezja
Vezje push-pull ojačevalnika vsebuje dva tranzistorja, NPN in PNP tranzistor, kot aktivni napravi. Ti tranzistorji so fazni. En tranzistor se med pozitivno polovico cikla signala premakne naprej, drugi pa med negativno polovico cikla. Za razdelitev vhodnega signala na dva enaka signala za 180 stopinj izven faze se na izvoru ojačevalnika uporablja sredinsko priključen transformator T1.
Ta ojačevalnik je lahko izdelan v različnih konfiguracijah, kot so ojačevalniki Push-pull razreda A, razreda B in razreda AB. Vezja, zasnovana za te razrede, so različna.
Shema vezja za potisni ojačevalnik razreda A
Ojačevalnik razreda A vsebuje dva enaka tranzistorja Q1 in Q2. Oddajniške sponke teh dveh tranzistorjev so povezane skupaj. Upori R1 in R2 se uporabljajo za pristranskost tranzistorjev. En tranzistor mora biti med pozitivnim polciklom signala usmerjen naprej, drugi pa med negativnim polciklom.
ojačevalnik class-a-push-pull-pull
Kolektorski terminali teh dveh tranzistorjev so povezani z obema koncema primarnega navitja izhodnega transformatorja T2. Osnovna konca teh dveh tranzistorjev sta povezana s sekundarnim navitjem vhodnega transformatorja T1. Napajanje je povezano med osrednjo pipo primarnega T2 in emiterskim križiščem Q1, Q2.
Tovor je pritrjen na sekundarni transformator T2. Mirovalni tok iz Q1 in Q2 teče v nasprotni smeri skozi polovice primarnega T2. To prekine magnetno nasičenost v vezju.
Shema vezja za potisni ojačevalnik razreda B
V ojačevalniku razreda B ni pristranskih uporov R1 in R2. Tu sta tranzistorja pristranska na mejnih mestih. Tranzistorji v idealnih pogojih ne porabijo moči. Tako je učinkovitost izvlečnega ojačevalnika razreda B večja od izvlečnega ojačevalnika razreda A.
Shema vezij potisnega ojačevalnika razreda AB
To vezje je podobno ojačevalniku razreda A. Toda za razliko od razreda A v razredu AB prednapetostne vrednosti so izbrane tako, da so tranzistorji Q1 in Q2 pristranski tik nad zmanjšanjem napetosti. Ta ureditev zmanjša čas, v katerem bodo tranzistorji hkrati IZKLOPLJENI. Tako se v ojačevalniku razreda AB zmanjša popačenje navzkrižja.
Potisni ojačevalnik deluje
Izhodna stopnja tega ojačevalnika lahko usmerja tok v obe smeri skozi obremenitev. Vsebuje dva protifazna tranzistorja Q1 in Q2. Vhodni sklopni transformator T1 deli vhodni signal na dve enaki polovici, vsakih 180 stopinj izven faze. En tranzistor se med pozitivnim polovičnim ciklom usmeri naprej in odda tok. Drugi tranzistor med pozitivnim polovičnim ciklom ostane vzvratno pristranski. Ta pogoj se spremeni, ko se na tranzistorje uporabi negativni polovični cikel.
Kolektorski tokovi I1 in I2 iz Q1 in Q2 tečeta v isto smer skozi ustrezne polovice primarnega transformatorja T2. To povzroči ojačan izhod vhodnega signala v sekundarnem transformatorju T2. Tako je tok skozi sekundarni T2 razlika med kolektorskimi tokovi tranzistorjev.
Prednosti
Izhod ojačevalnika Push-pull je razlika med kolektorskimi tokovi obeh tranzistorjev. To odpravlja harmonike v izhodu. Ta metoda tudi zmanjša popačenje. Ojačevalnik razreda B ima visoko učinkovitost in lahko deluje v omejenih pogojih napajanja. Ojačevalnik razreda B ima preprosto vezje in njegov izhod ne vsebuje niti harmonikov. Prekomerno popačenje se zmanjša pri ojačevalnikih razreda AB.
Aplikacije
Nekatere aplikacije potisnih ojačevalnikov so naslednje -
- Ti ojačevalniki se uporabljajo v RF sistemih.
- V digitalnih sistemih se ti ojačevalniki uporabljajo zaradi nizke cene in manjše zasnove.
- Uporabljajo se za ojačanje zvoka na televizorju, mobilnih telefonih, računalnikih.
- V komunikacijskih sistemih na velike razdalje, kjer je potrebno majhno popačenje, se uporabljajo ti ojačevalniki.
- Uporabljajo se z zvočniki.
- Za ojačanje radijskih frekvenc.
- V močnostnih elektronskih sistemih se uporabljajo potisni ojačevalniki.
Pogosta vprašanja
1). Zakaj se imenuje push-pull ojačevalnik?
Ta ojačevalnik ima v vezju dva tranzistorja. Eden od tranzistorjev potisne tok proti izhodu med pozitivnim polovičnim ciklom vhodnega signala Drugi tranzistor potegne tok proti izhodu med negativnim polovičnim ciklom vhodnega signala.
2). Kaj je brezplačen potisni ojačevalnik?
Uporaba transformatorja naredi zasnovo potisnega ojačevalnika zajetno. Da bi odpravili to pomanjkljivost, se na vhodni stopnji potisnega ojačevalnika uporabljata dva tranzistorja, NPN in PNP, ki se med seboj dopolnjujeta. Ta zasnova je znana kot brezplačni push-pull ojačevalnik.
3). Kaj je push-pull?
Push-pull izhodna stopnja je zasnovana z uporabo dveh komplementarnih tranzistorjev, ki alternativno napajata tokovno obremenitev in absorbirata tok iz bremena.
4). Zakaj se uporablja push-pull ojačevalnik?
Za ojačanje signalov brez popačenja je ponavadi raje potisni ojačevalnik.
5). Kateri ojačevalnik ima največjo učinkovitost?
Izvlečni ojačevalnik razreda B ima najvišjo učinkovitost 78,9%.
Poleg tranzistorjev se kot aktivni elementi v teh ojačevalnikih uporabljajo tudi vakuumske cevi. Dandanes transformatorji se zelo redko uporabljajo na izhodni stopnji ojačevalnikov. Pri simetričnem potisku vsak izhodni par zrcali drugega. Tu se NPN ene polovice zrcali s PNP druge. Podobno obstajajo navidezno simetrični, super simetrični kvadratni zakoni Push-pull, odvisno od njihovih izhodnih vezij. Tukaj je vprašanje za vas, katera je glavna funkcija ojačevalnika?
