Chương 5: KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM TẦN Khuếch đại công suất tuyến tính âm tần (Kđại csuất lớp A CE, Kđại csuất ghép biến áp) Nội dung  Giới thiệu  Khuếch đại công suất lớp A kiểu chung cực E (common-emitter)  Mạch khuếch đại ghép biến áp (transformer-coupled)  Khuếch đại công suất đẩy kéo (push-pull) lớp B Mục tiêu yêu cầu khuếch đại công suất  Cung cấp đủ công suất cho tải cách kinh tế bảo đảm cầu sau: đặc tính theo yêu  Kích thước  Trọng lượng  Điện áp nguồn cung cấp  Méo dạng … nhiều cách để đạt  Người thiết kế phải kết hợp thiết kế tối ưu  Transistor sử dụng giới hạn vùng hoạt động có ích không gây phá hủy nhiệt Phân Lớp A +Tuyến tính +Hiệu suất thấp loại khuếch đại Lớp AB +Tuyến tính với kiểu mạch pushpull +Hiệu suất trung bình công suất Lớp B Lớp C +Phi tuyến +Hiệu suất cao, dùng mạch cao tần Nội dung  Giới thiệu  Khuếch đại công suất lớp A kiểu chung cực E (common-emitter)  Mạch khuếch đại ghép biến áp (transformer-coupled)  Khuếch đại công suất đẩy kéo (push-pull) lớp B Mạch khuếch đại ghép kiểu chung điện cực cảm, lớp A E Mạch khuếch đại lớp A ghép Sơ đồ tương đương điện cảm chung cực E Ac load line vce =− ic RL = iL RL ⇒ ic = − vce RL ⇒   iC − I CQ = − ( vCE −VCEQ) Các đường tải Tầm dao động điện áp vCE Tính toán công suất Công suất nguồn cung cấp =V P ≈ I CC CC VCC R CQ L Công suất truyền đến tải 2 I Lm RL P L= = 2 I Cm RL 2 = P I CQ RL L ,max Công suất = VCC 2RL tiêu tán cực C P C = P CC L = −P VCC − I cm RL RL Hiệu suất C ,min P = VCC       I Cm (VRL /I 2)   2I cm I η= 2RL C ,max = CC CEQ PPL CQ = CC CQ  CQ   Đường hyperbol tiêu tán C Transistor có thông số quan trọng sau (được cho nhà sản xuất): + Công suất tiêu tán cực đại cực C + Dòng chịu đựng cực đại + Điện áp chịu đựng cực đại Trong thiết kế giá trị ko giới hạn cho phép (thường nhân với hệ số suy giảm) 2VCC ≤ BVCEO 2I CQ ≤ max iC cực đại cực Đường hyperbol tiêu tán cực đại cực C: ví dụ Nội dung  Giới thiệu  Khuếch đại công suất lớp A kiểu chung cực E (common-emitter)  Mạch khuếch đại ghép biến áp (transformer-coupled)  Khuếch đại công suất đẩy kéo (push-pull) lớp B Mạch kđại công suất ghép ' biến RL = N RL  Điện trở tải RL phản ánh qua biến áp trở thành RL’ áp Các đường biến áp  Đường tải tải mạch mạch kđ ghép biến kđại csuất áp giống đường tải mạch kđ ghép cuộn cảm-tụ điện, thay RL RL’  Tính toán công suất giống tính toán cs mạch kđ ghép cuộn cảm-tụ điện ghép Nội dung  Giới thiệu  Khuếch đại công suất lớp A kiểu chung cực E (common-emitter)  Mạch khuếch đại ghép biến áp (transformer-coupled)  Khuếch đại công suất đẩy kéo pull) lớp B (push- Khuếch đại đẩy-kéo (Push-pull amp.) iL = N (iC1 − iC ) Méo xuyên tâm (crossover distortion) Crossover distortion Xác định iC v CE =− đường tải R v ' L CE =V CC + Nv L Tính toán công Công suất suất (1) nguồn cung cấp 1  T/2 ∫ PCC = VCC  T  2 =  P CC ,max π CC [iC (t ) + iC −T / V R' (t )]dt 2V  =   π  V CC L  πR ' 2= CC L  VCC I cm Tính toán công suất (2) Hiệu suất Công suất truyền đến tải I Lm P L= R L I N R ' cm = 2 = P L ,max 2R CC η= VCC ' R' I P L L = P L Công suất tiêu tán cực (2 / π )V 2P = P − P =  C CC PC ,max L = ' I V 2 ≈ 78.5% cm '  4 R I L cm − π V VCC   CC       ≈ 0.1  2 CC cm   I  '   I cm  VCC =    ' π  I   cm =  CC L cm π C η max =  2   V /R '   CC L  Sự thay đổi công suất hiệu suất khuếch đại đẩy kéo lớp B Khuếch đại đẩy kéo Phân cực nguồn VBB => Mục tiêu: tránh méo xuyên tâm với nguồn Phân cực phân chia áp điện trở cực Mạch kđ công suất đối xứng (complementary OTL = Output Transformer Less bổ phụ symmetry): OTL (1) Mạch kđ công suất OTL (2) +98V RI Rl0 CJ 47/60 I 2K7 221( + C2 100/60 + ce 2200/S0 + INP ~ : UT Cl e _ _ ~~ -a~1+-~ NPS'.1602 ir1 s R4 IK 100 OTL = Output Transformer Less W.OT L OHNS Mạch OCL = Output Capacitor Less kđ công suất OCL Mạch kđ công suất BTL TDA8567Q × 25 W BTL quad power amplifier BTL = Balanced Transformer Less car radio