Доброе время суток.
Возникли проблемы с пониманием принципов проектирования усилителей класса АВ. Дело в том, что схему нужно не только разработать, но и произвести аналитические расчёты.

Появилась задача спроектировать усилитель именно класса АВ безтрансформаторного типа.
Полоса частот: 0...20 кГц
Нагрузка: 4 Ом
Мощность: 0,5 Вт.

Читал по этому поводу:
1) Гершунский Б.С. - Справочник по расчёту электронных схем
2) Кауфман М. Сидман А. - Практическое руководство по расчетам схем в электронике
3) Степаненко - основы транзисторов и транзисторных схем
4) Принципиальные схемы операционников uA 741 и lm 124
5) Куча другой информации в интернете

Проблема возникла при моделировании. Пользуюсь программой MicroCAP 9.
Схема и методика расчёта, описанная в Гершунском к положительному результату не привела. Сигнал с выхода попросту отсутствовал.
Собрал другую схему:

Расчёт по постоянному току (DC Analyze) дал следующие результаты:

Анализ переходных процессов меня несколько смутил. Подбором элементов, транзисторов и т.п. не удалось получить амплитуду выше входной без серьёзных нелинейных искажений даже на высокоомной нагрузке (2 кОм) {синий - входной сигнал, красный - выходной; на нагрузке 4 Ом}

После проведения анализа программа выводит на схему значения токов, напряжений и мощностей на элементах. Я вывел среднеквадратичные (RMS) мощности и напряжения

В итоге что я вижу:
коэффициент усиления даже без расчёта далеко не порядка 70%, как должно быть у класса АВ. 7,5 Ватт от источника питания и всего 0,59 в нагрузку {0,59/7,5 = 7,9%}
Потребляемая мощность от генератора - 24,5 мВт, т.е. коэффициент усиления по мощности равен 24 (около 14 дб)
Подскажите, что я делаю не так, что не понимаю?
P.S. Сдвиг напряжения на 2U* делал и на диодах и на двух транзисторах в диодном включении - результат не изменился, решил взять из принципиальной на uA 741

Вообще-то, коэффициент усиления отсутствует и в исходных данных, и по факту, так что данная схема является в лучшем случае буфером класса AB, т.е. её Ку<1.

И если стабилизировать ток покоя можно было бы вот так запросто, транзистором и парой резисторов, то не понадобилось бы десятилетиями исписывать на эту тему тонны бумаги.

А как же тогда выглядит именно усилитель класса АВ?
По поводу стабилизации тока - мне она не нужна. Схема пойдёт только в курсовой проект, собирать и применять на практике её никто не будет

А кому она вообще нужна эта стабилизация тока, усилители, схема, курсовой? Потерянные годы?
Покупаем в подземном переходе диплом и идем в теплый офис. Ничего делать на практике не придется. Будем просто регулярно получать деньги.

Посмотрите схему с операционным усилителем. Может и выглядит сложнее, но на самом деле проще.


Купите диплом и не морочьте себе голову.

У вас нарисован повторитель, работающий в режиме АВ. Повторитель - тоже усилитель, ведь он усиливает и по току, и по мощности. По напряжению не усиливает, но ведь в ваших требованиях о Ku ничего не говорится.

Можете еще глянуть:
книжку Джонса, "Электроника - практический курс"
Корис, Шмидт, "Справочник инженера - схемотехника"
Терпугов, "Проектирование усилительных устройств" (в ней, кроме всего прочего, есть пример расчета)
Титце и Шенк, "Полупроводниковая схемотехника", 1982 г. издания

Мощность может и в статике потребляться. Вам намекнули, что нужно оценить ток покоя каскада, что кстати делается первым при настройке выходного каскада АВ. И чем меньше амплитуда полезного сигнала, тем ниже КПД.

По поводу покупки диплома: я не себе этот курсач делаю. Делал бы себе или делал схему для себя - подошёл бы намного серьёзней. Точнее, взял бы уже готовую и отредактировал. Но тут нужно одному знакомому с шизанутым преподом, причём с аналитическим расчётом, как в советском союзе. И излишнюю схемотехнику там не одобряют, и не важно что с ней и кпд выше и искажений меньше и стабильность поднимается.
По поводу книжек - спасибо. Гляну вечером, попытаюсь понять, если опять что-то не получится - спрошу.

Вон оно как! А сейчас как принято, стесняюсь спросить? Загнать в Micro-Cap схему и получить на выходе результат? Моделирование без понимания того, что делаешь бесполезно. Это задача без чётко сформулированного условия, решение которой обречено. И если тот "шизанутый препод" осознаёт это, то цель его заключается именно в этом. А так Вам или Вашим знакомым действительно проще воспользоваться советом Егорова.

Понятное дело, что нужна и чётко сформулированная задача и аналитические расчёты, но не всё подряд же на бумаге расписывать. Скажем, можно промоделировать схему на нелинейные искажения довольно быстро, однако аналитический расчёт нелинейных искажений - не самое интересное и быстрое занятие. Номиналы можно подобрать итерационным методом, что порой куда быстрее, чем выводить кучу формул и потом считать по ним. Да даже зависимость каких-то характеристик от температуры - минутное дело в программе и часовое на бумаге.

Сообщение отредактировал AntiDriver - Jun 4 2013, 15:59

Это верно в том и только в том случае, если понятно как работает моделируемое устройство и назначение каждого элемента в нем прозрачно, какие компромисы допущены при применениии каждого компонента и всех его режимов - токам, напряжениям и пр.
А Вы уже попробовали использовать Вашу "концепцию". Когда станет ясно, что пора менять ее?

Скажите, вы правда читали всё, про что написали? Данный усилитель состоит из двух эмиттерных повторителей, они не усиливают сигнал по напряжению. Для того, чтобы получить усиление по напряжению (а не только по току), вам необходим входной каскад.

Более того, они уменьшают сигнал по напряжению.

Ну да, на величину падения на эмиттерном переходе. Но это характерно для "чистого" класса В, здесь же АВ, и этот эффект в значительной степени компенсируется схемой (см. транзистор Q2 и т.п.), кроме того, нелинейности при переходе сигнала через ноль могут (и должны) быть существенно ослаблены обратной связью по напряжению (которой тут как раз и нет).