На создание темы сподвигнули периодически поступающие в личку вопросы по указанной теме. Итак, начнём с расчёта коэффициента трансформации транзисторного двухтактного каскада. Исходные данные- напряжение питания (Еп), выходная мощность (Рвых), напряжение насыщения транзистора (Uн), сопротивление нагрузки (Rн).
1. Расчитываем односторонний размах напряжения на коллекторе (стоке).
Uпик=Еп-Uн
2. Расчитываем действующее переменное напряжение на коллекторе
Uпер=Uпик/1.41
3. Расчитываем приведённое сопротивление
Rприв=(Uпер^2)/Pвых
4. Расчитываем коэффициент трансформации одной полуобмотки, и округляем до ближайшего бОльшего физически реализуемого коэффициента трансформации:
k=sqrt(Rн/Rприв)
Пример. Хочу сделать ультралинейный двухтактный каскад на КТ922В (режим А), задав Uн=7В (в эмиттерах для стабилизации ражимов и выравнивания характеристик по плечам стоят резисторы по 1 Ом), Рвых=12Вт, Еп=27В, Rн=50 Ом.) Итак, считаем транс
1. Uпик=20В
2. Uпер=14.18В
3. Rприв=16.77 Ом
4. k=1.726, принимаем k=2.
Теперь вопрос- а сколько же витков мотать? Нередко рекомендуют использовать в выходных каскадах трансформаторы типа "бинокль" с первичкой из медной трубки. Т. е., условно (!!!) на каждый транзистор приходится по полвитка, для k=2 для каждого плеча вторичная будет один виток, общий коэффициент трансформации- единица. Но, не следует забывать, что для правильной работы транзисторов оконечного каскада, реактивное сопротивление коллекторной обмотки трансформатора должно быть заметно больше приведённого сопротивления во всём диапазоне частот, а с медной трубкой и, например, насаженными на неё 5 кольцами К10*6*5 2000НН (часто именно такой конструктив используется), это выполнится только при весьма больших мощностях. Учитывая этот нюанс, откажемся от одного медного витка и сделаем трансформатор из 8 перевитых попарно запараллеленных проводов, продетых через ферритовый бинокль два раза. Т. е. каждая коллекторная обмотка будет содержать 2 витка по два провода (общее число витков первичной обмотки- 4 витка с отводом посередине), выходная- 4 витка по два провода. Фото испытываемого линейного двухкаскадного усилителя (неравномерность АЧХ менее +-1 дБ в диапазоне 1...33 МГц, усиление примерно 30 дБ) внизу- драйвер на КТ934В (первое, что попалось под руку), работающий в классе А, и двухтактный оконечник в том же классе. Возбудитель- Г4-164. На картинке, к слову, хорошо видны подключённые щупы осциллографа SDS8202, осциллограммы с которого и будут ниже...
Осциллограммы напряжения на коллекторе одного из транзисторов (на втором в точности противофазное напряжение) и выходного напряжения для двух частот (1 и 30 МГц) ниже. Красная линия- напряжение на коллекторе, жёлтая- выходное напряжение. Обратите внимание, что масштаб по шкалам разный (отличается вдвое), и ноль красной линии находится на нижнем крае, а жёлтой- посередине. Несложно заметить, что на 1 МГц работа трансформатора абсолютно корректна, на 30 МГц появляется сдвиг фаз и некоторое нарушение коэффициента трансформации за счёт индуктивности рассеяния. Искажения на обоих частотах чрезвычайно низки (анализатор включать лень ). Никакой ФНЧ не нужен.
1 МГц
30 МГц
А вот как выглядят эти же осциллограммы с классическим трансформатором- первичка- медная трубка (ПАРДОН- вторичка оказалась в противофазе... ) Несложно заметить, что сдвиг фаз на 30 МГц меньше (индуктивность рассеяния меньше), но на 1 МГц усилитель вообще толком не работает.
1 МГц
30 МГц
Кстати, многовитковому выходному трансу, как правило, не требуется симметрирующий дроссель на ферритовом кольце, который является весьма желаемым атрибутом каскадов с "полувитковыми" медными трубками...
Ну, а какой именно транс ставить, каждый сам решает...
Я, например, для 15...20 Ваттного выхода для КВ диапазона с питанием от 28 Вольт никогда не поставлю классическую первичку из медной трубки. По крайней мере, с теми советскими кольцами, которыми обладаю...
PS После округления коэффициента трансформации, выходная мощность усилителя при заданном размахе коллекторного напряжения вычисляется по формуле Pвых=((Uпер*k)^2)/R. В моём усилителе это 16 Вт. Эту же цифру наблюдаем и на осциллограммах.