Tässä oppaassa tutustutaan yksityiskohtaisesti Push pull -vahvistimiin. Olemme käsitelleet teoriaa ja sovelluksia push pull -vahvistimen takana. Olemme myös esitelleet erityyppisiä push pull -vahvistimia, kuten luokan A, luokan B ja luokan AB push pull -vahvistinmalleja.

Työntövetovahvistin on vahvistin, jossa on lähtövaihe, joka voi ohjata virtaa jompaan kumpaan suuntaan kuorman läpi. Tyypillisen push pull -vahvistimen lähtövaihe koostuu kahdesta identtisestä BJT:stä tai MOSFET:stä, joista toinen syöttää virtaa kuorman läpi ja toinen imee virran kuormasta. Push pull -vahvistimet ovat särön ja suorituskyvyn suhteen parempia kuin yksipäätteiset vahvistimet (joissa käytetään yhtä transistoria ulostulossa kuorman ajamiseen). Yksipäätteinen vahvistin, vaikka se olisi kuinka hyvin suunniteltu, aiheuttaa varmasti jonkin verran vääristymiä sen dynaamisten siirto-ominaisuuksien epälineaarisuuden vuoksi. Push pull -vahvistimia käytetään yleisesti tilanteissa, joissa tarvitaan pientä säröä, suurta tehokkuutta ja suurta lähtötehoa. Push pull -vahvistimen perustoiminta on seuraava: Vahvistettava signaali jaetaan ensin kahdeksi identtiseksi signaaliksi, jotka ovat 180° pois vaiheesta. Yleensä tämä jako tehdään tulokytkentämuuntajan avulla. Tulokytkentämuuntaja on järjestetty siten, että toinen signaali syötetään yhden transistorin tuloon ja toinen signaali toisen transistorin tuloon. Push pull -vahvistimen etuja ovat alhainen särö, magneettisen kyllästymisen puuttuminen kytkentämuuntajan ytimestä ja virtalähteen aaltoilun kumoaminen, mikä johtaa huminan puuttumiseen, kun taas haittapuolina ovat kahden identtisen transistorin tarve ja vaatimus tilaa vievistä ja kalliista kytkentämuuntajista.

Luokan A push pull -vahvistin.

Työntövetovahvistin voidaan valmistaa luokan A, luokan B, luokan AB tai luokan C kokoonpanoissa. Tyypillisen A-luokan push pull -vahvistimen piirikaavio on esitetty yllä. Q1 ja Q2 ovat kaksi identtistä transistoria ja niiden emitteriterminaalit on kytketty yhteen. R1 ja R2 on tarkoitettu transistorien biasointiin. Kahden transistorin kollektoriterminaalit on kytketty lähtömuuntajan T2 primäärin vastaaviin päihin. Virtalähde on kytketty T2-primaarin keskihanan ja Q1:n ja Q2:n emitteriliitoksen väliin. Kummankin transistorin emäspääte on kytketty tulokytkentämuuntajan T1 sekundäärin vastaaviin päihin. Tulosignaali syötetään T1: n primääriin ja lähtökuorma RL on kytketty T2: n sekundäärin yli. Q2: n ja Q1: n lepovirta virtaa vastakkaisiin suuntiin T2: n primäärin vastaavien puolikkaiden läpi, minkä seurauksena magneettista kyllästymistä ei tapahdu. Kuvasta näet vaihejakautuneet signaalit, jotka syötetään kunkin transistorin pohjaan. Kun Q1:tä ajetaan positiiviseksi käyttämällä sen tulosignaalin ensimmäistä puoliskoa, Q1:n kollektorivirta kasvaa. Samaan aikaan Q2:ta ajetaan negatiiviseksi käyttämällä sen tulosignaalin ensimmäistä puoliskoa, joten Q2:n kollektorivirta pienenee. Kuvasta voit ymmärtää, että Q1: n ja Q2: n kollektorivirrat eli I1 ja I2 kulkevat samansuuntaisesti T2-primaarin vastaavien puolikkaiden läpi. Tämän seurauksena T2-sekundaariin indusoituu alkuperäisen tulosignaalin vahvistettu versio. On selvää, että T2-sekundäärin läpi kulkeva virta on kahden kollektorivirran erotus. Harmonisia on paljon vähemmän ulostulossa peruutuksen vuoksi, ja tämä johtaa pieneen säröön.

B-luokan push pull -vahvistin.

B-luokan push pull -vahvistin on lähes samanlainen kuin A-luokan push pull -vahvistin, ja ainoa ero on se, että B-luokan push pull -vahvistimessa ei ole biasointivastuksia. Tämä tarkoittaa, että kaksi transistoria on viritetty katkaisupisteessä.B-luokan konfiguraatio voi tarjota paremman tehon ja on korkeampi hyötysuhde (jopa 78,5 %). Koska transistorit on jännitetty katkaisupisteeseen, ne eivät kuluta virtaa tyhjäkäynnin aikana, mikä lisää tehokkuutta. B-luokan push pull -vahvistimien edut ovat kyky työskennellä rajoitetuissa virransyöttöolosuhteissa (korkeamman hyötysuhteen ansiosta), jopa harmonisten yliaaltojen puuttuminen ulostulosta, yksinkertaiset piirit verrattuna A-luokan kokoonpanoon jne. Haittapuolina ovat korkeampi harmonisen vääristymän prosenttiosuus verrattuna luokkaan A, virtalähteen aaltoilun kumoaminen ei ole yhtä tehokasta kuin luokan A push pull -vahvistimessa, mikä johtaa hyvin säädellyn virtalähteen tarpeeseen.Klassisen luokan B push pull -vahvistimen piirikaavio on esitetty alla olevassa kaaviossa.

Luokan B push pull -vahvistimen piirijärjestely on samankaltainen kuin luokan A push pull -vahvistimessa lukuun ottamatta sitä, että siitä puuttuvat biasointivastukset. T1 on tulokytkentäkondensaattori, ja tulosignaali syötetään sen ensiöön. Q1 ja Q2 ovat kaksi identtistä transistoria, ja niiden emitteriterminaalit on kytketty yhteen. Tulokytkentämuuntajan keskihana ja jännitelähteen negatiivinen pää on kytketty emitteriterminaalien liitoskohtaan. Jännitelähteen positiivinen pää on kytketty lähtökytkentämuuntajan keskihanaan. Kunkin transistorin kollektoriterminaalit kytketään lähtökytkentämuuntajan T2 primäärin vastaaviin päihin. Kuorma RL on kytketty T2:n sekundäärin poikki.

Tulomuuntaja T1 muuntaa tulosignaalin kahdeksi samanlaiseksi, mutta vaiheeltaan vastakkaiseksi signaaliksi. Toinen näistä kahdesta signaalista syötetään ylemmän transistorin pohjaan, kun taas toinen syötetään toisen transistorin pohjaan. Voit ymmärtää tämän piirikaaviosta. Kun transistoria Q1 ajetaan positiiviselle puolelle käyttämällä sen tulosignaalin positiivista puolta, transistorissa Q2 tapahtuu päinvastoin. Tämä tarkoittaa, että kun Q1: n kollektorivirta menee kasvavaan suuntaan, Q2: n kollektorivirta menee laskevaan suuntaan. Joka tapauksessa virran virtaus T2: n primäärin vastaavien puolikkaiden läpi on samansuuntainen. Tutustu kuvaan paremman ymmärryksen saamiseksi. Tämä T2:n primäärin läpi kulkeva virran virtaus aiheuttaa aaltomuodon, joka indusoituu sen sekundäärin yli. Sekundäärin yli indusoitu aaltomuoto on samanlainen kuin alkuperäinen tulosignaali, mutta suuruudeltaan vahvistettu.

Cross over -vääristymä.

Cross over -vääristymä on vääristymätyyppi, joka on yleisesti nähtävissä B-luokan vahvistinkonfiguraatioissa. Kuten sanoimme aiemmin ,transistorit on jännitetty katkaisupisteeseen B-luokan vahvistimessa. Me kaikki tiedämme, että piitransistori vaatii 0,7 V ja germaniumdiodi vaatii 0,2 V jännitteen sen emitteriliitoksen yli ennen kuin se siirtyy johtavaan tilaan ja tätä emitterijännitettä kutsutaan leikkausjännitteeksi. Germanium-diodit eivät kuulu vahvistimiin, ja voimme puhua B-luokan push pull -vahvistimesta, joka perustuu piitransistoreihin. Koska transistorit on jännitetty katkaisuun, niiden emitteriliitoksen yli oleva jännite pysyy nollassa nollatulotilanteen aikana. Ainoa lähde, josta transistorit saavat tarvittavan katkaisujännitteen, on itse tulosignaali, ja tarvittava katkaisujännite otetaan itse tulosignaalista. Tämän seurauksena tuloaaltomuodon osat, jotka ovat alle 0,7 V (katkaisujännite), mitätöityvät, joten vastaavat osat puuttuvat myös lähtöaaltomuodosta. Katso alla olevaa kuvaa paremman ymmärryksen saamiseksi.

Luokan AB push pull -vahvistin.

Luokka AB on toisenlainen push pull -vahvistin, joka on lähes samanlainen kuin luokan A push pull -vahvistin, ja ainoa ero on se, että biasointivastusten R1 ja R2 arvo valitaan siten, että transistorit on jännitetty juuri leikkausjännitteellä (0,7V). Tämä vähentää aikaa, jonka molemmat transistorit ovat samanaikaisesti pois päältä (aika, jonka aikana tulosignaali on välillä (-0,7V ja +0,7V), joten ristikkäissärö vähenee. Edellä mainituista luokista luokassa A on vähiten vääristymiä, sitten luokassa AB ja sitten luokassa B. Joka tapauksessa luokan AB-konfiguraatio on heikentynyt tehokkuus ja tuhlaa kohtuullisen määrän virtaa nollatulotilanteessa. Luokan B hyötysuhde on korkein (78,5 %), sitten luokan B (78,5-50 %) ja sitten luokan A (50 %) .