2) выходное сопротивление каскада в связи с отсутствием равно ft (I + руб) 1см. (7-23)] и обычно гораздо больше выходного сопротивления в усилителе с параллельным- включением, где

Кроме того, при последовательном включении через первичную обмотку трансформатора Гр, протекает постоянный подмаг-ничивающий ток.

Что касается входного трансформатора Tpi, тс способы включения его вторичной обмотки, показанные на рис. 11-1, в сущности равноценны: конденсаторы Q и имеют достаточно большую емкость, так что по переменному току вторичная обмотка присоединена между базой и эмиттером. В обоих случаях параллельно

Рис. 11-1. Трансформаторные каскады с последовательным (о) и параллельным (б) включением трансформатора Тр.

входному сопротивлению сказывается включенным эквивалентное сопротивление базового делителя. Если это нежелательно, можно включить обмотку между средней точкой делителя и базой, а одно из плеч делителя зашунтировать большой емкостью.

Применение трансформаторов для связи транзисторных каскадов имеет некоторую специфику по сравнению с ламповыми схемами. Это связано со сравнительно малыми входными сопротивлениями транзисторных каскадов и обратным (по сравнению с лампами) соотношением входного и выходного сопротивлений: Яъх < Rbmx- в связи с этим, во-первых, необходимы меньшие индуктивности обмоток при одной и той же нижней граничной частоте (так как постоянная времени LIR получается больше) и, во-вторых, для межкаскадной связи следует обычно применять не повышающие, а понижающие трансформаторы [621. Последний вывод заслуживает специального рассмотрения.

11-2. КОЭФФИЦИЕНТ ТРАНСФОРМАЦИИ

Максимальная передача мощности от источника сигнала в нагрузку происходит при равенстве их сопротивлений. Если сопротивления Rr и /?н имеют разные значения, их можно согласовать с помощью трансформатора. Такое согласование основано на том.

что в случае идеального трансформатора (без потерь) имеют место соотношения

Яп=; RrKn\ (11-1)

где п = wjwi - коэффициент трансформации (Юз, Wi - числа витков вторичной и первичной обмоток); Rr - соответственно сопротивление нагрузки, пересчитанное в первичную обмотку, и сопротивление источника сигнала, пересчитанное во вторичную обмотку.

При согласовании имеем R = или Rr = R, что приводит к одному и тому же выражению для согласующего коэффициента трансформации:

(11-2)

= 1/

Если т-й каскад усилителя является промежуточным, то для выходного трансформатора в полученной формуле нужно использовать величины Rr = Rexim-i) и = Rxm, а для выходного трансформатора - величины Rr = Rx т w Ra= Rxim+i)- в случае идентичных каскадов коэффициенты трансформации для обоих трансформаторов получаются одинаковыми и равными:

~ V R.ux

(11-3)

Это вы-ражение подтверждает вывод о том, что в транзисторных усилителях, у которых Rx < Rux, коэффициент трансформации должен быть меньше единицы .

В каскаде с параллельным включением трансформатора сопротивление R обычно не превышает нескольких килоом. Поэтому можно считать /ых ~ и Рое ~ Р- Тогда коэффициент трансформации рассчитывается по формуле

. .-/ -/± ( -4а

И для маломощных каскадов, как правило, лежит в пределах 0,25-0,5.

В каскаде с последовательным включением трансформатора сопротивления Rx и Rux оказываются взаимосвязанными величинами, и это осложняет задачу определения коэффи-

* Следует подчеркнуть, что согласование обеспечивает не только оптимальную передачу мощности, но и оптимальную передачу напряжения и тока. Поэтому вывод о целесообразности понижающего трансформатора в полной мере относится к усилителям напряжения, в которых мощность как таковая не представляет интереса. Пусть, например, R = 0,01 Rr- Тогда в отсутствие трансформатора на нагрузке выделится примерно 0,01 напряжения источника сигнала; в случае согласования (,г=0,1) ата доля повышается до 0,05, а в случае повышающего трансформатора с ft = 10 - уменьшается примерно до 0,001.

циента Псогл- В самом деле, коэффициент Рое, который нужно использовать в формуле (7-2), есть функция сопротивления Ru -. /?пых. а коэффициент у, который нужно использовать в формуле (7-23), является функцией сопротивления RJ. = Rbx- Анализ, аналогичный тому, который приведен в § 11-3 применительно к коэффициенту усиления мощности (11-10), показывает, что в каскаде с последовательным включением трансформатора

,=1/

(11-46)

Поскольку /?к, коэффициент трансформации (11-46) значительно (примерно на порядок) меньше, чем в схеме с параллельным включением трансформатора (11-4а).

В заключение отметим, что трансформаторная связь часто используется не для повышения усиления, а только для преобразования сопротивлений согласно (11-1). Такое применение трансформаторов характерно для первого и последнего каскадов усилителя и объясняется тем, что ряд датчиков и некоторые виды нагрузки нуждаются для нормальной работы в определенном режиме, близком либо к холостому ходу, либо к короткому замыканию. При этом приходится мириться с тем, что коэффициент передачи или Ki может оказаться меньше, чем в случае бестрансформаторной связи.

11-3. ОБЛАСТЬ СРЕДНИХ ЧАСТОТ

Трансформаторы могут включаться необязательно и на входе, и на выходе каскада. Но мы рассмотрим именно такой общий случай, поскольку в частных случаях можно в соответствующих формулах полагать tii = 1 или 2=1. В основу анализа положим каскад ОЭ, хотя при трансформаторном соединении каскады ОБ также вполне работоспособны. Результаты анализа при соответствующей замене параметров (см. § 10-1) пригодны для обоих типов каскадов.

Параметры каскада. При анализе трансформаторных каскадов на средних частотах пренебрежем влиянием реактивных элементов, в том числе индуктивностями трансформаторов.

Для параллельной схемы, подставив в формулу (7-4а) пересчитанные сопротивления Rr и Rb и умножив правую часть на коэффициенты трансформации, получим:

;С = М%Р- , ,. (11-5а)

Аналогично из формулы (7-7а) получим:

где Rr = Rrtil; Rb = R /n, a коэффициент Рое рассчитывается по формуле (7-20).