推挽式放大器的好处

一般输出较大的扩音机（如带动大喇叭或很多喇叭的扩音机）和大型收音机，它的最后一级都是采用推挽式放大器（图1）。这种放大器至少有两个完全相同的电子管（u\(_{1}\)和u2）和一个有中心抽头的输出变压器（T\(_{2}\)）。要被放大的信号电压接到这级放大器，也常用输入变压器（T1）。也有不用输入变压器的接法，但工作原理是一样的。在推挽式线路里，由前级来的信号电压加到两个电子管的栅极和阴极上，相位恰好是相反的。就是当u\(_{1}\)的栅极信号电压对阴极是正时，u2的栅极信号电压对阴极就是负。在输入信号电压的激动下，由两个电子管的屏极输出的信号电流，巧妙地通过输出变压器；它们的作用便合并起来成为失真很小的信号电流去推动喇叭。推挽式放大器线路结构并不是很复杂，但优点却很多。比用能输出大电力的单管放大器或用两管并联式的放大器有显著的好处。举例来说，一个输出电力大一倍的电子管，所用屏极电压一般都要高得多，电源供给方面的困难自然也多；单管式和并联式输出稍大就难免失真，而且要用相当大的输出变压器才行，而推挽式放大器输出同样的电力，不失真，不夹杂着交流声；所用电源电压低，零件费用少，还可以省除一些不必要的零件。推挽式放大器线路的最大优点，还在于它有条件被充分利用来增加不失真的信号电力输出。

换句话说：推挽式线路里的电子管可以做甲类、甲乙类或乙类放大，而单管放大器一般都只是做甲类放大。

要了解推挽式放大器为什么有这些优点，我们首先应当了解“推”、“挽”的作用到底是怎么会事？为什么叫它是“推挽式”？

推挽式两个电子管的栅极信号电压，在每一时刻不仅正负相反，而且大小还是相等的（图2，甲）。两个电子管屏极电流的变化，也有同样的关系（图2，乙）。就是当u\(_{1}\)的屏流增加时，u2的屏流就减少。u\(_{1}\)和u2的屏极信号电流在输出变压器的初级里流动，地位上的方向相反，而时间上的相位也是相反，所以实际上两个电子管信号屏流的作用是通过输出变压器相加的，因此输出变压器次级线圈输出的电力，可以推动喇叭发出很大的声音。两个看起来方向相反的屏流而作用一致，是推挽式放大器的特点。打个比喻来说：有两个人用小车子运东西，一推一拉，同一时间用的力量相反，可是在前面拉和在后面推又有前和后地位上的相反，结果都通过车身把轮子向前推动，两个人用力的效果还是一致。正因为这种放大器和推、拉东西的道理相似，所以我们叫做“推挽式放大器”。

当没有信号输入时，由电源到推挽式放大器两个电子管的直流屏流，是在输出变压器初级线圈中心抽头处分开，在变压器里一个向上；一个向下。它们地位上的方向相反，而时间上都没有变化，所以它们的作用永远相互抵消，这情形和屏流的变流成分的作用恰好相反（图3甲和乙）。它们在变压器的铁心里所产生的磁力线是互相抵消的，这样铁心就不公因直流太大起饱和作用。否则，饱和的铁心由于交流电流通过线圈所引起的磁力线变化极小，甚至可以根本不起接转电能的作用。单管和并联式放大器内；因为无法利用具有中心抽头的输出变压器，要避免直流电流的饱和效应，就把铁心做得很大，好容纳更多的磁力线；而推挽式放大器所用输出变压器的尺寸就可以做得小些。

我们看图3两个电子管的信号电流在通过电池电源和与电池串联的降压电阻R时，方向是相反的。所以虽实际有两路信号电流通过电源和R，就等于没有电流通过一样。为了免除级间交连，在通常在单管（或并联）放大器的电源两端所加的电容器（20-50微微法），及为了取得稳定栅偏电压在R两端所加的电容器（10-20微微法），因此都可以免除不用。不用这样的大电容器，减少了不少故障和装置费用。

假若放大器不是用电池做电源，而是利用交流电源，那么由于整流器滤波的不完善，加到屏极的直流电压往往还有波纹似的变动；同样，烧热灯丝的变流电源，也会引起阴极电子放射量随着交流电源每秒有变化。这两种交流变化，在单管或并联式放大器里，就在喇叭内出现为交流的哼声。可是在推挽式放大器里，由于它们在每一个电子管内都同时发生，而它们所引起的屏流变化在输出变压器初级线圈内的流动方向地位上是相反的，所以它们的作用可以完全互相抵消，在喇叭内不会有“交流声”存在，这又是推挽式放大器的一个特有的好处。

放大器的屏极电流，在灯丝温度保持一定的情况下，受屏极电压和栅极电压的双重影响。不屏极电压一定时，若栅极的负偏压过大，可使屏极电流停止，负栅压再增加，屏流就不随着变化。若栅极负偏压相当大，虽然平时屏极回路内仍有电流，可是当有信号输入时，它的大小变化，也不能够和信号电压的变化成比例。就是说屏极电流的波形不跟加到栅极上的信号电压一样，这就叫“失真”（图4）。在单管式或并联式放大器内，为了避免这种失真，就要栅偏压小些，加的信号也要小些，使得总的负栅压任何瞬间不达到接近截止屏流的程度。这样，屏流的变化小，所以信号电流的输出小，使电子管的放大效率很低，电源供给同样电力，而输出信号电力很小。（放大器将电源供给的直流电力变成信号交流电力的能力叫做放大器的效率），单管式或并联式放大器，在不失真时的效率通常只有百分之十五。电源供给的电力，只有百分之十几变成有用的信号电力去推动喇叭，而大部分变成热，消耗在真空管内。

在推挽式放大器里，图4的失真形象可由它的线路的优点大大地得到补偿。因为输出变压器可将两个对称形状的失真屏极电流（图5）混合起来，感应到次级线圈内成为完全不失真的形状。这样我们就可加大负栅偏压，同时增大输入到栅极的信号电压，得到很大的屏流变化，提高放大管的工作效率。通常推挽式放大器的效率可提高到百分之五十到百分之六十。比单管式或并联式的效率大了好几倍，因而大大地增大了不失真的信号输出。(高锡龄)