V oblasti elektroniky, Zesilovač je nejvíce běžně používané obvody zařízení s obrovské možnosti použití. V audio související elektroniky předzesilovač a výkonové zesilovače jsou dva různé typy zesilovačů systémů, které se používají pro účely zesílení zvuku související. Kromě tohoto účelu specifického pro aplikaci však existují obrovské rozdíly v různých typech zesilovačů, zejména v výkonových zesilovačích., Takže zde budeme zkoumat různé třídy zesilovačů spolu s jejich výhodami a nevýhodami.
klasifikace zesilovačů pomocí písmen
třídy zesilovačů jsou identitou výkonu a vlastností zesilovače. Jiný typ výkonových zesilovačů dává různé odezvy při průchodu proudem přes ně. Podle jejich specifikací jsou zesilovačům přiřazeny různé písmena nebo abecedy, které představují jejich třídy. Existují různé třídy zesilovačů od A, B, C, AB, D, E, F, T atd., Z těchto tříd většinou běžně používaných audio zesilovače třídy jsou A, B, AB, C. Ostatní Třídy jsou moderní zesilovače, které používají přepínání topologií a PWM (Pulse Width Modulation), technika jízdy na zatížení výstupu. Někdy, vylepšená verze tradiční třídy jsou přiřazeny dopis je klasifikovat jako různé třídy zesilovačů, jako třída G zesilovače je upravený Zesilovač třídy Třídy B nebo Třídy AB zesilovač.třídy
zesilovače představují poměr vstupního cyklu při průchodu proudu zesilovačem., Vstupní cyklus je vodivý úhel odvozený od vedení sinusové vlny na vstupu zesilovače. Tento vodivý úhel je vysoce úměrný zesilovačům včas během celého cyklu. Pokud je zesilovač vždy zapnutý během cyklu, bude úhel vedení 360 stupňů. Pokud tedy zesilovač Poskytuje úhel vedení 360 stupňů, pak zesilovač použil kompletní vstupní signál a aktivní prvek vedený přes 100% časové období úplného sinusového cyklu.,
Níže, budeme demonstrovat tradiční výkonový zesilovač třídy od Třídy A, B, AB a C, a také prokázat, Class D zesilovač, který je široce používán při přepínání vzory. Tyto třídy se používají nejen v výkonovém zesilovači, ale také v obvodech zvukových zesilovačů.
zesilovač třídy a
zesilovač třídy a je zesilovač s vysokým ziskem s vysokou linearitou. V případě zesilovače třídy a je úhel vedení 360 stupňů. Jak jsme uvedli výše, úhel vedení 360 stupňů znamená, že zesilovač zůstává aktivní po celou dobu a používá kompletní vstupní signál., Na následujícím obrázku je zobrazen ideální zesilovač třídy a.
Jak vidíme na obrázku, existuje jeden aktivní prvek, tranzistor. Zkreslení tranzistoru zůstává po celou dobu. Díky této funkci nikdy nevypínejte, zesilovač třídy a poskytuje lepší stabilitu smyčky s vysokou frekvencí a zpětnou vazbou. Kromě těchto výhod je zesilovač třídy a snadno konstruovatelný s komponentou s jedním zařízením a minimálním počtem dílů.
navzdory výhodám a vysoké linearitě má jistě mnoho omezení., Díky nepřetržité vodivé povaze představuje zesilovač třídy a vysokou ztrátu výkonu. Také kvůli vysoké linearitě poskytuje zesilovač třídy a zkreslení a zvuky. Napájecí zdroj a konstrukce zkreslení vyžadují pečlivý výběr komponent, aby se zabránilo nežádoucímu hluku a minimalizovalo zkreslení.
kvůli vysokým ztrátám energie v zesilovači třídy a vydává teplo a vyžaduje vyšší prostor chladiče. Účinnost je v zesilovačích třídy a velmi špatná, teoreticky se účinnost pohybuje mezi 25 až 30%, pokud se používá s obvyklou konfigurací., Účinnost může být zlepšena pomocí indukčně vázané konfigurace, ale účinnost v takovém případě není vyšší než 45-50%, a proto je vhodná pouze pro účely zesílení s nízkým signálem nebo nízkou úrovní výkonu.
zesilovač třídy B
zesilovač třídy B se trochu liší od třídy a.je vytvořen pomocí dvou aktivních zařízení, která vedou polovinu skutečného cyklu, tj. Dvě zařízení poskytují kombinovaný proudový pohon pro zatížení.
na výše uvedeném obrázku byla zobrazena ideální konfigurace zesilovače třídy B., Skládá se dvě aktivní zařízení, které si zaujatý jeden po druhém během pozitivní a negativní půl cyklu sinusové vlny a tak se signál dostane tlačil nebo vytáhnout do zesílen úrovni z pozitivní i negativní strany a kombinovat výsledek dostaneme kompletní cyklus přes výstup. Každé zařízení se zapne nebo se stane aktivní polovinou cyklu a díky tomu se účinnost zlepší ve srovnání s 25-30% účinností zesilovače třídy a poskytuje teoreticky více než 60% účinnost. Každý graf vstupního a výstupního signálu zařízení vidíme na následujícím obrázku., Účinnost není větší než 78% pro zesilovač třídy B. Odvod tepla je v této třídě minimalizován a poskytuje nízký prostor chladiče.
ale tato třída má také omezení. Velmi hlubokým omezením této třídy je zkreslení přechodu. Jako dvě zařízení poskytuje každá polovina sinusové vlny, které jsou v kombinaci a připojil se přes výstup, tam je neshoda (cross over) v regionu, kde dvě poloviny jsou spojeny. Je to proto, že když jedno zařízení dokončí poloviční cyklus, druhé musí poskytnout stejný výkon téměř ve stejnou dobu, kdy jiné dokončí práci., Je obtížné tuto chybu opravit v zesilovači třídy A, protože během aktivního zařízení zůstává druhé zařízení zcela neaktivní. Chyba poskytuje zkreslení výstupního signálu. Vzhledem k tomuto omezení je to hlavní selhání pro aplikaci přesného zesilovače zvuku.
zesilovač třídy AB
alternativní přístup k překonání křížového zkreslení je použití zesilovače AB. Zesilovač třídy AB používá mezilehlý úhel vedení obou tříd A A B, takže můžeme vidět vlastnost zesilovače třídy A i třídy B v této AB třídě topologie zesilovače., Stejně jako třída B, má stejnou konfiguraci s dvěma aktivními zařízeními, která provádí během půl cyklů jednotlivě, ale každé zařízení neobjektivní jinak, takže nemají úplně zmizet během nepoužitelný chvíli (crossover chvíli). Každé zařízení nezanechává vedení ihned po dokončení poloviny sinusového průběhu, místo toho provádí malé množství vstupu na další poloviční cyklus. Pomocí této techniky zkreslení je nesoulad crossoveru během mrtvé zóny dramaticky snížen.,
ale v této konfiguraci je účinnost snížena, protože je narušena linearita zařízení. Účinnost zůstává vyšší než účinnost typického zesilovače třídy A, ale je menší než zesilovač třídy B. Také diody musí být pečlivě vybrány s přesně stejným hodnocením a musí být umístěny co nejblíže k výstupnímu zařízení. V některých obvodu stavby, návrháři mají tendenci přidat malé hodnoty rezistoru poskytnout stabilní klidový proud přes zařízení, aby se minimalizovalo zkreslení přes výstup.,
zesilovač třídy C
kromě zesilovače třídy A, B A AB existuje další třída zesilovače C. je to tradiční zesilovač, který funguje jinak než ostatní třídy zesilovačů. Zesilovač třídy C je laděný zesilovač, který pracuje ve dvou různých provozních režimech, vyladěný nebo neuzavřený. Účinnost zesilovače třídy C je mnohem více než a, B A AB. Maximální účinnost 80% lze dosáhnout při operacích souvisejících s rádiovou frekvencí
zesilovač třídy C používá méně než 180 stupňový úhel vedení., Během neuzavřeného režimu je část tuneru vynechána z konfigurace zesilovače. Při této operaci zesilovač třídy C také způsobuje obrovské zkreslení výstupu.
Když obvod je vystaven naladěni zatížení, obvod svorky výstupní zkreslení úroveň s průměrnou výstupní napětí se rovná napětí zdroje. Vyladěná operace se nazývá clamper. Během této operace se signál dostane do správného tvaru a středová frekvence se stává méně zkreslenou.
při typickém použití zesilovač třídy C poskytuje účinnost 60-70%.,
zesilovač třídy D
zesilovač třídy D je spínací zesilovač, který používá modulaci šířky impulsu nebo PWM. Úhel vedení není faktorem v takovém případě, že se přímý vstupní signál mění s proměnnou šířkou impulsu.
v tomto zesilovači třídy D není lineární zisk akceptován, protože funguje stejně jako typický přepínač, který má pouze dvě operace, Zapnuto nebo Vypnuto.,
Před zpracováním vstupního signálu, analogový signál je převeden na pulzní proud o různých modulačních technik a poté je aplikována na zesilovač systému. Jako impulsy trvání souvisí s analogový signál je opět rekonstruována pomocí low-pass filtr na výstupu.
zesilovač třídy D je nejvyšší výkonově efektivní třída zesilovače v segmentu a, B, AB a C a D. Má menší odvod tepla, takže je zapotřebí malý chladič. Obvod vyžaduje různé spínací komponenty, jako jsou MOSFETy, které mají nízký odpor.,
jedná se o široce používanou topologii v digitálních audio přehrávačích nebo ovládání motorů. Ale měli bychom mít na paměti, že to není digitální převodník. I když, pro vyšší frekvence, Class D zesilovač není ideální volbou, protože má omezení šířky pásma v několika případech v závislosti na low-pass filtru a převodníku modulu schopnosti.
jiné třídy zesilovačů
kromě tradičních zesilovačů existuje ještě několik tříd, které jsou třída E, třída F, třída G A H.,
zesilovač třídy E je vysoce účinný výkonový zesilovač, který využívá spínací topologie a pracuje v rádiových frekvencích. Jednopólový spínací prvek a vyladěná reaktivní síť je hlavní součástí pro použití se zesilovačem třídy E.
třída F je vysoce impedanční zesilovač s ohledem na harmonické. Může být poháněn pomocí čtvercové vlny nebo sinusové vlny. Pro vstup sinusové vlny lze tento zesilovač vyladit pomocí induktoru a lze jej použít ke zvýšení zisku.
třída G používá přepínání kolejnic ke snížení spotřeby energie a ke zvýšení účinnosti., A třída H je další vylepšená verze třídy G.
Napsat komentář