in elektronica is de versterker het meest gebruikte schakelapparaat met enorme toepassingsmogelijkheden. In Audio-gerelateerde elektronica zijn voorversterkers en eindversterkers twee verschillende soorten versterkersystemen die worden gebruikt voor geluidsversterking gerelateerde doeleinden. Maar, anders dan dit toepassingsspecifieke doel, zijn er enorme verschillen in verschillende soorten versterkers, vooral in eindversterkers., Dus hier zullen we verschillende klassen van versterkers verkennen, samen met hun voor-en nadelen.
classificaties van versterkers die gebruik maken van Letters
Versterkerklassen zijn de identiteit van de prestaties en kenmerken van de versterker. Verschillende type eindversterkers geeft verschillende reacties bij het passeren van stroom door hen. Volgens hun specificaties, versterkers worden toegewezen verschillende letter of alfabetten die hun klassen vertegenwoordigen. Er zijn verschillende klassen van versterkers vanaf A, B, C, AB, D, E, F, T etc., Uit die klassen meest gebruikte audio versterkers klassen zijn A, B, AB, C. andere klassen zijn moderne versterkers die gebruik maken van switching topologieën en pwm (Pulse Width Modulation) techniek om de Uitgangsbelasting te rijden. Soms, verbeterde versie van traditionele klassen worden toegewezen een letter om ze te classificeren als een andere klasse van versterker, zoals klasse G versterker is een gemodificeerde versterker klasse van klasse B of klasse AB versterker.
klassen van de versterker vertegenwoordigen de ingangscyclusverhouding wanneer de stroom door de versterker wordt geleid., De ingangscyclus is de geleidingshoek afgeleid van de sinusoïdale golfgeleiding in de versterkeringang. Deze geleidingshoek is zeer evenredig met de versterkers op tijd gedurende een volledige cyclus. Als de versterker tijdens een cyclus altijd AAN staat, zal de geleidingshoek 360 graden zijn. Dus, als een versterker 360-graden geleidingshoek biedt, dan gebruikte de versterker volledig ingangssignaal en het actieve element uitgevoerd door de 100% tijdsperiode van een volledige sinusoïdale cyclus.,
hieronder zullen we de traditionele Eindversterkerklassen demonstreren, variërend van Klasse A, B, AB en C, en ook de Klasse D-versterker demonstreren die veel gebruikt wordt in schakelontwerpen. Deze klassen worden niet alleen gebruikt in eindversterker, maar ook gebruikt in audio Versterkers circuits.
Klasse A versterker
Klasse A versterker is een high gain versterker met een hoge lineariteit. In het geval van Klasse A versterker, de geleidingshoek is 360 graden. Zoals we hierboven vermeld, een 360-graden geleidingshoek betekent dat de versterker apparaat blijft actief voor de hele tijd en gebruik volledige ingangssignaal., In onderstaande afbeelding wordt een ideale Klasse A versterker getoond.
zoals we in de afbeelding kunnen zien, is er één actief element, een transistor. De bias van de transistor blijft de hele tijd op. Vanwege deze nooit uitschakelen functie, Klasse A versterker biedt betere hoge frequentie en feedback loop stabiliteit. Anders dan deze voordelen, Klasse A versterker is eenvoudig te bouwen met een single-apparaat component en minimale onderdelen tellen.
ondanks de voordelen en hoge lineariteit heeft het zeker vele beperkingen., Door de continue geleidende aard introduceert de klasse A versterker een hoog vermogensverlies. Ook, als gevolg van hoge lineariteit, Klasse A versterker zorgt voor vervorming en geluiden. De voeding en de bias constructie hebben een zorgvuldige Componentselectie nodig om ongewenste ruis te voorkomen en de vervorming te minimaliseren.
vanwege een groot vermogensverlies in Klasse A-versterker, zendt het warmte uit en vereist het een grotere warmteafvoerruimte. De efficiëntie is zeer slecht in Klasse A versterkers, theoretisch, de efficiëntie varieert tussen 25 tot 30 % indien gebruikt met de gebruikelijke configuratie., De efficiëntie kan worden verbeterd met behulp van inductief gekoppelde configuratie, maar de efficiëntie in een dergelijk geval is niet meer dan 45-50%, dus het is alleen geschikt voor lage signaal of laag vermogen niveau versterking doeleinden.
klasse B versterker
De klasse B versterker is een beetje anders dan de klasse A. Het wordt gemaakt met behulp van twee actieve apparaten die de helft van de werkelijke cyclus, dat wil zeggen 180 graden van de cyclus. Twee apparaten bieden gecombineerde stroomaandrijving voor de belasting.
in de bovenstaande afbeelding is een ideale klasse B-versterkerconfiguratie getoond., Het bestaat uit twee actieve apparaten die één voor één worden bevooroordeeld tijdens de positieve en negatieve halve cyclus van sinusoïdale golf en dus het signaal wordt geduwd of getrokken naar het versterkte niveau van zowel positieve als negatieve kant en combineren het resultaat krijgen we volledige cyclus over de output. Elk apparaat ingeschakeld of werd actief de helft van de cyclus, en als gevolg hiervan de efficiëntie wordt verbeterd, in vergelijking met 25 – 30% efficiëntie van Klasse A versterker, Het biedt meer dan 60% efficiëntie theoretisch. Wij kunnen elk apparaat input en output signaalgrafiek in het onderstaande beeld zien., De efficiëntie is niet meer dan 78% voor klasse B versterker. De warmteafvoer wordt in deze klasse geminimaliseerd en zorgt voor een lage koellichaam ruimte.
maar deze klasse heeft ook een beperking. Een zeer diepgaande beperking van deze klasse is de crossover vervorming. Aangezien twee apparaten elke helft van de sinusoïdale golven die worden gecombineerd en samengevoegd over de output, is er een mismatch (cross-over) in het gebied, waar twee helften worden gecombineerd. Dit komt omdat wanneer één apparaat de halve cyclus voltooit, het andere apparaat bijna tegelijkertijd hetzelfde vermogen moet leveren wanneer de andere het werk afmaakt., Het is moeilijk om deze fout op te lossen in Klasse A versterker als tijdens het actieve apparaat het andere apparaat blijft volledig inactief. De fout zorgt voor een vervorming in het uitgangssignaal. Als gevolg van deze beperking, het is een belangrijke mislukking voor precisie audio versterker toepassing.
Klasse AB versterker
een alternatieve aanpak om de cross-over vervorming te overwinnen, is het gebruik van de AB versterker. Klasse AB versterker maakt gebruik van tussenliggende geleidingshoek van beide klassen A en B, dus kunnen we de eigenschap van zowel Klasse A en klasse B versterker zien in deze AB klasse van versterker topologie., Hetzelfde als klasse B, Het heeft dezelfde configuratie met twee actieve apparaten die gedurende de helft van de cycli individueel geleidt, maar elk apparaat anders bevooroordeeld, zodat ze niet volledig af tijdens het onbruikbare moment (crossover moment). Elk apparaat verlaat de geleiding niet onmiddellijk na het voltooien van de helft van de sinusvormige golfvorm, in plaats daarvan voeren ze een kleine hoeveelheid input op een andere halve cyclus. Met behulp van deze biasing techniek, de crossover mismatch tijdens de dode zone wordt drastisch verminderd.,
maar in deze configuratie wordt de efficiëntie verminderd doordat de lineariteit van de apparaten wordt aangetast. De efficiëntie blijft meer dan de efficiëntie van de typische Klasse A versterker, maar het is minder dan de klasse B versterker systeem. Ook moeten de diodes zorgvuldig worden gekozen met exact dezelfde classificatie en moeten zo dicht mogelijk bij het outputapparaat worden geplaatst. In sommige circuit constructie, ontwerpers hebben de neiging om kleine waarde weerstand toe te voegen om stabiele ruststroom over het apparaat te bieden om de vervorming over de output te minimaliseren.,
klasse C versterker
naast de klasse A -, B-en AB-versterker is er nog een andere versterkerklasse C. Het is een traditionele versterker die anders werkt dan de andere versterkerklassen. Klasse C versterker is tuned versterker die werkt in twee verschillende bedrijfsmodi, tuned of untuned. De efficiëntie van klasse C versterker is veel meer dan de A, B, en AB. Een maximale efficiëntie van 80% kan worden bereikt bij radiofrequentiegerelateerde bewerkingen
klasse C-versterker gebruikt een geleidingshoek van minder dan 180 graden., Tijdens de untuned modus, de tuner sectie wordt weggelaten uit de versterker configuratie. In deze operatie, klasse C versterker geeft ook enorme vervorming over de uitgang.
wanneer het circuit wordt blootgesteld aan een afgestelde belasting, klemt het circuit het uitgangsbiasniveau met de gemiddelde uitgangsspanning gelijk aan de voedingsspanning. De getunede operatie heet als klemmen. Tijdens deze operatie krijgt het signaal zijn juiste vorm en wordt de centrumfrequentie minder vervormd.
bij typische toepassingen geeft klasse C versterker een efficiëntie van 60-70%.,
Klasse D versterker
Klasse D versterker is een schakelversterker die gebruik maakt van pulsbreedtemodulatie of PWM. De geleidingshoek is geen factor in een dergelijk geval als het directe ingangssignaal wordt veranderd met een variabele pulsbreedte.
in dit Klasse D versterkersysteem wordt de lineaire versterking niet geaccepteerd omdat ze werken als een typische schakelaar die slechts twee bewerkingen heeft, aan of uit.,
voordat het ingangssignaal wordt verwerkt, wordt het analoge signaal door verschillende modulatietechnieken omgezet in een pulsstroom en vervolgens toegepast op het versterkersysteem. Aangezien de pulsduur is gerelateerd aan het analoge signaal wordt het opnieuw gereconstrueerd met behulp van low pass filter over de uitgang.
Klasse D versterker is de hoogste vermogensefficiënte versterkerklasse in het segment A, B, AB, en C en D. Het heeft een kleinere warmteafvoer, dus een kleine koellichaam is nodig. Het circuit vereist verschillende schakelcomponenten zoals MOSFETs die weinig weerstand hebben.,
het is een veel gebruikte topologie in digitale audiospelers of het besturen van de motoren. Maar we moeten in gedachten houden dat het geen digitale converter. Hoewel, voor hogere frequentie, Klasse D versterker is niet een perfecte keuze als het bandbreedte beperkingen in enkele gevallen afhankelijk van de low pass filter en converter module mogelijkheden.
andere Versterkerklassen
anders dan de traditionele versterkers zijn er weinig meer klassen, die klasse E, klasse F, klasse G en H.,
Klasse E versterker is een zeer efficiënte vermogensversterker die gebruik maakt van schakelende topologieën en werkt in radiofrequenties. Een enkelpolige schakelelement en het getunede reactieve netwerk is het belangrijkste onderdeel om te gebruiken met de klasse E versterker.
klasse F is een versterker met een hoge impedantie ten opzichte van de harmonischen. Het kan worden aangedreven met behulp van vierkante golf of sinusgolf. Voor de sinusoïdale golf ingang, kan deze versterker worden afgestemd met behulp van een inductor en kan worden gebruikt om de versterking te verhogen.
klasse G gebruik rail switching om het stroomverbruik te verminderen en de efficiëntieprestaties te verbeteren., En klasse H is de verder verbeterde versie van klasse G.
Geef een reactie