i elektronik är förstärkare den vanligaste kretsanordningen med stora applikationsmöjligheter. I Audio relaterade Elektronik förförstärkare och effektförstärkare finns två olika typer av förstärkare system som används för ljudförstärkning relaterade ändamål. Men annat än det här applikationsspecifika syftet finns det stora skillnader i olika typer av förstärkare, främst i effektförstärkare., Så här kommer vi att utforska olika klasser av förstärkare tillsammans med deras fördelar och nackdelar.
klassificeringar av förstärkare med bokstäver
Förstärkarklasser är identiteten på förstärkarens prestanda och egenskaper. Olika typer av effektförstärkare ger olika svar när de passerar ström genom dem. Enligt deras specifikationer tilldelas förstärkare olika brev eller alfabet som representerar sina klasser. Det finns olika klasser av förstärkare som börjar från A, B, C, AB, D, E, F, T etc., Av de klasser som oftast används ljudförstärkare klasser är A, B, AB, C. andra klasser är moderna förstärkare som använder byta topologier och PWM (pulsbreddsmodulering) teknik för att driva utgångsbelastningen. Ibland tilldelas förbättrad version av traditionella klasser ett brev för att klassificera dem som en annan klass av förstärkare, som klass G-förstärkare är en modifierad Förstärkarklass av klass B eller klass AB-förstärkare.
klasser av förstärkaren representerar ingångscykelns andel när strömmen passerar genom förstärkaren., Ingångscykeln är ledningsvinkeln härrör från sinusformad vågledning i förstärkarens ingång. Denna ledande vinkel är mycket proportionell med förstärkarna i tid under en hel cykel. Om förstärkaren alltid är på under en cykel kommer ledningsvinkeln att vara 360 grader. Så, om en förstärkare ger 360-graders ledningsvinkel, använde förstärkaren fullständig ingångssignal och det aktiva elementet som genomfördes genom 100% tidsperioden för en komplett sinusformad cykel.,
nedan kommer vi att visa traditionella effektförstärkarklasser som sträcker sig från klass A, B, AB och C, och visar också klass D-förstärkare som ofta används vid växling av mönster. Dessa klasser används inte bara i effektförstärkare utan också i Ljudförstärkarkretsar.
klass A förstärkare
klass A förstärkare är en hög förstärkare med hög linearitet. Vid klass A-förstärkare är ledningsvinkeln 360 grader. Som vi nämnde ovan innebär en 360-graders ledningsvinkel att förstärkarenheten förblir aktiv under hela tiden och använder fullständig ingångssignal., I nedanstående bild visas en idealisk klass A-förstärkare.
som vi kan se i bilden finns det ett aktivt element, en transistor. Transistorns bias förblir hela tiden. På grund av detta aldrig stänga av funktionen, klass A förstärkare ger bättre hög frekvens och återkopplingsslinga stabilitet. Förutom dessa fördelar är klass A-förstärkare lätt att konstruera med en enhetskomponent och minsta antal delar.
trots fördelarna och hög linjäritet har det säkert många begränsningar., På grund av kontinuerlig ledande natur introducerar klass A-förstärkaren hög effektförlust. På grund av hög linearitet ger klass A-förstärkare distorsion och ljud. Strömförsörjningen och bias-konstruktionen behöver noggrant komponentval för att undvika oönskat ljud och för att minimera snedvridningen.
på grund av hög effektförlust i klass A-förstärkare avger den värme och kräver högre kylflänsutrymme. Effektiviteten är mycket dålig i klass A-förstärkare, teoretiskt varierar effektiviteten mellan 25 och 30% om den används med den vanliga konfigurationen., Effektiviteten kan förbättras med hjälp av induktivt kopplad konfiguration men effektiviteten i sådant fall är inte mer än 45-50%, därför är den endast lämplig för låg signal eller låg effektnivåförstärkning.
klass B förstärkare
klass B förstärkare är lite annorlunda från klass A. Det skapas med hjälp av två aktiva enheter som utför hälften av den faktiska cykeln, dvs 180 grader av cykeln. Två enheter ger kombinerad strömdrift för lasten.
i ovanstående bild har en idealisk förstärkarkonfiguration av klass B visats., Den består av två aktiva enheter som får partisk en efter en under den positiva och negativa halvcykeln av sinusformad våg och därmed blir signalen skjuten eller dras till den förstärkta nivån från både positiv och negativ sida och kombinerar resultatet vi får fullständig cykel över utgången. Varje enhet slås på eller blev aktiv hälften av cykeln, och på grund av detta blir effektiviteten förbättrad, jämfört med 25-30% effektivitet av klass A – förstärkare, det ger mer än 60% effektivitet teoretiskt. Vi kan se varje enhet ingångs – och utgångssignaldiagram i nedanstående bild., Effektivitet är inte mer än 78% för Klass B förstärkare. Värmeavledning minimeras i denna klass ger en låg kylfläns utrymme.
men denna klass har också begränsning. En mycket djup begränsning av denna klass är crossover distorsion. Eftersom två enheter ger varje halva av de sinusformade vågorna som kombineras och förenas över utgången, finns det en obalans (kors över) i regionen, där två halvor kombineras. Detta beror på att när en enhet Slutför halvcykeln måste den andra ge samma kraft nästan samtidigt som den andra avslutar jobbet., Det är svårt att åtgärda detta fel i klass A-förstärkare eftersom den andra enheten under den aktiva enheten förblir helt inaktiv. Felet ger en förvrängning i utsignalen. På grund av denna begränsning, det är ett stort fel för precision ljudförstärkare ansökan.
class AB-förstärkare
ett alternativt tillvägagångssätt för att övervinna överkorsförvrängningen är att använda AB-förstärkaren. Klass AB-förstärkare använder mellanliggande ledningsvinkel för både klass A och B, så vi kan se egenskapen hos både klass A och klass B-förstärkare i denna AB-klass av förstärkare topologi., Samma som klass B, den har samma konfiguration med två aktiva enheter som bedriver under hälften av cyklerna individuellt men varje enhet partisk annorlunda så att de inte får helt av under det oanvändbara ögonblicket (crossover moment). Varje enhet lämnar inte ledningen omedelbart efter att ha avslutat hälften av sinusformad vågform, istället utför de en liten mängd ingång på en annan halvcykel. Med hjälp av denna förspänningsteknik reduceras crossover-matchningen under den döda zonen dramatiskt.,
men i den här konfigurationen reduceras effektiviteten när enhetens linjäritet äventyras. Effektiviteten förblir mer än effektiviteten hos typisk klass A-förstärkare men den är mindre än klass B-förstärkarsystemet. Dessutom måste dioderna väljas noggrant med exakt samma betyg och måste placeras så nära utmatningsanordningen som möjligt. I vissa kretskonstruktion tenderar designers att lägga till litet värde motstånd för att ge stabil quiescent ström över enheten för att minimera snedvridningen över utgången.,
klass C förstärkare
förutom klass A, B och AB förstärkare, det finns en annan förstärkare klass C. Det är en traditionell förstärkare som fungerar annorlunda än de andra förstärkare klasser. Klass C förstärkare är inställd förstärkare som fungerar i två olika driftlägen, avstämda eller untuned. Effektiviteten av Klass C-förstärkare är mycket mer än A, B och AB. Maximal 80% effektivitet kan uppnås vid radiofrekvensrelaterade operationer
klass C-förstärkare använder mindre än 180-graders ledningsvinkel., Under det untuned-läget utelämnas tunersektionen från förstärkarens konfiguration. I denna operation ger klass C-förstärkare också stor distorsion över utgången.
när kretsen utsätts för en inställd belastning klämmer kretsen utspänningsnivån med den genomsnittliga utspänningen lika med matningsspänningen. Den inställda operationen kallas clamper. Under denna operation får signalen sin rätta form och centerfrekvensen blev mindre förvrängd.
i typiska användningsområden ger klass C-förstärkare 60-70% effektivitet.,
klass D-förstärkare
klass D-förstärkare är en omkopplingsförstärkare som använder pulsbreddsmodulering eller PWM. Ledningsvinkeln är inte en faktor i sådant fall att den direkta ingångssignalen ändras med en variabel pulsbredd.
i denna klass D förstärkarsystem, den linjära förstärkningen accepteras inte eftersom de fungerar precis som en typisk switch som har endast två operationer, på eller av.,
innan du bearbetar ingångssignalen omvandlas den analoga signalen till en pulsström med olika moduleringstekniker och sedan appliceras den på förstärkarsystemet. Eftersom pulsertiden är relaterad till den analoga signalen rekonstrueras den igen med lågpassfilter över utgången.
klass D-förstärkare är den högsta effekteffektiva förstärkarklassen i segmentet A, B, AB och C och D. Den har mindre värmeavledning, så liten kylfläns behövs. Kretsen kräver olika kopplingskomponenter som MOSFETs som har låg motstånd.,
det är en allmänt använd topologi i digitala ljudspelare eller styra motorerna också. Men vi bör komma ihåg att det inte är en Digital omvandlare. Även om, för högre frekvens, klass D förstärkare är inte ett perfekt val eftersom det har bandbreddsbegränsningar I få fall beroende på lågpassfilter och omvandlare modul kapacitet.
andra Förstärkarklasser
förutom de traditionella förstärkarna finns det få fler klasser, som är Klass E, klass F, klass G och H.,
Klass E förstärkare är en högeffektiv effektförstärkare som använder byta topologier och fungerar i radiofrekvenser. Ett enpoligt omkopplingselement och det inställda reaktiva nätverket är huvudkomponenten som ska användas med Klass E-förstärkaren.
klass F är hög impedansförstärkare med avseende på övertoner. Den kan drivas med kvadratisk våg eller sinusvåg. För sinusformad vågingång kan denna förstärkare ställas in med en induktor och kan användas för att öka förstärkningen.
klass G använder järnvägsbyte för att minska strömförbrukningen och för att förbättra effektiviteten., Och klass H är den ytterligare förbättrade versionen av klass G.
Lämna ett svar