Az erősítő osztályokról
A WebCreator.ro támogatja a kisvállalkozásokat
A teljesítményerősítők abban különböznek a kimeneti padlók működésétől.
Az ideális erősítő esetében a fő működési jellemzők a linearitás, a jelerősítés, a hatékonyság (hatékonyság) és a teljesítmény. Fizikailag azonban az erősítőkben kompromisszum van ezen jellemzők között. Az erősítő terhelése egy olyan hangszóró (vagy hangszórókészlet), amelynek impedanciája általában 40 és 80 között van, ezért a teljesítményerősítő végfokozatának képesnek kell lennie arra, hogy nagy áramokat biztosítson az alacsony impedanciájú hangszórók tekercsének gerjesztésére. A különféle típusú erősítők elektromos jellemzőinek megkülönböztetésére alkalmazott egyik módszer az "osztály", így az erősítőket áramkörök konfigurációja és működési módjaik szerint osztályozzák.
Az erősítő osztályok a kimeneti jel összegét jelentik, amely az erősítő áramkörében egy működési ciklusban változik, szinuszos bemeneti jellel való gerjesztése esetén. Az erősítők besorolása a nagyvonalú jelerősítésben alkalmazott, de nagyon alacsony hatásfokú, teljesen lineáris feldolgozástól a nemlineáris teljes feldolgozásig terjed, ha nem annyira fontos a jel hű reprodukciója, de amelyek nagy hatékonysággal rendelkeznek, és más típusok/osztályok, amelyek kompromisszumot képeznek a kettő között. Az amplifikációs osztályok főleg két alapcsoportra koncentrálódnak. Az első csoportba tartozókat klasszikusan az amplifikációs meredekségen szabályozzák, a leggyakoribb amplifikációs osztályok az A, B, AB és C osztályok, amelyeket a végek vezetési állapota határoz meg a jellemző és implicit módon a kimeneti hullámforma területén. . Az erősítők második kategóriája újabb, az úgynevezett "kapcsolás", a D, E, F, G, S, T stb. Erősítési osztályok, amelyek digitális áramköröket és impulzus-idő modulációt (PWM) használnak feldolgozással "teljesen nyitott" vagy "teljesen lezárt" jel.
A osztályú erősítő
Az A osztályú erősítők a séma egyszerűsége miatt a leggyakrabban használt erősítők. Az A osztály szó szerint az alacsony torzítás következtében az erősítők "legjobb osztályát" is jelenti, és az összes elemzett erősítőosztály legjobb hangzásával vannak besorolva, a legjobb linearitással a többi osztályhoz képest, amelyek a jellemző lineáris részében működnek. Tranzisztort (bipoláris, FET stb.) Használnak, amelyek közös emitterkonfigurációban vannak összekapcsolva a jel mindkét félalternációjához, a tranzisztoron keresztül tartósan áramot vezetve át, még akkor is, ha az bázison nem kap jelet. Ez azt jelenti, hogy a bipoláris tranzisztorokkal, MOSFET-ekkel vagy IGBT-kkel rendelkező végső szakasz nem lép át a korlátozó vagy telítettségi zónába, ezek polarizálódnak úgy, hogy a Q működési pont a terhelési vonal közepének közepén helyezkedik el. Az a tény, hogy a tranzisztor soha nem lóg, néha hátrány.
A linearitás és az erősítés elérése érdekében az A osztályú erősítő kimeneti fokozata polarizált, azaz mindig vezetőképes.
B osztályú erősítő
AB osztályú erősítő
Ahogy a neve is sugallja, az AB osztályú erősítő a fentebb tárgyalt "A osztályú" és "B osztályú" erősítők kombinációja. Az AB osztályú erősítők a legelterjedtebben használt audio erősítők. Az AB osztályú erősítő a B osztályú erősítő egyik változata, a fentiek szerint, azzal a különbséggel, hogy mindkét tranzisztor egyidejűleg működhet a működési pont körül folyamatos hullámként, kiküszöbölve a torzítási problémákat. nulla keresztezésnél, amelyet a fentiekben a B. osztályú erősítő ismertetett. A két tranzisztor nagyon alacsony előfeszültséggel rendelkezik, általában a készenléti áram 5-10% -ával nyitja meg a tranzisztorokat közvetlenül a jel nulla keresztezési pontja felett Viccként azt mondhatnánk, hogy 5% az A osztályban van.
Ezért az AB osztályú erősítőben mindegyik push-pull tranzisztor a B osztályú félváltás több mint felét végzi, de jóval kevesebb, mint egy teljes vezetési ciklus, mint az A osztályú. Más szavakkal, az erősítő vezetőszöge Az AB osztály 180 ° és 360 ° között van, a választott működési ponttól függően, amint az az alábbi grafikonon látható: Ennek a kis torzító feszültségnek az előnye, amelyet soros diódákkal vagy ellenállásokkal kapunk, az, hogy a keresztirányú torzítás A B osztályú erősítő jellemzőinek túllépése meghaladja és kiküszöböli az A osztályú erősítő hiányosságait. Tehát az AB osztályú erősítő a hatékonyság és a linearitás szempontjából jó kompromisszumot jelent az A és a B osztály között, az átalakítási hozamok elérik az 50–60% -ot.
C osztályú erősítő
A C osztályú erősítőnek van a legnagyobb hatékonysága, de az itt említett összes erősítőosztály közül a legnagyobb a nemlinearitása is. Az előző A, B és AB osztályok lineáris erősítőknek számítanak, a kimeneti jeleknek amplitúdója és fázisa lineáris kapcsolatban áll a bemeneti jelek amplitúdójával és fázisával. A C osztályú erősítőben a kimeneti áram nulla a bemenő szinuszos jel ciklusának több mint felénél, a tranzisztor blokkolási pontja körül dolgozik. Más szavakkal, a tranzisztor vezetési szöge, amely jóval kisebb, mint 180 °, és amely a 90 ° -os terület körül helyezkedik el, 80% feletti hatékonyságot biztosít, de erősen torzítja a kimeneti jelet, amely nem erősítő audió erősítő. A C osztályú erősítőket nagy frekvenciájú szinuszos oszcillátorokban és bizonyos típusú rádiófrekvenciás erősítőkben használják, ahol az erősítő kimenetén keletkező áramimpulzusok egy bizonyos frekvenciájú szinuszos jeleket képeznek, LC-rezonáns áramkörök felhasználásával a kollektor áramkörében.
Láttuk, hogy az erősítő egyenáramú működési pontja (Q pont) meghatározza az erősítő besorolását. Ha a Q pont helyzetét az erősítők jelleggörbéjének terhelési vonalán a távolság felére állítja, akkor az erősítő A osztályban fog működni. A Q pont mozgatásával a terhelési vonal alsó területén az erősítő AB, B vagy C osztályba kerül. Az erősítő statikus működési pontjának egyenáramban történő elhelyezéséhez viszonyítva az alábbiakban példa: Az erősítők osztályai és hatékonysága És az audio erősítőkben számos nagy hatásfokú osztály létezik, amelyek különböző kapcsolási technikákat alkalmaznak az energiaveszteség csökkentése és a hatékonyság növelése érdekében. Egyes erősítőosztályok RLC rezonátorokat vagy többszörös tápfeszültséget használnak a veszteségek csökkentésére vagy az erősítők DSP (Digital Signal Processing) áramkörökkel, amelyek impulzus-idő modulációs (PWM) kapcsolási technikákat alkalmaznak.
D osztályú erősítő
A D osztályú hangerősítő valójában kapcsolóerősítő vagy nemlineáris PWM erősítő. A D osztályú erősítőkkel elméletileg 100% -os hatékonyság érhető el, mert egy ciklus alatt nincs olyan időszak, amelyben a feszültség a vezérlőelemre, a tranzisztorra esik, amelynek kizárólag az áramkapcsoló szerepe van.
F osztályú erősítő
Az F osztályú erősítőkben mind a kimenetet, mind a kimenő teljesítményt növelik azáltal, hogy a kimeneti hálózatban lévő harmonikus rezonátorok segítségével a jel téglalap alakú jellé alakul. Az F osztályú erősítők hatékonysága meghaladja a 90% -ot, ha végtelen harmonikus hangolást használunk.
G osztályú erősítő
Fejlesztéseket kínál az AB osztályú erősítő alaprendszerében. A G osztály több tápvezetéket használ különböző feszültségeken, és a bemeneti jel alakulásától függően automatikusan átvált ezek között. Ez a kapcsoló folyamatosan csökkenti a felesleges energiafogyasztást és a hőelvezetés által okozott energiaveszteséget.
I. osztályú erősítő
S osztályú erősítő
Az S osztályú erősítő egy nem lineáris kapcsolóerősítő, amely hasonlóan működik, mint a D osztályú erősítő. Az S osztályban az erősítő az analóg bemeneti jeleket delta-sigma modulátorral téglalap alakú impulzusokká alakítja, erősíti őket a kimenő teljesítmény növelése érdekében, majd sáváteresztő szűrővel demodulált. Digitális jelek segítségével ez a kapcsolóerősítő felerősíti a 0 és 1 jeleket (nyitott/zárva), ahol az elvezetett teljesítmény gyakorlatilag nulla, és elérhető a 100% -os hatékonyság.
T osztályú erősítő
Ez egy másik típusú digitális kapcsolóerősítő. A T osztályú erősítőket egyre inkább erőteljes hangerősítőként vagy többcsatornás térhatású hangként használják, egy DSP processzort használva, amely a digitális jelet feldolgozza, az analóg jeleket PWM digitális jelekké alakítja, hogy modulálja az erősítést, és ezzel magas hozamot érjen el. A T osztályú erősítők az AB osztályú torzítások alacsony szintjét kombinálják a D osztályú erősítők energiahatékonyságával.
