O triedach zosilňovačov
WebCreator.ro podporuje malé podniky
Výkonové zosilňovače sa líšia v spôsobe fungovania výstupných poschodí.
Pre ideálny zosilňovač sú hlavnými prevádzkovými charakteristikami linearita, zisk signálu, účinnosť (účinnosť) a výkon. Fyzicky však v zosilňovačoch existuje kompromis medzi týmito vlastnosťami. Zaťažením zosilňovača je reproduktor (alebo súprava reproduktorov) s impedanciou zvyčajne medzi 40 a 80, takže koncový stupeň výkonového zosilňovača musí byť schopný poskytnúť vysoké prúdy na budenie cievok nízkoimpedančných reproduktorov. Jednou z metód, ktorá sa používa na rozlíšenie elektrických charakteristík rôznych typov zosilňovačov, je „trieda“, takže sa zosilňovače klasifikujú podľa ich konfigurácie obvodu a režimu činnosti.
Triedy zosilňovača predstavujú súčet výstupného signálu, ktorý sa mení v obvode zosilňovača v pracovnom cykle v prípade jeho excitácie sínusovým vstupným signálom. Klasifikácia zosilňovačov sa líši od plne lineárneho spracovania, ktoré sa používa pri vysoko vernom zosilnení signálu, ale s veľmi nízkou účinnosťou, až po nelineárne úplné spracovanie, ak nie je tak dôležité verná reprodukcia signálu, ale ktoré majú vysokú účinnosť, a ďalšie typy/triedy, ktoré vytvárajú kompromis medzi nimi. Triedy zosilňovania sú sústredené hlavne do dvoch základných skupín. Tí v prvej skupine sú klasicky riadení na amplifikačnej strmosti, najbežnejšie triedy zosilnenia sú triedy A, B, AB a C, ktoré sú definované stavom vodivosti koncov na oblasti charakteristiky a implicitne z výstupného tvaru vlny. . Druhou kategóriou zosilňovačov sú novšie, takzvané „spínacie“ zosilňovacie triedy D, E, F, G, S, T atď., Ktoré využívajú digitálne obvody a impulznú moduláciu (PWM), spracovaním signál „úplne otvorený“ alebo „úplne uzamknutý“.
Zosilňovač triedy A.
Zosilňovače triedy A sú najpoužívanejšie zosilňovače kvôli jednoduchosti schémy. Trieda A tiež doslova znamená „najlepšiu triedu“ zosilňovačov z dôvodu nízkeho skreslenia a sú hodnotené najlepším zvukom zo všetkých analyzovaných tried zosilňovačov s najlepšou linearitou v porovnaní s ostatnými triedami, ktoré pracujú v lineárnej časti prvku. Používajú tranzistor (bipolárny, FET atď.) Pripojený v spoločnej konfigurácii vysielača pre obe semiaternácie signálu, cez tranzistor permanentne prechádza prúdom, aj keď neprijíma žiadny signál na základni. To znamená, že konečný stupeň s bipolárnymi tranzistormi, MOSFET alebo IGBT neprechádza do obmedzovacej alebo saturačnej zóny, sú polarizované tak, že pracovný bod Q je umiestnený v strede stredu záťažovej čiary. Skutočnosť, že tranzistor nikdy nezastaví, je niekedy nevýhodou.
Na dosiahnutie linearity a zisku je koncový stupeň zosilňovača triedy A polarizovaný, tj. Je vždy vo vodivosti.
Zosilňovač triedy B.
Zosilňovač triedy AB
Ako názov napovedá, zosilňovač triedy AB je kombináciou vyššie popísaných zosilňovačov typu „Class A“ a „Class B.“ Zosilňovače triedy AB sú niektoré z najbežnejšie používaných typov výkonových zosilňovačov zvuku. Zosilňovač triedy AB je variantom zosilňovača triedy B, ako je popísaný vyššie, s tým rozdielom, že obidva tranzistory môžu pracovať súčasne okolo prevádzkového bodu ako spojitá vlna, čím sa eliminujú problémy so skreslením. pri prechode nulou, ktorý je popísaný vyššie v zosilňovači triedy B. Dva tranzistory majú veľmi nízke predpätie, zvyčajne 5 - 10% pohotovostného prúdu na otvorenie tranzistorov tesne nad nulovým bodom signálu, Zo žartu by sme mohli povedať, že v triede A prejde 5%.
Preto v zosilňovači triedy AB každý z push-pull tranzistorov vedie viac ako polovicu polovičnej alternácie triedy B, ale oveľa menej ako úplný vodivý cyklus ako v triede A. Inými slovami, uhol vedenia zosilňovača trieda AB je niekde medzi 180 ° a 360 °, v závislosti od zvoleného prevádzkového bodu, ako je vidieť na nasledujúcom grafe: Výhodou tohto malého predpätia, ktoré sa dosahuje pri sériových diódach alebo rezistoroch, je to, že vzniklo krížové skreslenie charakteristík zosilňovača v triede B je prekročená a eliminuje nedostatky zosilňovača v triede A. Takže zosilňovač v triede AB je dobrým kompromisom medzi triedou A a triedou B, pokiaľ ide o účinnosť a linearitu, s výťažkami konverzie dosahujúcimi okolo 50% až 60%.
Zosilňovač triedy C.
Zosilňovač triedy C má najvyššiu účinnosť, ale má aj najvyššiu nelinearitu zo všetkých tu uvedených tried zosilňovačov. Predchádzajúce triedy, A, B a AB sa považujú za lineárne zosilňovače, pričom výstupné signály majú amplitúdu a fázu v lineárnom vzťahu s amplitúdou a fázou vstupných signálov. V zosilňovači triedy C je výstupný prúd nulový po viac ako polovicu cyklu vstupného sínusového signálu, pričom tranzistor pracuje okolo svojho bodu blokovania. Inými slovami, uhol vedenia tranzistora, ktorý je oveľa menší ako 180 °, je umiestnený okolo oblasti 90 °, poskytuje účinnosť viac ako 80%, ale silne skresľuje výstupný signál, čo sa ako zvukový zosilňovač neodporúča. Zosilňovače triedy C sa používajú vo vysokofrekvenčných sínusových oscilátoroch a v určitých druhoch vysokofrekvenčných zosilňovačov, kde prúdové impulzy produkované na výstupe zosilňovača vytvárajú sínusové signály určitej frekvencie pomocou rezonančných obvodov LC v obvode kolektora. Závery o triedach zosilňovačov.
Videli sme, že statický bod činnosti jednosmerného prúdu (bod Q) zosilňovača určuje klasifikáciu zosilňovača. Nastavením polohy bodu Q na polovicu vzdialenosti charakteristickej krivky zosilňovačov na linke zaťaženia bude zosilňovač pracovať v triede A. Pohybom bodu Q v dolnej oblasti línie zaťaženia sa zosilňovač presunie do triedy AB, B alebo C. zosilňovača vo vzťahu k umiestneniu statického pracovného bodu v jednosmernom prúde je príklad uvedený nižšie: Triedy a účinnosť zosilňovačov A v audio zosilňovačoch existuje niekoľko tried vysokej účinnosti, ktoré používajú rôzne spínacie techniky na zníženie strát energie a zvýšenie účinnosti. Niektoré triedy zosilňovačov používajú RLC rezonátory alebo viacnásobné napájacie napätie na zníženie strát alebo zosilňovače s obvodmi DSP (Digital Signal Processing), ktoré používajú spínacie techniky pulznej modulácie (PWM).
Zosilňovač triedy D.
Zosilňovač triedy D je vlastne spínací zosilňovač alebo nelineárny zosilňovač PWM. So zosilňovačmi triedy D je teoreticky možné dosiahnuť 100% účinnosť, pretože počas cyklu nedochádza k žiadnemu obdobiu, v ktorom by pokleslo napätie na riadiacom prvku, tranzistore, ktorý má výlučne úlohu prúdového spínača.
Zosilňovač triedy F
V zosilňovačoch triedy F sa výstup aj výstupný výkon zvyšujú použitím harmonických rezonátorov vo výstupnej sieti na vytvorenie signálu do obdĺžnikového signálu. Pri použití nekonečného harmonického ladenia majú zosilňovače triedy F vysokú účinnosť, viac ako 90%.
Zosilňovač triedy G
Ponúka vylepšenia základnej schémy zosilňovača triedy AB. Trieda G používa niekoľko napájacích vedení s rôznym napätím a medzi týmito vedeniami sa automaticky prepína v závislosti od vývoja vstupného signálu. Tento prepínač neustále znižuje zbytočnú spotrebu energie a straty energie spôsobené odvodom tepla.
Zosilňovač triedy I.
Zosilňovač triedy S.
Výkonový zosilňovač triedy S je nelineárny spínací zosilňovač, ktorý pracuje podobne ako zosilňovač triedy D. V triede S zosilňovač prevádza analógové vstupné signály na obdĺžnikové impulzy pomocou modulátora delta-sigma, zosilňuje ich na zvýšenie výstupného výkonu a potom sú demodulované pásmovým filtrom. Pomocou digitálnych signálov tento spínací zosilňovač zosilňuje signály 0 a 1 (otvorené/zamknuté), kde je rozptýlený výkon prakticky nulový, pričom je možné dosiahnuť 100% účinnosť.
Zosilňovač triedy T
Je to ďalší typ digitálneho spínacieho zosilňovača. Zosilňovače triedy T sa čoraz viac používajú ako výkonové zvukové zosilňovače alebo viackanálový priestorový zvuk, využívajúc procesor DSP, ktorý spracováva digitálny signál, prevádza analógové signály na digitálne signály PWM na moduláciu zosilnenia, čím sa dosahujú vysoké výťažky. Zosilňovače triedy T kombinujú nízke úrovne skreslenia triedy AB s energetickou účinnosťou zosilňovača triedy D.
