Klasy i klasyfikacja wzmacniaczy wraz z ich zastosowaniami

Klasy i klasyfikacja wzmacniaczy wraz z ich zastosowaniami

Wcześniej, przed wynalezieniem wzmacniacze elektroniczne , sprzężone mikrofony węglowe są używane jako prymitywne wzmacniacze w repeaterach telefonicznych. Pierwszym urządzeniem elektronicznym, które praktycznie wzmacniało, była lampa próżniowa Audion, wynaleziona przez Lee De Forest w roku 1906. Termin „wzmacniacz i wzmocnienie” pochodzi od łacińskiego „amplificare”, aby powiększyć lub powiększyć. Lampa próżniowa jest jedynym urządzeniem upraszczającym od 40 lat i dominującą elektroniką do 1947 roku. Kiedy pierwszy BJT był na rynku, wywołał kolejną rewolucję w elektronice i jest pierwszym przenośnym urządzeniem elektronicznym, takim jak radio tranzystorowe, opracowanym w 1954 roku. W artykule omówiono klasy i klasyfikację wzmacniaczy.



Co to jest wzmacniacz i klasyfikacja wzmacniaczy?

Po prostu wzmacniacze są nazywane jako wzmacniacze. Wzmacniacz jest urządzeniem elektronicznym służącym do zwiększania sygnału prądu, napięcia i mocy. Funkcja wzmacniacza polega na wykorzystaniu mocy z Zasilanie i większej wysokości, kontroluje sygnał wyjściowy za pomocą sygnału wejściowego. Wzmacniacz moduluje wyjście z zasilacza na podstawie właściwości sygnału wejściowego. Wzmacniacz jest zupełnie przeciwny do tłumika, jeśli wzmacniacz zapewnia wzmocnienie, stąd tłumik zapewnia tłumienie. Wzmacniacz jest również dyskretną częścią obwód elektryczny który jest kontynuowany na drugim urządzeniu.


Wzmacniacz

Wzmacniacz





We wszystkich urządzeniach elektronicznych stosowany jest wzmacniacz. Wzmacniacze można podzielić na różne typy. Pierwszą z nich jest poprawianie częstotliwości sygnału elektronicznego. Kolejnym jest wzmacniacz audio i wzmacnia sygnał w zakresie poniżej 20 kHz, a wzmacniacz RF wzmacnia zakresy częstotliwości radiowych od 20 kHz do 300 kHz. Ostatnim z nich jest jakość prądu i wzmacnianie napięcia

Istnieją różne typy wzmacniaczy, w tym wzmacniacz prądowy, wzmacniacz napięciowy lub wzmacniacz transkonduktancyjny i wzmacniacz tranzystorowy. Obecnie większość wzmacniaczy używanych na rynku to tranzystory, ale w niektórych zastosowaniach używane są również lampy próżniowe.



Klasyfikacja wzmacniaczy

Plik klasyfikacja wzmacniaczy pokazano poniżej

  • Zmienna wejściowa i wyjściowa
  • Wspólny terminal
  • Jednostronne i dwustronne
  • Odwracanie i nieodwracanie
  • Metoda łączenia międzystopniowego
  • Zakres częstotliwości
  • Funkcjonować

Zmienna wejściowa i wyjściowa

Wzmacniacz elektroniczny wykorzystuje tylko jedną zmienną, tj. Prąd lub napięcie. Może to być prąd lub napięcie, które może być użyte na wejściu lub na wyjściu. Istnieją cztery typy wzmacniaczy, które zależą od źródła używanego do analizy liniowej.


Wejście wynik Zależne źródło Typ wzmacniacza Zdobądź jednostki

ja

ja

Obecne kontrolowane źródło prądu CCCSAktualny wzmacniaczBez jednostek

ja

V

Źródło prądu kontrolowanego CCVSWzmacniacz oporowy transOm

V

ja

Źródło prądu sterowane napięciem VCCSWzmacniacz przewodności transSiemens

V

V

Źródło napięcia kontrolowanego VCVSWzmacniacz napięciaBez jednostek

Wspólny terminal

Klasyfikacja wzmacniacza opiera się na zacisku urządzenia, które jest wspólne dla obwodu wejściowego i wyjściowego. W tranzystorze bipolarnym istnieją trzy klasy, a mianowicie. wspólny emiter, wspólna baza i wspólny kolektor. W przypadku Tranzystor polowy , ma odpowiednie konfiguracje, takie jak wspólne źródło, wspólna bramka i wspólny dren. Zwykły emiter najczęściej zapewnia wzmocnienie napięcia przyłożonego między bazą a emiterem. Sygnał wejściowy między kolektorem a emiterem jest odwrócony względem wejścia. Wspólny obwód kolektora nazywany jest popychaczem emitera, popychaczem źródła i popychaczem katody.

Jednostronne i dwustronne

Wzmacniacz, którego wyjście nie wyświetla sprzężenia zwrotnego po stronie wejściowej, nazywany jest jednostronnym. Jednostronny wzmacniacz impedancji wejściowej jest niezależny od obciążenia, a impedancja wyjściowa jest impedancją niezależnego źródła sygnału.

Wzmacniacz, który wykorzystuje sprzężenie zwrotne do podłączenia części wyjścia z powrotem do wejścia, nazywany jest wzmacniaczem dwustronnym. Impedancja wejściowa wzmacniacza dwustronnego zależy od obciążenia i impedancji wyjściowej impedancji źródła. Wzmacniacze liniowe jednostronne i dwustronne są oznaczone jako sieci z dwoma portami.

Odwracanie i nieodwracanie

W tym przypadku klasyfikacja wzmacniacza wykorzystuje zależność fazową sygnału wejściowego do sygnału wyjściowego. Wzmacniacz odwracający daje sygnał wyjściowy przesunięty o 180 stopni w fazie z sygnałem wejściowym.

Wzmacniacz nieodwracający zapewnia ciągłą fazę przebiegów sygnału wejściowego, a emiter jest wzmacniaczem nieodwracającym. Popychacz napięcia nazywany jest wzmacniaczem nieodwracającym i ma wzmocnienie jedności.

Metoda łączenia międzystopniowego

Ten typ wzmacniacza jest klasyfikowany przy użyciu metody sprzęgania sygnału na wejściu, wyjściu i między stopniami. Istnieją różne typy metod wzmacniacza sprzężenia międzystopniowego.

  • Wzmacniacz sprzężenia rezystancyjno-pojemnościowego
  • Wzmacniacz sprzężenia indukcyjno-pojemnościowego
  • Transformowany wzmacniacz sprzęgający
  • Wzmacniacz ze sprzężeniem bezpośrednim

Klasy wzmacniaczy

Poniżej wymieniono różne typy klas wzmacniaczy

  • Wzmacniacz klasy A.
  • Wzmacniacz klasy B.
  • Wzmacniacz klasy C.
  • Wzmacniacz klasy D.
  • Wzmacniacz klasy AB
  • Wzmacniacz klasy F.
  • Wzmacniacz klasy S.
  • Wzmacniacz klasy R.

Wzmacniacz klasy A.

Wzmacniacze klasy A są prostymi wzmacniaczami, a ten wzmacniacz jest najczęściej używanymi wzmacniaczami. Zasadniczo wzmacniacze klasy A są wzmacniaczami najlepszej klasy ze względu na ich niski poziom zniekształceń. Ten wzmacniacz jest najlepszy w systemie audio iw większości systemów dźwiękowych używa wzmacniacza klasy A. Wzmacniacze klasy A są tworzone przez urządzenia stopnia wyjściowego, które są spolaryzowane do pracy w klasie A. Porównując wzmacniacze innych klas do wzmacniaczy klasy A ma najwyższą liniowość.

Wzmacniacz klasy A.

Wzmacniacz klasy A.

Aby uzyskać wysoką liniowość i wzmocnienie we wzmacniaczu klasy A, wyjście wzmacniacza klasy A powinno być zawsze włączone. Stąd o wzmacniaczu mówi się, że jest w klasie A. Idealny prąd zerowy w stopniu wyjściowym powinien być równy lub większy niż maksymalny prąd obciążenia wymagany do wytworzenia większej ilości sygnału.

Zalety

  • Eliminuje zniekształcenia nieliniowe
  • Ma niskie napięcie tętnienia
  • Nie wymaga żadnej kompensacji częstotliwości
  • Nie ma zniekształceń krzyżowych i przełączania
  • Występują niskie zniekształcenia harmoniczne we wzmacniaczu napięcia i prądu

Niedogodności

  • Transformatory zastosowane w tym wzmacniaczu są masowe i kosztowne
  • Wymaga dwóch identycznych tranzystorów

Wzmacniacz klasy B.

Wzmacniacze klasy B to dodatnie i ujemne połówki sygnałów, które są przypisane do różnych części obwodów, a urządzenie wyjściowe jest stale włączane i wyłączane. Podstawowe wzmacniacze klasy B są używane w dwóch komplementarnych tranzystorach, które są FET i bipolarne. Te dwa tranzystory każdej połowy przebiegu wraz z wyjściem są skonfigurowane w układzie przeciwsobnym. Stąd każdy wzmacniacz tylko połowę przebiegu wyjściowego.

Wzmacniacz klasy B.

Wzmacniacz klasy B.

We wzmacniaczu klasy B, jeśli sygnał wejściowy jest dodatni, to tranzystor o polaryzacji dodatniej przewodzi i tranzystor ujemny jest wyłączany. Jeśli sygnał wejściowy jest ujemny, tranzystor dodatni wyłącza się, a tranzystor spolaryzowany ujemnie włącza się. Stąd tranzystor przewodzi połowę czasu, niezależnie od tego, czy może to być dodatnie lub ujemne półcyklu sygnału wejściowego.

Zalety

  • Pewna ilość zniekształceń w obwodzie daje większą moc wyjściową na urządzenie, ponieważ nie ma obecności parzystych harmonicznych
  • Zastosowanie układu przeciwsobnego we wzmacniaczu klasy B eliminuje parzystą harmoniczną

Niedogodności

  • We wzmacniaczu klasy B występuje wysokie zniekształcenia harmoniczne
  • W tym wzmacniaczu nie ma potrzeby odchylenia własnego

Aplikacje

  • Wzmacniacze klasy B są stosowane w tanich projektach
  • Ten wzmacniacz ma większe znaczenie niż wzmacniacz w klasie A.
  • Wzmacniacz klasy B cierpi na poważne zniekształcenia, jeśli poziom sygnału jest niski

Wzmacniacz klasy AB

Klasa AB to połączenie wzmacniacza klasy A i klasy B. Stosowane są wzmacniacze klasy AB powszechnie we wzmacniaczach mocy audio . Z diagramu wynika, że ​​dwa tranzystory mają niewielką ilość napięcia, która wynosi od 5 do 10% prądu spoczynkowego i polaryzują tranzystor tuż powyżej punktu odcięcia. Wtedy urządzenie może być FET lub bipolarne będzie włączone przez ponad połowę cyklu, ale jest to mniej niż jeden pełny cykl sygnału wejściowego. Stąd w konstrukcji wzmacniacza pracującego w klasie AB każdy z tranzystorów przeciwsobnych przewodzi nieco więcej niż pół cyklu przewodzenia w klasie B, ale znacznie mniej niż pełny cykl przewodzenia w klasie A.

Wzmacniacz klasy AB

Wzmacniacz klasy AB

Kąt przewodzenia wzmacniacza klasy AB wynosi od 1800 do 3600, w zależności od punktu polaryzacji. Zaletą małego napięcia polaryzacji jest podanie rezystancji szeregowej i diody.

Zalety

  • Klasa AB ma zachowanie liniowe
  • Konstrukcja tego wzmacniacza jest bardzo prosta
  • Zniekształcenie tego wzmacniacza jest mniejsze niż 0,1%
  • Jakość dźwięku tego dźwięku jest bardzo wysoka

Niedogodności

  • Straty mocy tego wzmacniacza generują ciepło i wymagają dużej ilości radiatora
  • Ten wzmacniacz ma niską sprawność energetyczną, a średnia wydajność jest mniejsza niż 50%

Aplikacje

Wzmacniacze klasy AB są używane w systemach hi-fi.

Wzmacniacz klasy C.

Plik konstrukcja wzmacniacza klasy C. ma dużą wydajność i słabą liniowość. W poprzednich wzmacniaczach omówiliśmy klasę A, B i AB to wzmacniacze liniowe. Wzmacniacz klasy C jest silnie spolaryzowany, stąd prąd wyjściowy jest równy zeru przez ponad połowę sygnału wejściowego, a tranzystor pracuje na biegu jałowym w punkcie odcięcia. Ze względu na poważne zniekształcenia dźwięku, wzmacniacze klasy C mają drgania sinusoidalne o wysokiej częstotliwości.

Wzmacniacz klasy C.

Wzmacniacz klasy C.

Zalety

  • Sprawność wzmacniacza klasy C jest wysoka
  • We wzmacniaczach klasy C wielkość fizyczna jest mała dla danej mocy O / P

Niedogodności

  • Liniowość wzmacniacza klasy C jest niska
  • Wzmacniacze klasy C nie są używane we wzmacniaczach audio
  • Zakres dynamiki wzmacniacza klasy c jest zmniejszony
  • Wzmacniacz klasy C będzie wytwarzał więcej interfejsów RF

Aplikacje

Ten wzmacniacz jest używany we wzmacniaczach RF

Wzmacniacz klasy D.

Wzmacniacz klasy D to nieliniowe wzmacniacze przełączające lub wzmacniacze PWM. Ten wzmacniacz może teoretycznie osiągnąć 100% sprawności i nie ma okresu w trakcie cyklu. Przebiegi napięć i prądów nakładają się prąd pobierany jest tylko za pomocą tranzystora będącego w stanie załączenia. Te wzmacniacze są również nazywane wzmacniaczami cyfrowymi.

Wzmacniacz klasy D.

Wzmacniacz klasy D.

Zalety

  • Wzmacniacz klasy D ma większą sprawność, która przekracza 90%
  • We wzmacniaczach klasy D występuje niskie straty mocy

Niedogodności

Konstrukcja wzmacniacza klasy D jest bardziej złożona niż wzmacniacza klasy AB.

Aplikacje

  • Wzmacniacz ten jest używany w kartach dźwiękowych urządzeń mobilnych i komputerów osobistych
  • Wzmacniacze te są stosowane w samochodach wzmacniaczy subwoofera audio.
  • Obecnie w większości zastosowań te wzmacniacze są używane.

Wzmacniacz klasy F.

Wzmacniacze F służą do zwiększania wydajności i mocy rezonatorów harmonicznych w postaci sieci wyjściowej oraz do kształtowania przebiegu wyjściowego w postaci fali prostokątnej. Wzmacniacze klasy F mają ponad 90% sprawności, jeśli używane jest nieskończone dostrajanie harmonicznych.

Wzmacniacz klasy F.

Wzmacniacz klasy F.

Wzmacniacz klasy S.

Wzmacniacze klasy S działają podobnie jak wzmacniacze klasy D. Te wzmacniacze są nieliniowymi wzmacniaczami impulsowymi. Konwertuje analogowe sygnały wejściowe na cyfrowe impulsy fali prostokątnej przy użyciu modulacji delta-sigma. Wzmacnia je, aby zwiększyć moc wyjściową za pomocą filtra pasmowego. Sygnał cyfrowy wzmacniacza przełączającego jest całkowicie włączony lub wyłączony, a jego sprawność może osiągnąć 100%.

Wzmacniacz klasy S.

Wzmacniacz klasy S.

Wzmacniacz klasy T.

Wzmacniacze klasy T są zaprojektowane z rodzajem cyfrowych wzmacniaczy przełączających. Obecnie wzmacniacze te stały się bardziej popularne jako konstrukcja wzmacniaczy audio ze względu na rozszerzenie układu DSP i wielokanałowego wzmacniacza dźwięku. Ten wzmacniacz przetwarza sygnał z sygnału analogowego na cyfrowy sygnał modulacji szerokości impulsu, a wzmocnienie zwiększa wydajność wzmacniacza. Wzmacniacze klasy T są połączeniem sygnału o niskich zniekształceniach wzmacniacza klasy AB, a druga to sprawność wzmacniacza klasy D.

Wzmacniacz klasy T.

Wzmacniacz klasy T.

Wzmacniacz klasy G.

Wzmocnienie wzmacniacza klasy G jest podstawą wzmacniacza klasy AB. Wzmacniacz klasy G stosowany w wielu szynach zasilających o różnych napięciach. Automatycznie przełącza się między szynami zasilającymi, gdy zmienia się sygnał wejściowy. Przełączanie styków zmniejsza średni pobór mocy, stąd utrata mocy jest wytwarzana przez marnowane ciepło. Poniższy schemat obwodu przedstawia wzmacniacz klasy G.

Wzmacniacz klasy G.

Wzmacniacz klasy G.

W tym artykule opisano klasyfikację wzmacniaczy. Ponadto wszelkie pytania, czułem, że coś zostało pominięte, chcesz poznać jakiekolwiek informacje na określony temat, daj mi znać, komentując w sekcji komentarzy poniżej. Oto pytanie do Ciebie, Jakie funkcje pełnią różne typy wzmacniaczy?

Kredyty fotograficzne: