Относно класовете на усилвателите
WebCreator.ro поддържа малък бизнес
Усилвателите на мощност се различават по начина, по който работят изходните етажи.
За идеален усилвател основните работни характеристики са линейност, усилване на сигнала, ефективност (ефективност) и мощност. Физически обаче при усилвателите има компромис между тези характеристики. Натоварването на усилвателя е високоговорител (или набор от високоговорители) с импеданс обикновено между 40 и 80, така че крайният етап на усилвателя на мощност трябва да може да осигури високи токове, които да възбуждат намотките на високоговорителите с нисък импеданс. Един метод, използван за разграничаване на електрическите характеристики на различните видове усилватели, е "клас", така че усилвателите се класифицират според тяхната схема на конфигурация и режим на работа.
Класовете на усилвателите представляват сумата от изходния сигнал, който варира в усилвателната верига в работен цикъл в случай на неговото възбуждане със синусоидален входен сигнал. Класификацията на усилвателите варира от напълно линейна обработка, използвана при усилване на сигнала с висока точност, но с много ниска ефективност, до нелинейна цялостна обработка, ако не е толкова важно вярно възпроизвеждане на сигнала, но които имат висока ефективност, следвайки и други видове/класове, които представляват компромис между двете. Класовете за усилване са концентрирани основно в две основни групи. Тези от първата група се контролират класически на наклона на усилване, като най-често срещаните класове на усилване са класове A, B, AB и C, които се определят от състоянието на проводимост на краищата върху област от характеристиката и по подразбиране на изходната форма на вълната. . Втората категория усилватели са по-нови, така наречените "превключване", класове на усилване от D, E, F, G, S, T и др., Които използват цифрови схеми и модулация на продължителността на импулса (PWM), чрез обработка „напълно отворен“ или „напълно заключен“ сигнал.
Усилвател клас А
Усилвателите от клас А са най-използваните усилватели поради простотата на схемата. Клас A, също буквално означава "най-добрият клас" усилватели поради ниско изкривяване и са оценени с най-добрия звук от всички анализирани класове усилватели, с най-добра линейност в сравнение с други класове, работещи в линейната част на характеристиката. Те използват транзистор (биполярен, FET и др.), Свързан в обща конфигурация на емитер и за двете полуалтернации на сигнала, през транзистора, преминаващ постоянно ток, дори ако не получава никакъв сигнал на основата. Това означава, че крайният етап с биполярни транзистори, MOSFET или IGBT не преминава в ограничаващата или наситената зона, като те се поляризират, така че работната точка Q се намира в средата на средата на товарната линия. Фактът, че транзисторът никога не виси, понякога е недостатък.
За да се постигне линейност и усилване, изходният етап на усилвател от клас А е поляризиран, т.е. той винаги е в проводимост.
Усилвател клас В
Усилвател клас AB
Както подсказва името, усилвателят Class AB е комбинация от усилвателите от тип "Class A" и "Class B". Усилвателите Class AB са едни от най-широко използваните видове усилватели на мощността на звука. Усилвателят от клас AB е вариант на усилвател от клас B, както е описано по-горе, с изключение на това, че и двата транзистора могат да работят едновременно около работната точка като непрекъсната вълна, като елиминират проблемите с изкривяването. при пресичане на нула, описано по-горе в усилвател клас В. Двата транзистора имат много ниско напрежение на отклонение, обикновено 5-10% от тока в режим на готовност, за да отворят транзисторите точно над точката на пресичане на нулата на сигнала, На шега бихме могли да кажем, че 5% преминават в клас А.
Следователно, в усилвателя клас AB всеки от издърпващите транзистори провежда повече от половината от полу-редуване от клас В, но много по-малко от пълен цикъл на проводимост като този в клас А. С други думи, ъгълът на проводимост на усилвателя клас AB е някъде между 180 ° и 360 °, в зависимост от избраната работна точка, както се вижда на графиката по-долу: Предимството на това малко напрежение на отклонение, получено със серийни диоди или резистори, е, че създаденото изкривяване на характеристиките на усилвателя в клас В е превишен и елиминира недостатъците на усилвателя в клас А. Така че усилвателят в клас АВ е добър компромис между клас А и клас Б, по отношение на ефективност и линейност, с добиви от преобразуване, достигащи около 50% до 60%.
Усилвател клас С
Усилвателят от клас С има най-висока ефективност, но има и най-висока нелинейност от всички класове усилватели, споменати тук. Предишните класове, A, B и AB се считат за линейни усилватели, като изходните сигнали имат амплитуда и фаза в линейна връзка с амплитудата и фазата на входните сигнали. В усилвателя от клас С изходният ток е нула за повече от половината от цикъла на входния синусоидален сигнал, транзисторът работи около своята блокираща точка. С други думи, ъгълът на проводимост на транзистора, който е много по-малък от 180 °, разположен около зоната от 90 °, дава ефективност над 80%, но силно изкривява изходния сигнал, което не се препоръчва като аудио усилвател. Усилватели от клас С се използват във високочестотни синусоидални осцилатори и в някои видове радиочестотни усилватели, където токовите импулси, произведени на изхода на усилвателя, образуват синусоидални сигнали с определена честота чрез използване на LC резонансни вериги в колекторната верига.
Видяхме, че статичната точка на работа в постоянен ток (точка Q) на усилвател определя класификацията на усилвателя. Чрез задаване на положението на точката Q на половината от разстоянието на товарната линия на характеристичната крива на усилвателите, усилвателят ще работи в клас А. Чрез преместване на точката Q в долната зона на товарната линия, усилвателят се премества в клас AB, B или C. на усилвателя във връзка с позиционирането на статичната работна точка в постоянен ток е илюстриран по-долу: Класове и ефективност на усилвателите И в аудио усилвателите има редица класове с висока ефективност, които използват различни техники на превключване за намаляване на загубите на мощност и увеличаване на ефективността. Някои класове усилватели използват RLC резонатори или множество захранващи напрежения за намаляване на загубите или усилватели с DSP (Цифрова обработка на сигнала) схеми, които използват техники за превключване на модулация с продължителност на импулса (PWM).
Усилвател клас D
Аудио усилвателят от клас D всъщност е превключващ усилвател или нелинеен PWM усилвател. С усилватели от клас D теоретично може да се постигне 100% ефективност, тъй като няма период по време на цикъл, в който напрежението да падне върху управляващия елемент, транзистора, който има изключително ролята на токов превключвател.
Усилвател клас F
В усилвателите от клас F, както изходната, така и изходната мощност се увеличават чрез използване на хармонични резонатори в изходната мрежа за формиране на сигнала в правоъгълен сигнал. Усилвателите от клас F имат висока ефективност, над 90%, когато се използва безкрайна хармонична настройка.
Усилвател клас G
Той предлага подобрения на основната схема на усилвателя клас AB. G-Class използва няколко захранващи линии при различни напрежения и автоматично превключва между тези линии в зависимост от развитието на входния сигнал. Този превключвател постоянно намалява ненужната консумация на енергия и загубите на енергия, причинени от разсейването на топлината.
Усилвател от клас I
Усилвател от S-клас
Усилвателят на мощност от клас S е нелинеен превключващ усилвател, който работи подобно на усилвателя от клас D. В клас S усилвателят преобразува аналоговите входни сигнали в правоъгълни импулси с делта-сигма модулатор, усилва ги, за да увеличи изходната мощност и след това те са демодулиран с лентов филтър. Използвайки цифрови сигнали, този превключващ усилвател усилва сигнали 0 и 1 (отворен/заключен), където разсейваната мощност е практически нула, като е възможно да се постигне 100% ефективност.
Усилвател клас Т
Това е друг тип цифрови комутационни усилватели. Усилвателите от клас Т се използват все по-често като усилватели на мощност или многоканален съраунд звук, като се използва DSP процесор, който обработва цифровия сигнал, преобразува аналогови сигнали в PWM цифрови сигнали, за да модулира усилването, като по този начин получава високи добиви. Усилвателите от клас T съчетават ниски нива на изкривяване от клас AB с енергийната ефективност на усилвател от клас D.
