Mga klase ng power amplifier

Sa electronics, ang Amplifier ay ang pinakakaraniwang ginagamit na circuit device na may malaking posibilidad ng aplikasyon. Sa Audio kaugnay na electronics pre-amplifier at power amplifiers ay dalawang magkakaibang uri ng mga amplifier system na ginagamit para sa mga hangarin na nauugnay sa pagpapalakas ng tunog. Ngunit, bukod sa layuning ito na tukoy sa application, maraming mga pagkakaiba-iba sa iba't ibang mga uri ng amplifier, pangunahin sa Mga Power Amplifier. Kaya't susuriin namin dito ang iba't ibang mga klase ng mga amplifier kasama ang kanilang mga kalamangan at kawalan.

Pag-uuri ng mga Amplifier gamit ang Mga Sulat

Ang mga klase ng amplifier ay ang pagkakakilanlan ng pagganap at mga katangian ng amplifier. Ang iba't ibang uri ng mga power amplifier ay nagbibigay ng iba't ibang mga tugon kapag dumadaan sa kanila sa kasalukuyan. Ayon sa kanilang pagtutukoy, ang mga Amplifier ay nakatalaga ng iba't ibang mga titik o alpabeto na kumakatawan sa kanilang mga klase. Mayroong iba't ibang mga klase ng amplifier simula sa A, B, C, AB, D, E, F, T atbp. Sa mga klase ay ang mga karaniwang ginagamit na klase ng audio amplifiers ay A, B, AB, C. Ang iba pang Mga Klase ay modernong amplifiers na gumagamit ng switching topologies at PWM (Pulse Width Modulation) na diskarte upang himukin ang output load. Minsan, ang pinahusay na bersyon ng tradisyunal na mga klase ay bibigyan ng isang liham upang maiuri ang mga ito bilang isang iba't ibang klase ng amplifier, tulad ng class G amplifier ay isang binagong klase ng Amplifier ng Class B o Class AB amplifier.

Ang mga klase ng amplifier ay kumakatawan sa proporsyon ng pag-ikot ng input kapag ang kasalukuyang ay naipasa sa pamamagitan ng amplifier. Ang pag-ikot ng pag-input ay ang anggulo ng pagpapadaloy na nagmula sa pagsasagawa ng sinusoidal wave sa input ng amplifier. Ang anggulo ng pagsasagawa na ito ay lubos na proporsyonal sa mga Amplifier sa oras sa isang buong pag-ikot. Kung ang amplifier ay palaging NAKA-ON sa isang siklo, ang anggulo ng pagpapadaloy ay 360 degree. Kaya, kung ang isang amplifier ay nagbibigay ng 360-degree na anggulo ng pagpapadaloy, ang amplifier ay gumamit ng kumpletong signal ng input at ng aktibong elemento na isinasagawa sa loob ng 100% na tagal ng panahon ng isang kumpletong siklo ng sinusoidal.

Sa ibaba, ipapakita namin ang tradisyonal na mga klase ng Power amplifier mula sa Class A, B, AB at C, at ipapakita din ang Class D amplifier na malawakang ginagamit sa mga disenyo ng paglipat. Ang mga klaseng ito ay hindi lamang ginagamit sa Power Amplifier ngunit ginagamit din sa mga Audio Amplifiers circuit.

Class A Amplifier

Ang Class A amplifier ay isang high gain amplifier na may mataas na linearity. Sa kaso ng Class A amplifier, ang anggulo ng pagpapadaloy ay 360 degree. Tulad ng sinabi namin sa itaas, ang isang anggulo ng pagpapadaloy ng 360-degree ay nangangahulugang ang aparato ng amplifier ay mananatiling aktibo sa buong oras at gumamit ng kumpletong signal ng pag-input. Sa imaheng nasa ibaba isang ideal na klase Ang isang amplifier ay ipinapakita.

Tulad ng nakikita natin sa imahe, mayroong isang aktibong elemento, isang transistor. Ang bias ng transistor ay nananatiling SA lahat ng oras. Dahil sa tampok na ito na hindi kailanman pinapatay, ang Class A amplifier ay nagbibigay ng mas mahusay na mataas na dalas at katatagan ng feedback loop. Maliban sa mga kalamangan na ito, ang Class A amplifier ay madaling buuin na may isang bahagi ng solong aparato at bilang ng minimum na mga bahagi.

Sa kabila ng mga kalamangan at mataas na linearity, tiyak, mayroon itong maraming mga limitasyon. Dahil sa patuloy na pag-uugali ng kalikasan, ipinakilala ng amplifier ng klase A ang mataas na pagkawala ng kuryente. Gayundin, dahil sa mataas na linearity, ang Class A amplifier ay nagbibigay ng pagbaluktot at mga ingay. Ang supply ng kuryente at ang pagtatayo ng bias ay nangangailangan ng maingat na pagpili ng sangkap upang maiwasan ang hindi nais na ingay at mabawasan ang pagbaluktot.

Dahil sa mataas na pagkawala ng kuryente sa Class A amplifier, nagpapalabas ito ng init at nangangailangan ng mas mataas na espasyo ng heat sink. Ang kahusayan ay napakahirap sa Class A amplifiers, theoretically, ang kahusayan ay nag-iiba sa pagitan ng 25 hanggang 30% kung ginamit sa karaniwang pagsasaayos. Ang kahusayan ay maaaring mapabuti gamit ang inductively kaisa na pagsasaayos ngunit ang kahusayan sa naturang kaso ay hindi hihigit sa 45-50%, sa gayon ito ay angkop lamang para sa mababang layunin ng pagpapalaki ng mababang antas ng lakas.

Class B Amplifier

Ang Class B amplifier ay medyo naiiba mula sa Class A. Ito ay nilikha gamit ang dalawang aktibong aparato na nagsasagawa ng kalahati ng aktwal na cycle, ibig sabihin, 180 degree ng cycle. Nagbibigay ang dalawang aparato ng pinagsamang kasalukuyang drive para sa pag-load.

Sa imaheng nasa itaas, ipinakita ang isang Ideal Class B amplifier na pagsasaayos. Binubuo ito ng dalawang mga aktibong aparato na nagkakampi ng isa-isa sa panahon ng positibo at negatibong kalahating ikot ng sinusoidal na alon at sa gayon ang signal ay naitulak o hinila sa pinalakas na antas mula sa parehong positibo at negatibong bahagi at pagsamahin ang resulta nakakakuha kami ng kumpletong pag-ikot sa output. Ang bawat aparato ay nakabukas o naging aktibong kalahati ng ikot, at dahil dito napabuti ang kahusayan, kumpara sa 25- 30% na kahusayan ng Class A amplifier, nagbibigay ito ng higit sa 60% na kahusayan sa teoretikal. Maaari naming makita ang bawat input ng aparato at output signal graph sa larawan sa ibaba. Ang kahusayan ay hindi hihigit sa 78% para sa Class B amplifier . Ang pagwawaldas ng init ay nai-minimize sa klase na ito na nagbibigay ng isang mababang puwang ng lababo ng init.

Ngunit, ang klase na ito ay mayroon ding limitasyon. Ang isang napakalalim na limitasyon ng klase na ito ay ang pagbaluktot ng crossover. Tulad ng dalawang aparato ay nagbibigay ng bawat kalahati ng mga sinusoidal na alon na pinagsama at sumali sa output, mayroong isang hindi pagtutugma (tawiran) sa rehiyon, kung saan pinagsama ang dalawang halves. Ito ay dahil kapag nakumpleto ng isang aparato ang kalahating ikot, ang isa pa ay kailangang magbigay ng parehong lakas halos sa parehong oras kapag natapos ng iba ang trabaho. Mahirap na ayusin ang error na ito sa class A amplifier tulad ng habang nasa aktibong aparato ang iba pang aparato ay mananatiling ganap na hindi aktibo. Ang error ay nagbibigay ng isang pagbaluktot sa output signal. Dahil sa limitasyong ito, ito ay isang pangunahing pagkabigo para sa katumpakan na application ng audio amplifier.

Class AB Amplifier

Ang isang kahaliling diskarte upang mapagtagumpayan ang cross-over distortion, ay ang paggamit ng AB amplifier. Ang amplifier ng Class AB ay gumagamit ng anggulo ng pagpapadaloy ng intermediate ng parehong Class A at B, sa gayon maaari naming makita ang pag-aari ng parehong Class A at Class B amplifier sa klase ng AB na topology ng amplifier Kapareho ng klase B, mayroon itong parehong pagsasaayos na may dalawang aktibong aparato na nagsasagawa ng kalahati ng mga pag-ikot nang paisa-isa ngunit ang bawat aparato ay nagkakaiba-iba upang hindi sila ganap na MA-OFF sa panahon ng hindi magagamit (sandali ng crossover). Ang bawat aparato ay hindi umalis kaagad sa pagpapadaloy pagkatapos makumpleto ang kalahati ng sinusoidal waveform, sa halip ay nagsasagawa sila ng isang maliit na halaga ng input sa isa pang kalahating ikot. Gamit ang diskarteng biasing na ito, ang crossover na hindi pagtutugma sa panahon ng patay na zone ay kapansin-pansing nabawasan.

Ngunit sa pagsasaayos na ito, nabawasan ang kahusayan habang nakompromiso ang linearity ng mga aparato. Ang kahusayan ay mananatiling higit pa sa kahusayan ng karaniwang Class A amplifier ngunit ito ay mas mababa kaysa sa Class B amplifier system. Gayundin, ang mga diode ay kailangang maingat na mapili na may eksaktong parehong rating at kailangang mailagay hangga't maaari sa output aparato. Sa ilang mga konstruksyon sa circuit, ang mga taga-disenyo ay may posibilidad na magdagdag ng maliit na halaga ng risistor upang magbigay ng matatag na kasalukuyang pansamantalang aparato sa buong aparato upang mabawasan ang pagbaluktot sa output.

Class C Amplifier

Bukod sa Class A, B, at AB amplifier, mayroong isa pang amplifier Class C. Ito ay isang tradisyonal na amplifier na gumagana nang iba kaysa sa iba pang mga klase ng amplifier. Ang amplifier ng Class C ay naka-tune na amplifier na gumagana sa dalawang magkakaibang mga mode ng pagpapatakbo, na-tune o hindi naayos. Ang kahusayan ng Class C amplifier ay higit sa A, B, at AB. Ang maximum na 80% na kahusayan ay maaaring makamit sa mga pagpapatakbo na nauugnay sa dalas ng radyo

Gumagamit ang amplifier ng Class C na mas mababa sa anggulo ng pagpapadaloy ng 180-degree. Sa panahon ng untuned mode, ang seksyon ng tuner ay tinanggal mula sa pagsasaayos ng amplifier. Sa operasyon na ito, ang Class C amplifier ay nagbibigay din ng malaking pagbaluktot sa output.

Kapag ang circuit ay nakalantad sa isang naka-tune na karga, ang circuit ay clamp ang antas ng bias ng output na may average na output boltahe na katumbas ng supply boltahe. Ang tuned na operasyon ay tinawag bilang clamper. Sa panahon ng operasyon na ito, nakakakuha ang signal ng wastong hugis at ang dalas ng gitna ay naging mas kaunting pagbaluktot.

Sa mga tipikal na paggamit, ang Class C amplifier ay nagbibigay ng 60-70% na kahusayan.

Class D Amplifier

Ang Class D amplifier ay isang switching amplifier na gumagamit ng Pulse Width Modulation o PWM. Ang anggulo ng pagpapadaloy ay hindi isang kadahilanan sa naturang kaso tulad ng direktang signal ng pag-input ay binago ng isang variable na lapad ng pulso.

Sa sistemang amplifier ng Class D na ito, ang linear na nakuha ay hindi tinatanggap habang gumagana ang mga ito tulad ng isang tipikal na switch na mayroon lamang dalawang operasyon, ON o OFF.

Bago iproseso ang input signal, ang analog signal ay ginawang isang pulse stream ng iba't ibang mga diskarte sa modulasyon at pagkatapos ay inilalapat ito sa amplifier system. Tulad ng tagal ng pulso ay nauugnay sa analog signal ito ay muling itinayo gamit ang mababang pass filter sa kabuuan ng output.

Ang Class D amplifier ay ang pinakamataas na klase ng power amplifier na mahusay sa A, B, AB, at C at D na segment. Mayroon itong mas maliit na pagwawaldas ng init, kaya kailangan ng maliit na heatsink. Nangangailangan ang circuit ng iba't ibang mga sangkap ng paglipat tulad ng MOSFETs na may mababang resistensya.

Ito ay isang malawakang ginagamit na topology sa mga digital audio player o pagkontrol din ng mga motor. Ngunit dapat nating tandaan na Hindi ito isang Digital converter. Bagaman, para sa mas mataas na dalas, ang Class D amplifier ay hindi isang perpektong pagpipilian dahil mayroon itong mga limitasyon sa bandwidth sa ilang mga kaso depende sa mababang pass pass filter at converter module na mga kakayahan.

Iba Pang Mga Klase ng Amplifier

Maliban sa mga Tradisyunal na amplifier, maraming klase pa, na ang klase E, Class F, Class G, at H.

Ang Class E amplifier ay isang mahusay na power amplifier na gumagamit ng switching topologies at gumagana sa mga frequency ng radyo. Ang isang solong elemento ng paglipat ng poste at ang naka-tune na reaktibo na network ay ang pangunahing sangkap na gagamitin sa class E amplifier.

Ang Class F ay mataas na impedance amplifier bilang paggalang sa mga harmonika. Maaari itong himukin gamit ang square wave o sine wave. Para sa input ng sinusoidal wave, ang amplifier na ito ay maaaring i-tune gamit ang isang inductor at maaaring magamit upang madagdagan ang nakuha.

Gumagamit ang Class G ng switching ng tren upang bawasan ang pagkonsumo ng kuryente at upang mapagbuti ang pagganap ng kahusayan. At ang Class H ay ang karagdagang pinabuting bersyon ng Class G.

Ang mga karagdagang klase ay pampagana ng layunin. Sa ilang mga kaso, ang mga titik ay ibinibigay ng gumawa para sa pag-sign sa kanilang pagmamay-ari na disenyo. Ang isang pinakamahusay na halimbawa ay ang Class T amplifier na isang trademark para sa isang espesyal na uri ng paglipat ng Class D amplifier, na ginagamit para sa mga teknolohiya ng amplifier ng Tripath na isang patentadong disenyo.