V predchádzajúcich dňoch, pred vynálezom elektronické zosilňovače , spojené uhlíkové mikrofóny sa používajú ako surové zosilňovače v telefónnych zosilňovačoch. Prvým elektronickým zariadením, ktoré prakticky zosilňuje, bola vákuová trubica Audion, ktorú vynašiel Lee De Forest v roku 1906. Termín zosilňovač a zosilnenie sú pre rozšírenie alebo zväčšenie latinského slova amplificare. Vákuová trubica je jediné zjednodušujúce zariadenie po dobu 40 rokov a dominovala elektronike až do roku 1947. Kedy prvý BJT bol na trhu, vytvoril ďalšiu revolúciu v elektronike a je to prvé prenosné elektronické zariadenie ako tranzistorové rádio vyvinuté v roku 1954. Tento článok pojednáva o triedach a klasifikácii zosilňovačov.

Čo je zosilňovač a klasifikácia zosilňovačov?

Zosilňovače sa jednoducho nazývajú zosilňovače. Zosilňovač je elektronické zariadenie používané na zvýšenie signálu prúdu, napätia a výkonu. Funkcia zosilňovača spočíva v použití výkonu z napájanie a dlhšia nadmorská výška riadi výstupný signál pomocou vstupného signálu. Zosilňovač moduluje výstup napájania na základe vlastností vstupného signálu. Zosilňovač je úplne opačný k zoslabovaču, ak zosilňovač poskytuje zisk, a preto zoslabovač poskytuje stratu. Zosilňovač je tiež samostatnou súčasťou elektrický obvod ktoré pokračuje s druhým zariadením.

Zosilňovač

Vo všetkých elektronických zariadeniach sa používa zosilňovač. Zosilňovače možno rozdeliť do rôznych typov. Prvý je podľa zlepšenej frekvencie elektronického signálu. Ďalším z nich je audio zosilňovač, ktorý zosilňuje signál v rozsahu menej ako 20 kHz a RF zosilňovač zosilňuje vysokofrekvenčné rozsahy od 20 kHz do 300 KHz. Posledným z nich je kvalita prúdu a napätie sa zosilňuje

“jediný napájací zosilňovač 741 ”

Existujú rôzne typy zosilňovačov, ktoré zahŕňajú prúdový zosilňovač, napäťový zosilňovač alebo transkonduktančný zosilňovač a trans-odporový zosilňovač. V dnešnej dobe sú väčšinou zosilňovače používané na trhu tranzistory, ale v niektorých aplikáciách sa používajú aj elektrónky.

Klasifikácia zosilňovačov

The klasifikácia zosilňovačov je zobrazený ďalej

Vstupná a výstupná premenná
Spoločný terminál
Jednostranné a dvojstranné
Invertovanie a neinvertovanie
Metóda medzistupňového spojenia
Frekvenčný rozsah
Funkcia

Vstupná a výstupná premenná

Elektronický zosilňovač používa iba jednu premennú, t. J. Prúd alebo napätie. Môže to byť prúd alebo napätie, ktoré sa môže použiť na vstupe alebo na výstupe. Existujú štyri typy zosilňovačov, ktoré závisia od zdroja použitého ako lineárna analýza.

Vstup	výkon	Závislý zdroj	Typ zosilňovača	Ziskové jednotky
Ja	Ja	Zdroj riadeného prúdu CCCS	Prúdový zosilňovač	Bez jednotky
Ja	V.	Aktuálne riadený zdroj napätia CCVS	Trans odporový zosilňovač	Ohm
V.	Ja	Napäťovo riadený zdroj prúdu VCCS	Transkonduktančný zosilňovač	Siemens
V.	V.	Zdroj napätia s riadeným napätím VCVS	Napäťový zosilňovač	Bez jednotky

Spoločný terminál

Klasifikácia zosilňovača je založená na svorke zariadenia, ktorá je spoločná pre vstupný aj výstupný obvod. V bipolárnom tranzistore sú tri triedy. spoločný žiarič, spoločná základňa a spoločný kolektor. V prípade Tranzistor s efektom poľa , má zodpovedajúce konfigurácie ako spoločný zdroj, spoločná brána a spoločný odtok. Spoločný vysielač je najčastejšie poskytujúci zosilnenie napätia aplikovaného medzi základňou a vysielačom. Vstupný signál je medzi kolektorom a emitor je invertovaný, je relatívny k vstupu. Spoločný kolektorový obvod sa nazýva sledovač emitorov, sledovač zdrojov a sledovač katódy.

Jednostranné a dvojstranné

Zosilňovač, ktorého výstup nezobrazuje na vstupnej strane spätnú väzbu, sa nazýva jednostranný. Jednostranný zosilňovač vstupnej impedancie je nezávislý od záťaže a výstupná impedancia je nezávislá od zdroja signálu.

Zosilňovač, ktorý pomocou spätnej väzby pripája časť výstupu späť na vstup, sa nazýva dvojstranný zosilňovač. Vstupná impedancia bilaterálneho zosilňovača závisí od záťaže a výstupnej impedancie impedancie zdroja. Lineárne jednostranné a dvojstranné zosilňovače sa označujú ako dve portové siete.

Invertovanie a neinvertovanie

V tomto prípade klasifikácia zosilňovača využíva fázový vzťah vstupného signálu k výstupnému signálu. Invertujúci zosilňovač dáva výstup 180 stupňov mimo fázy so vstupným signálom.

Neinvertujúci zosilňovač kontinuálne fázuje krivky vstupného signálu a emitor je neinvertujúci zosilňovač. Sledovač napätia sa nazýva neinvertujúci zosilňovač a má jednotný zisk.

Metóda medzistupňového spojenia

Tento typ zosilňovača sa klasifikuje pomocou metódy spojenia signálu na vstupe, výstupe a medzi stupňami. V medzistupňovom väzbovom zosilňovači existujú rôzne typy metód.

Odporovo-kapacitný väzbový zosilňovač
Indukčno-kapacitný väzbový zosilňovač
Transformovaný väzbový zosilňovač
Zosilňovač s priamym spojením

Triedy zosilňovačov

Ďalej sú uvedené rôzne typy tried zosilňovačov

Zosilňovač triedy A.
Zosilňovač triedy B.
Zosilňovač triedy C.
Zosilňovač triedy D.
Zosilňovač triedy AB
Zosilňovač triedy F
Zosilňovač triedy S.
Zosilňovač triedy R.

Zosilňovač triedy A.

Zosilňovače triedy A sú jednoduché zosilňovače a tento zosilňovač je väčšinou bežne používaným zosilňovačom. V podstate sú zosilňovače triedy A najlepšou triedou zosilňovačov kvôli ich nízkej úrovni skreslenia. Tento zosilňovač je najlepší v zvukovom zvukovom systéme a vo väčšine zvukových systémov sa používa zosilňovač triedy A. Zosilňovače triedy A sú tvorené zariadeniami koncového stupňa, ktoré sú predpäté pre prevádzku triedy A. Porovnaním ostatných tried so zosilňovačmi triedy A má najvyššia linearita.

Zosilňovač triedy A.

Na získanie vysokej linearity a zosilnenia v zosilňovači triedy A by mal byť výstup zosilňovača triedy A vždy predopnutý. Preto sa o zosilňovači hovorí, že je ako zosilňovač triedy A. Ideálny prúd nulového signálu vo výstupnom stupni by mal byť rovnaký alebo väčší ako maximálny prúd záťaže potrebný na vyprodukovanie väčšieho množstva signálu.

Výhody

Eliminuje nelineárne skreslenie
Má nízke zvlnenie napätia
Nevyžaduje žiadnu kompenzáciu frekvencie
Neexistuje kríženie a skreslenie prepínania
V zosilňovači napätia a prúdu je nízke harmonické skreslenie

Nevýhody

Transformátory použité v tomto zosilňovači sú hromadné a sú nákladné
Jeho požiadavka na dva rovnaké tranzistory

Zosilňovač triedy B

Zosilňovače triedy B sú kladnou a zápornou polovicou signálov, ktoré sú pridelené rôznym častiam obvodov a výstupnému zariadeniu nepretržite zapínané a vypínané. Zosilňovače základnej triedy B sa používajú v dvoch komplementárnych tranzistoroch, ktoré sú FET a bipolárne. Tieto dva tranzistory každej polovice priebehu s výstupom sú konfigurované v usporiadaní typu push-pull. Preto každý zosilňovač má iba polovicu výstupného priebehu.

Zosilňovač triedy B

Ak je v zosilňovači triedy B kladný vstupný signál, potom je tranzistor s pozitívnym predpätím a negatívny tranzistor vypnutý. Ak je vstupný signál záporný, potom sa kladný tranzistor vypne a tranzistor so záporným predpätím sa zapne. Preto tranzistor vedie polovicu času, nech už je to akýkoľvek pozitívny alebo negatívny polcyklus vstupného signálu.

Výhody

Určitá miera skreslenia v obvode dáva väčší výkon na zariadenie, pretože nie je prítomná rovnomerná harmonická
Použitie push-pull systému v zosilňovači triedy B eliminuje rovnomerné harmonické

Nevýhody

V zosilňovači triedy B je vysoké harmonické skreslenie
V tomto zosilňovači nie je potreba vlastného skreslenia

Aplikácie

Zosilňovače triedy B sa používajú v nízkonákladovom prevedení
Tento zosilňovač je významnejší ako zosilňovač triedy A.
Zosilňovač triedy B trpí zlým skreslením, ak je úroveň signálu nízka

Zosilňovač triedy AB

Trieda AB je kombináciou zosilňovača triedy A a triedy B. Používajú zosilňovače triedy AB bežne v zosilňovačoch audio výkonu . Z diagramu majú dva tranzistory malé množstvo napätia, ktoré je 5 až 10% z pokojového prúdu, a predpína tranzistor tesne nad hraničným bodom. Potom môže byť zariadenie FET alebo bipolárne bude ZAPNUTÉ viac ako polovicu cyklu, ale je to menej ako jeden celý cyklus vstupného signálu. Preto v prevedení zosilňovača triedy AB každý z push-pull tranzistorov vedie o niečo viac ako polovičný cyklus vedenia v triede B, ale oveľa menej ako celý cyklus vedenia v triede A.

Zosilňovač triedy AB

Uhol vedenia zosilňovača triedy AB je v rozmedzí od 1 800 do 3 600, čo závisí od predpätia. Výhodou malého predpätia je sériový odpor a dióda.

Výhody

Trieda AB má lineárne správanie
Konštrukcia tohto zosilňovača je veľmi jednoduchá
Skreslenie tohto zosilňovača je menšie ako 0,1%
Kvalita zvuku tohto zvuku je veľmi vysoká

Nevýhody

Strata výkonu tohto zosilňovača generuje teplo a vyžaduje veľké množstvo chladiča
Tento zosilňovač má nízku energetickú účinnosť a priemerná účinnosť je nižšia ako 50%

Aplikácie

Zosilňovače triedy AB sa používajú v hi-fi systémoch.

Zosilňovač triedy C.

The konštrukcia zosilňovača triedy C má veľkú účinnosť a zlú linearitu. V predchádzajúcich zosilňovačoch sme diskutovali o triedach A, B a AB sú lineárne zosilňovače. Zosilňovač triedy C je hlboko skreslený, a preto je výstupný prúd nulový pre viac ako polovicu vstupného signálu a tranzistor pri voľnobežných otáčkach v bode prerušenia. Kvôli vážnemu skresleniu zvuku sú zosilňovače triedy C vysokofrekvenčnými sínusovými vlnami.

Zosilňovač triedy C.

Výhody

Účinnosť zosilňovača triedy C je vysoká
V zosilňovači triedy C je fyzická veľkosť pre daný výkon o / p nízka

Nevýhody

Linearita zosilňovača triedy C je nízka
Zosilňovače triedy C sa v audio zosilňovačoch nepoužívajú
Dynamický rozsah zosilňovača triedy c je znížený
Zosilňovač triedy C bude vyrábať viac RF rozhraní

Aplikácie

Tento zosilňovač sa používa v zosilňovačoch RF

Zosilňovač triedy D.

Zosilňovač triedy D sú nelineárne spínacie zosilňovače alebo PWM zosilňovače. Tento zosilňovač môže teoreticky dosiahnuť 100% účinnosť a počas cyklu neexistuje žiadna perióda. Napätie a prúdové krivky sa prekrývajú s prúdom iba pomocou tranzistora, ktorý je v stave ZAPNUTÉ. Tieto zosilňovače sa tiež nazývajú digitálne zosilňovače.

Zosilňovač triedy D.

Výhody

Zosilňovač triedy D má vyššiu účinnosť ako viac ako 90%
V zosilňovačoch triedy D je nízka strata výkonu

Nevýhody

Konštrukcia zosilňovača triedy D je zložitejšia ako zosilňovača triedy AB.

Aplikácie

Tento zosilňovač sa používa na zvukových kartách mobilných zariadení a osobných počítačov
Tieto zosilňovače sa používajú v automobiloch so zosilňovačmi zvukového subwoofera.
V dnešnej dobe tieto zosilňovače vo väčšine aplikácií využívajú.

Zosilňovač triedy F

Zosilňovače F sa používajú na zvýšenie účinnosti a výkonu harmonických rezonátorov vo forme výstupnej siete a na tvarovanie výstupného priebehu v tvare štvorca. Zosilňovače triedy F majú viac ako 90% účinnosť, ak sa použije nekonečné harmonické ladenie.

Zosilňovač triedy F

“carry look before adder vs ripple carry adder ”

Zosilňovač triedy S.

Zosilňovače triedy S sú podobné operácie ako zosilňovače triedy D. Tieto zosilňovače sú nelineárne spínacie zosilňovače. Konvertuje analógové vstupné signály na digitálne obdĺžnikové impulzy pomocou delta-sigma modulácií. Zosilňuje ich a zvyšuje tak výstupný výkon pomocou pásmového filtra. Digitálny signál spínacieho zosilňovača je úplne v stave ZAPNUTÉ alebo VYPNUTÉ a jeho účinnosť môže dosiahnuť 100%.

Zosilňovač triedy S.

Zosilňovač triedy T

Zosilňovače triedy T sú navrhnuté s typom digitálnych spínacích zosilňovačov. V dnešnej dobe sa tieto zosilňovače stali populárnejšími ako zvukové zosilňovače kvôli rozšíreniu DSP čipu a viackanálového zvukového zosilňovača. Tento zosilňovač prevádza signál z analógového signálu na signál modulácie šírky digitálneho šírenia impulzu a zosilnenie zvyšuje účinnosť zosilňovačov. Zosilňovače triedy T sú kombináciou signálu s nízkym skreslením zosilňovača triedy AB a druhým je účinnosť zosilňovača triedy D.

Zosilňovač triedy T

Zosilňovač triedy G

Vylepšenie zosilňovača triedy G je základom zosilňovača triedy AB. Zosilňovač triedy G používaný vo viacerých napájacích lištách s rôznym napätím. Pri zmene vstupného signálu sa automaticky prepína medzi napájacími lištami. Spínanie kontaktov znižuje priemernú spotrebu energie, preto je strata energie produkovaná zbytočným teplom. Nižšie uvedená schéma zapojenia zobrazuje zosilňovač triedy G.

Zosilňovač triedy G

Tento článok popisuje klasifikáciu zosilňovačov. Ďalej akékoľvek otázky, cítil niečo zmeškané, chcete vedieť akékoľvek informácie o konkrétnej téme, dajte mi prosím vedieť komentovaním v sekcii komentárov nižšie. Tu je otázka pre vás, Aké sú funkcie rôznych typov zosilňovačov?

Fotografické úvery: