Οι τάξεις και η ταξινόμηση των ενισχυτών με τις εφαρμογές τους

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Σε προηγούμενες ημέρες, πριν από την εφεύρεση του ηλεκτρονικοί ενισχυτές , τα συζευγμένα μικρόφωνα άνθρακα χρησιμοποιούνται ως ακατέργαστοι ενισχυτές σε επαναλήπτες τηλεφώνου. Η πρώτη ηλεκτρονική συσκευή που ενισχύει πρακτικά ήταν ο σωλήνας κενού Audion, που εφευρέθηκε από τον Lee De Forest το έτος 1906. Ο όρος ενισχυτής και ενίσχυση είναι από τη λατινική λέξη amplificare για επέκταση ή μεγέθυνση. Ο σωλήνας κενού είναι η μόνη συσκευή απλοποίησης για 40 χρόνια και κυριαρχούν ηλεκτρονικά έως το 1947. Πότε το πρώτο BJT ήταν στην αγορά που δημιούργησε μια άλλη επανάσταση στα ηλεκτρονικά και είναι μια πρώτη φορητή ηλεκτρονική συσκευή όπως το ραδιόφωνο τρανζίστορ που αναπτύχθηκε το έτος 1954. Αυτό το άρθρο ασχολείται με τις τάξεις και την ταξινόμηση των ενισχυτών.

Τι είναι ο ενισχυτής και η ταξινόμηση των ενισχυτών;

Απλώς οι ενισχυτές καλούνται ως ενισχυτές. Ο ενισχυτής είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που χρησιμοποιείται για την αύξηση του σήματος ρεύματος, τάσης και ισχύος. Η λειτουργία του ενισχυτή είναι χρησιμοποιώντας τη δύναμη από η τροφοδοσία και μεγαλύτερο υψόμετρο, ελέγχει το σήμα εξόδου με τη βοήθεια του σήματος εισόδου. Ένας ενισχυτής ρυθμίζει την έξοδο της τροφοδοσίας με βάση τις ιδιότητες του σήματος εισόδου. Ο ενισχυτής είναι αρκετά αντίθετος από έναν εξασθενητή εάν ο ενισχυτής παρέχει το κέρδος, εξ ου και ο εξασθενητής παρέχει την απώλεια. Ο ενισχυτής είναι επίσης ένα διακριτό μέρος του το ηλεκτρικό κύκλωμα το οποίο συνεχίζεται με την άλλη συσκευή.




Ενισχυτής

Ενισχυτής

Ένας ενισχυτής χρησιμοποιείται σε όλους τους ηλεκτρονικούς εξοπλισμούς. Οι ενισχυτές μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε διαφορετικούς τύπους. Το πρώτο είναι από τη συχνότητα βελτίωσης του ηλεκτρονικού σήματος. Ο επόμενος είναι ο ενισχυτής ήχου και ενισχύει το σήμα στην περιοχή μικρότερη από τα 20 kHz και ο ενισχυτής RF ενισχύει τα εύρη ραδιοσυχνοτήτων από 20 kHz έως 300 KHz. Το τελευταίο είναι η τρέχουσα ποιότητα και η τάση ενισχύεται



Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι ενισχυτών που περιλαμβάνουν έναν ενισχυτή ρεύματος, έναν ενισχυτή τάσης ή τον ενισχυτή διαγωγιμότητας και έναν ενισχυτή trans-αντίστασης. Σήμερα, οι περισσότεροι από τους ενισχυτές που χρησιμοποιούνται στην αγορά είναι τρανζίστορ, αλλά, σωλήνες κενού χρησιμοποιούν επίσης σε ορισμένες από τις εφαρμογές.

Ταξινόμηση ενισχυτών

ο ταξινόμηση των ενισχυτών εμφανίζεται στα ακόλουθα

  • Μεταβλητή εισόδου και εξόδου
  • Κοινό τερματικό
  • Μονομερής και διμερής
  • Αντιστροφή και μη αντιστροφή
  • Μέθοδος σύζευξης μεταξύ σταδίων
  • Εύρος συχνοτήτων
  • Λειτουργία

Μεταβλητή εισόδου και εξόδου

Ο ηλεκτρονικός ενισχυτής χρησιμοποιεί μόνο μία μεταβλητή, δηλαδή ρεύμα ή τάση. Μπορεί να είναι ρεύμα ή η τάση μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην είσοδο ή είτε στην έξοδο. Υπάρχουν τέσσερις τύποι ενισχυτών και οι οποίοι εξαρτώνται από την πηγή που χρησιμοποιείται ως γραμμική ανάλυση.


Εισαγωγή παραγωγή Εξαρτημένη πηγή Τύπος ενισχυτή Αποκτήστε μονάδες

Εγώ

Εγώ

Τρέχουσα ελεγχόμενη τρέχουσα πηγή CCCSΤρέχων ενισχυτήςΧωρίς μονάδα

Εγώ

Β

Τρέχουσα πηγή ελεγχόμενης τάσης CCVSΕνισχυτής trans αντίστασηςΩμ

Β

Εγώ

Ελεγχόμενη τάση πηγής ρεύματος VCCSΕνισχυτής Trans ConductanceSiemens

Β

Β

Πηγή τάσης ελεγχόμενη τάση VCVSΕνισχυτής τάσηςΧωρίς μονάδα

Κοινό τερματικό

Η ταξινόμηση του ενισχυτή βασίζεται στο τερματικό της συσκευής που είναι κοινό τόσο στο κύκλωμα εισόδου όσο και στο κύκλωμα εξόδου. Στο Bipolar Junction Transistor, υπάρχουν τρεις κατηγορίες. ένα κοινό πομπό, κοινή βάση και κοινό συλλέκτη. Σε περίπτωση που Τρανζίστορ εφέ πεδίου , έχει τις αντίστοιχες διαμορφώσεις όπως κοινή πηγή, κοινή πύλη και κοινή αποστράγγιση. Ο κοινός εκπομπός είναι η πιο συχνή παροχή ενίσχυσης τάσης που εφαρμόζεται μεταξύ βάσης και πομπού. Το σήμα εισόδου βρίσκεται μεταξύ του συλλέκτη και του εκπομπού αντιστρέφεται σε σχέση με την είσοδο. Το κοινό κύκλωμα συλλεκτών καλείται ως ακόλουθος εκπομπού, ακόλουθο πηγής και ακόλουθο καθόδου.

Μονομερής και διμερής

Ο ενισχυτής του οποίου η έξοδος δεν εμφανίζει ανατροφοδότηση προς την πλευρά εισόδου ονομάζεται μονομερής. Ο μονομερής ενισχυτής της αντίστασης εισόδου είναι ανεξάρτητος από το φορτίο και η σύνθετη αντίσταση εξόδου είναι ανεξάρτητη αντίσταση πηγής σήματος.

Ο ενισχυτής που χρησιμοποιεί την ανατροφοδότηση για να συνδέσει μέρος της εξόδου πίσω στην είσοδο ονομάζεται διμερής ενισχυτής. Η αντίσταση εισόδου του διμερούς ενισχυτή εξαρτάται από το φορτίο και την αντίσταση εξόδου της σύνθετης αντίστασης. Οι γραμμικοί μονομερείς και διμερείς ενισχυτές χαρακτηρίζονται ως δύο δίκτυα λιμένων.

Αντιστροφή και μη αντιστροφή

Σε αυτό, η ταξινόμηση ενός ενισχυτή χρησιμοποιεί τη σχέση φάσης του σήματος εισόδου με το σήμα εξόδου. Ο ενισχυτής αντιστροφής δίνει την έξοδο 180 μοιρών εκτός φάσης με το σήμα εισόδου.

Ο μη αναστρέψιμος ενισχυτής συνεχίζει τη φάση των κυματομορφών σήματος εισόδου και ο πομπός είναι ένας μη αναστρέψιμος ενισχυτής. Ο ακόλουθος τάσης ονομάζεται ενισχυτής χωρίς αναστροφή και έχει κέρδος ενότητας.

Μέθοδος σύζευξης μεταξύ των σταδίων

Αυτός ο τύπος ενισχυτή ταξινομείται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ζεύξης του σήματος στην είσοδο, έξοδο και μεταξύ των σταδίων. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι μεθόδων στον ενδιάμεσο ενισχυτή ζεύξης.

  • Ενισχυτής ζεύξης αντίστασης-χωρητικότητας
  • Επαγωγικός-χωρητικός ενισχυτής ζεύξης
  • Μετασχηματισμένος ενισχυτής ζεύξης
  • Ενισχυτής άμεσης ζεύξης

Τάξεις Ενισχυτών

Υπάρχουν διάφοροι τύποι κατηγοριών ενισχυτών που αναφέρονται παρακάτω

  • Ενισχυτής κατηγορίας Α
  • Ενισχυτής κατηγορίας Β
  • Ενισχυτής κατηγορίας C
  • Ενισχυτής κατηγορίας D
  • Ενισχυτής κατηγορίας AB
  • Ενισχυτής κατηγορίας F
  • Ενισχυτής κατηγορίας S
  • Ενισχυτής τάξης R

Ενισχυτής τάξης Α

Οι ενισχυτές κατηγορίας Α είναι απλοί σχεδιασμένοι ενισχυτές και αυτός ο ενισχυτής χρησιμοποιείται συνήθως ενισχυτές. Βασικά, οι ενισχυτές κατηγορίας Α είναι οι καλύτεροι ενισχυτές κατηγορίας λόγω των χαμηλών επιπέδων παραμόρφωσης. Αυτός ο ενισχυτής είναι ο καλύτερος στο σύστημα ήχου ήχου και στα περισσότερα από τα ηχητικά συστήματα χρησιμοποιήστε τον ενισχυτή κατηγορίας Α. Οι ενισχυτές κατηγορίας Α σχηματίζονται από τις συσκευές σταδίου εξόδου που είναι προκατειλημμένες για τη λειτουργία κλάσης Α. Συγκρίνοντας τους άλλους ενισχυτές τάξεων με τον ενισχυτή κλάσης Α έχει την υψηλότερη γραμμικότητα.

Ενισχυτής τάξης Α

Ενισχυτής τάξης Α

Για να αποκτήσετε υψηλή γραμμικότητα και κέρδος στον ενισχυτή κατηγορίας Α, η έξοδος του ενισχυτή κλάσης Α πρέπει να είναι μεροληπτική ΟΝ για πάντα. Εξ ου και ο ενισχυτής λέγεται ότι είναι ενισχυτής κατηγορίας Α. Το ιδανικό ρεύμα μηδενικού σήματος στο στάδιο εξόδου πρέπει να είναι ίσο ή μεγαλύτερο από το απαιτούμενο μέγιστο ρεύμα φορτίου για την παραγωγή περισσότερης ποσότητας σήματος.

Πλεονεκτήματα

  • Εξαλείφει τη μη γραμμική παραμόρφωση
  • Έχει χαμηλή τάση κυματισμού
  • Δεν απαιτεί αντιστάθμιση συχνότητας
  • Δεν υπάρχουν παραμορφώσεις σταυρού και εναλλαγής
  • Υπάρχει χαμηλή αρμονική παραμόρφωση στον ενισχυτή τάσης και ρεύματος

Μειονεκτήματα

  • Οι μετασχηματιστές που χρησιμοποιούνται σε αυτόν τον ενισχυτή είναι χύμα και έχουν υψηλό κόστος
  • Απαιτεί δύο πανομοιότυπα τρανζίστορ

Ενισχυτής κατηγορίας Β

Οι ενισχυτές κατηγορίας Β είναι τα θετικά και αρνητικά μισά των σημάτων, τα οποία κατανέμονται στα διάφορα μέρη των κυκλωμάτων και η συσκευή εξόδου ανάβει συνεχώς. Οι βασικοί ενισχυτές κατηγορίας Β χρησιμοποιούνται σε δύο συμπληρωματικά τρανζίστορ τα οποία είναι FET και διπολικά. Αυτά τα δύο τρανζίστορ κάθε μισού της κυματομορφής με την έξοδο είναι διαμορφωμένα σε διάταξη τύπου push-pull. Εξ ου και κάθε ενισχυτής μόνο το ήμισυ της κυματομορφής εξόδου.

Ενισχυτής κατηγορίας Β

Ενισχυτής κατηγορίας Β

Στον ενισχυτή Κλάσης Β, εάν το σήμα εισόδου είναι θετικό, τότε η θετική μεροληψία τρανζίστορ και το αρνητικό τρανζίστορ απενεργοποιούνται. Εάν το σήμα εισόδου είναι αρνητικό, τότε το θετικό τρανζίστορ απενεργοποιείται και το αρνητικό μεροληπτικό τρανζίστορ ενεργοποιείται. Εξ ου και το τρανζίστορ διεξάγει το μισό του χρόνου ό, τι κι αν είναι σαν θετικός ή αρνητικός μισός κύκλος του σήματος εισόδου.

Πλεονεκτήματα

  • Κάποια ποσότητα παραμόρφωσης στο κύκλωμα δίνει την περισσότερη έξοδο ανά συσκευή επειδή δεν υπάρχει ομοιόμορφη αρμονική
  • Η χρήση συστήματος push-pull στον ενισχυτή κατηγορίας B εξαλείφει την ομοιόμορφη αρμονική

Μειονεκτήματα

  • Στον ενισχυτή κατηγορίας Β, υπάρχει υψηλή αρμονική παραμόρφωση
  • Σε αυτόν τον ενισχυτή, δεν υπάρχει ανάγκη για μεροληψία

Εφαρμογές

  • Οι ενισχυτές κατηγορίας Β χρησιμοποιούνται σε σχεδιασμό χαμηλού κόστους
  • Αυτός ο ενισχυτής είναι πιο σημαντικός από τον ενισχυτή κατηγορίας Α
  • Ο ενισχυτής κατηγορίας Β πάσχει από κακή παραμόρφωση εάν το επίπεδο σήματος είναι χαμηλό

Ενισχυτής κατηγορίας AB

Η κλάση ΑΒ είναι ο συνδυασμός ενισχυτή κατηγορίας Α και κατηγορίας Β. Οι ενισχυτές κατηγορίας AB χρησιμοποιούν συνήθως στους ενισχυτές ισχύος ήχου . Από το διάγραμμα, τα δύο τρανζίστορ έχουν τη μικρή ποσότητα τάσης που είναι 5 έως 10% του ηρεμίου ρεύματος και η μεροληψία του τρανζίστορ ακριβώς πάνω από το σημείο αποκοπής. Τότε η συσκευή μπορεί να είναι FET ή η διπολική θα είναι ON για περισσότερο από το μισό του κύκλου, αλλά είναι μικρότερη από τον πλήρη κύκλο του σήματος εισόδου. Ως εκ τούτου, στη σχεδίαση ενισχυτή κατηγορίας ΑΒ κάθε τρανζίστορ ώθησης-έλξης διεξάγει ελαφρώς περισσότερο από τον μισό κύκλο αγωγιμότητας στην τάξη Β, αλλά πολύ λιγότερο από τον πλήρη κύκλο αγωγής της κατηγορίας Α.

Ενισχυτής κατηγορίας AB

Ενισχυτής κατηγορίας AB

Η γωνία αγωγιμότητας του ενισχυτή κατηγορίας ΑΒ κυμαίνεται μεταξύ 1800 και 3600 η οποία εξαρτάται από το σημείο πόλωσης. Το πλεονέκτημα της μικρής τάσης προκατάληψης είναι να δώσει σε σειρά αντίσταση και δίοδο.

Πλεονεκτήματα

  • Η τάξη AB έχει μια γραμμική συμπεριφορά
  • Ο σχεδιασμός αυτού του ενισχυτή είναι πολύ απλός
  • Η παραμόρφωση αυτού του ενισχυτή είναι μικρότερη από 0,1%
  • Η ποιότητα ήχου αυτού του ήχου είναι πολύ υψηλή

Μειονεκτήματα

  • Η απορρόφηση ισχύος αυτού του ενισχυτή παράγει τη θερμότητα και απαιτεί μεγάλη ποσότητα ψύκτρας
  • Αυτός ο ενισχυτής έχει χαμηλή απόδοση ισχύος και η μέση απόδοση είναι μικρότερη από το 50%

Εφαρμογές

Οι ενισχυτές κατηγορίας AB χρησιμοποιούνται σε συστήματα hi-fi.

Ενισχυτής τάξης Γ

ο σχεδιασμός ενισχυτή κατηγορίας C έχει μεγάλη απόδοση και κακή γραμμικότητα. Στους προηγούμενους ενισχυτές, έχουμε συζητήσει ότι οι κλάσεις Α, Β και ΑΒ είναι οι γραμμικοί ενισχυτές. Ο ενισχυτής κλάσης C είναι βαθιά προκατειλημμένος, επομένως το ρεύμα εξόδου είναι μηδέν για περισσότερο από το μισό του σήματος εισόδου και το τρανζίστορ στο ρελαντί στο σημείο αποκοπής. Λόγω της σοβαρής παραμόρφωσης του ήχου, οι ενισχυτές κατηγορίας C είναι ταλαντώσεις ημιτονοειδών κυμάτων υψηλής συχνότητας.

Ενισχυτής τάξης Γ

Ενισχυτής τάξης Γ

Πλεονεκτήματα

  • Η απόδοση του ενισχυτή κατηγορίας C είναι υψηλή
  • Στον ενισχυτή κατηγορίας C το φυσικό μέγεθος είναι χαμηλό για τη δεδομένη ισχύ o / p

Μειονεκτήματα

  • Η γραμμικότητα του ενισχυτή κατηγορίας C είναι χαμηλή
  • Οι ενισχυτές κατηγορίας C δεν χρησιμοποιούνται στους ενισχυτές ήχου
  • Το δυναμικό εύρος του ενισχυτή κλάσης c μειώνεται
  • Ο ενισχυτής κλάσης C θα παράγει περισσότερες διεπαφές RF

Εφαρμογές

Αυτός ο ενισχυτής χρησιμοποιείται στους ενισχυτές RF

Ενισχυτής κατηγορίας D

Ο ενισχυτής κλάσης D είναι μη γραμμικοί ενισχυτές μεταγωγής ή ενισχυτές PWM. Αυτός ο ενισχυτής μπορεί να φτάσει την απόδοση 100% θεωρητικά και δεν υπάρχει περίοδος κατά τη διάρκεια του κύκλου. Η τάση και οι τρέχουσες κυματομορφές επικαλύπτονται ρεύμα σχεδιάζονται μόνο με τη βοήθεια τρανζίστορ που είναι σε κατάσταση ON. Αυτοί οι ενισχυτές καλούνται επίσης ως ψηφιακοί ενισχυτές.

Ενισχυτής κατηγορίας D

Ενισχυτής κατηγορίας D

Πλεονεκτήματα

  • Ο ενισχυτής κατηγορίας D έχει μεγαλύτερη απόδοση που υπερβαίνει το 90%
  • Στους ενισχυτές κατηγορίας D, υπάρχει χαμηλή κατανάλωση ισχύος

Μειονεκτήματα

Ο σχεδιασμός του ενισχυτή κατηγορίας D είναι πιο περίπλοκος από τον ενισχυτή κατηγορίας ΑΒ.

Εφαρμογές

  • Αυτός ο ενισχυτής χρησιμοποιείται στις κάρτες ήχου των κινητών συσκευών και των προσωπικών υπολογιστών
  • Αυτοί οι ενισχυτές χρησιμοποιούνται σε αυτοκίνητα ενισχυτών subwoofer ήχου.
  • Σήμερα, στις περισσότερες εφαρμογές, αυτοί οι ενισχυτές χρησιμοποιούν.

Ενισχυτής κατηγορίας F

Οι ενισχυτές F χρησιμοποιούνται για να αυξήσουν την αποδοτικότητα και την έξοδο από τους αρμονικούς αντηχείς με τη μορφή δικτύου εξόδου και για τη διαμόρφωση της κυματομορφής εξόδου σε τετραγωνικό κύμα. Οι ενισχυτές κατηγορίας F έχουν περισσότερο από 90% αποδοτικότητας εάν χρησιμοποιείται ο άπειρος αρμονικός συντονισμός.

Ενισχυτής κατηγορίας F

Ενισχυτής κατηγορίας F

Ενισχυτής κλάσης S

Οι ενισχυτές κλάσης S είναι παρόμοιες λειτουργίες με τους ενισχυτές κλάσης D. Αυτοί οι ενισχυτές είναι μη γραμμικοί ενισχυτές τρόπου μεταγωγής. Μετατρέπει τα αναλογικά σήματα εισόδου στους παλμούς ψηφιακού τετραγωνικού κύματος χρησιμοποιώντας τις διαμορφώσεις delta-sigma. Τους ενισχύει για να αυξήσει την ισχύ εξόδου με τη βοήθεια του φίλτρου διέλευσης ζώνης. Το ψηφιακό σήμα του ενισχυτή εναλλαγής είναι πλήρως σε κατάσταση ON ή OFF και η αποδοτικότητά του μπορεί να φτάσει το 100%.

Ενισχυτής κλάσης S

Ενισχυτής κλάσης S

Ενισχυτής τάξης Τ

Οι ενισχυτές κατηγορίας Τ είναι σχεδιασμένοι με έναν τύπο ψηφιακών ενισχυτών μεταγωγής. Σήμερα, αυτοί οι ενισχυτές έγιναν πιο δημοφιλείς ως σχεδιασμός ενισχυτή ήχου λόγω της επέκτασης του τσιπ DSP και του πολυκαναλικού ενισχυτή ήχου. Αυτός ο ενισχυτής μετατρέπει το σήμα από αναλογικό σήμα σε ψηφιακό σήμα διαμόρφωσης πλάτους παλμού και η ενίσχυση αυξάνει την αποτελεσματικότητα ενός ενισχυτή. Οι ενισχυτές τάξης Τ είναι ο συνδυασμός σήματος χαμηλής παραμόρφωσης του ενισχυτή κατηγορίας ΑΒ και ο άλλος είναι η αποδοτικότητα του ενισχυτή τάξης Δ.

Ενισχυτής τάξης Τ

Ενισχυτής τάξης Τ

Ενισχυτής κατηγορίας G

Η ενίσχυση του ενισχυτή κατηγορίας G είναι η βασική του ενισχυτή κλάσης AB. Ο ενισχυτής κατηγορίας G που χρησιμοποιείται στις πολλαπλές ράγες τροφοδοσίας διαφορετικών τάσεων. Εναλλάσσεται αυτόματα μεταξύ των σιδηροτροχιών τροφοδοσίας καθώς αλλάζει το σήμα εισόδου. Ο διακόπτης επαφής μειώνει τη μέση κατανάλωση ισχύος, επομένως, η απώλεια ισχύος παράγεται από τη σπατάλη θερμότητας. Το παρακάτω διάγραμμα κυκλώματος δείχνει τον ενισχυτή κλάσης G.

Ενισχυτής κατηγορίας G

Ενισχυτής κατηγορίας G

Αυτό το άρθρο περιγράφει την ταξινόμηση των ενισχυτών. Επιπλέον, τυχόν ερωτήσεις, αισθάνθηκαν τίποτα που χάθηκαν, θέλετε να μάθετε πληροφορίες σχετικά με οποιοδήποτε συγκεκριμένο θέμα, παρακαλώ ενημερώστε με σχολιάζοντας στην παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, Ποιες είναι οι λειτουργίες διαφορετικών τύπων ενισχυτών;

Φωτογραφικές μονάδες: