Vi har allerede diskuteret klasser og klassifikationer af effektforstærkere i vores tidligere artikler. Effektforstærkerkredsløbene bruges til at levere høj effekt til at drive belastningerne som højttalere. Effektforstærkerne klassificeres ud fra deres driftsform, der er den del af indgangscyklussen, hvor solfangerstrømmen forventes at strømme. På dette grundlag klassificeres effektforstærkerne som angivet nedenfor. I denne artikel vil vi diskutere klasse A forstærker i detaljer.
- Klasse A effektforstærker
- Klasse B effektforstærker
- Klasse C effektforstærker
- Klasse AB effektforstærker
- Klasse D, E, G, S, T effektforstærkere (Skift af effektforstærkere)
Generelt anvendes effektforstærkerne (stort signal) i outputtrinene i et lydforstærkersystem til at drive en højttalerbelastning. En typisk højttaler har en impedans på mellem 4Ω og 8Ω, og derfor skal en effektforstærker være i stand til at levere de høje spidsstrømme, der kræves for at drive lavimpedanshøjttaleren.
Klasse A effektforstærker
I klasse A-forstærker, hvis kollektorstrømmen flyder hele tiden under hele indgangssignalets cyklus, er forstærkeren kendt som klasse A-forstærker. Det bruges mindre til højere effekttrin, da det har ringe effektivitet.
Formålet med klasse A-bias er at gøre forstærkeren relativt fri for støj ved at gøre signalbølgeformen ud af området mellem 0v og 0,6v, hvor transistorens indgangskarakteristik er ikke-lineær.
Klasse A forstærker design giver en god lineær forstærker, men det meste af den effekt, der produceres af forstærkeren går spild i form af varme. Da transistorer i klasse A-forstærker altid er fremadrettet, vil der kun være få strøm gennem dem, selvom der ikke er noget indgangssignal, og dette er hovedårsagen til dens ringe effektivitet. Kredsløbsdiagrammet for den direkte koblede klasse A effektforstærker er vist i nedenstående figur.
Transformer koblet klasse A forstærker
Ovenstående viste kredsløb er en direkte koblet klasse A forstærker. En forstærker, hvor belastningen er koblet til output af transistoren ved hjælp af en transformer kaldes en direkte koblet forstærker.
Ved hjælp af transformerkoblingsteknik kan effektiviteten af en forstærker i høj grad forbedres. Koblingstransformatoren giver god impedanstilpasning mellem belastning og output, og det er hovedårsagen til den forbedrede effektivitet.
Generelt strømmer strømmen gennem kollektorens resistive belastning, dette vil medføre spild af jævnstrøm i den. Som et resultat spredes denne jævnstrøm i belastningen i form af varme, og den bidrager ikke med nogen udgangsstrøm.
Derfor tilrådes det ikke at sende strømmen direkte gennem outputenheden (f.eks. Højttaler).
Af denne grund et specielt arrangement udført ved hjælp af en egnet transformer til at forbinde belastningen til forstærkeren som angivet i ovenstående kredsløb.
Kredsløbet har de potentielle skillemodstande R1 & R2, forspænding og emitter-bypass-modstand Re, der bruges til kredsløbsstabilisering. Emitter-bypass-kondensatoren CE og emittermodstanden Re er forbundet parallelt for at forhindre vekselstrøm.
Indgangskondensatoren Cin ( Kobling kondensator ) bruges til at koble AC-indgangssignalspænding til transistorens base, og den blokerer DC fra det foregående trin.
TIL step-down transformer forsynet med et passende drejningsforhold til at koble højimpedansopsamleren til en lavimpedansbelastning.
Impedans Matching af klasse A forstærker
Impedans matching kan gøres ved at gøre forstærkerens udgangsimpedans lig med belastningens indgangsimpedans. Dette er et vigtigt princip for overførsel af maksimal effekt (i overensstemmelse med sætningen om maksimal effektoverførsel).
Her kan impedanstilpasningen opnås ved at vælge antallet af omdrejninger på det primære, så dets nettoimpedans er lig med transistorudgangsimpedansen og vælge antallet af omdrejninger på det sekundære, så dets nettoimpedans er lig med højttalerindgangsimpedansen.
Outputegenskaber for klasse A effektforstærker
Fra nedenstående figur kan vi observere, at Q-punktet er placeret nøjagtigt i midten af AC-belastningslinjen, og transistoren leder for hvert punkt i inputbølgeformen. Den teoretiske maksimale effektivitet for en klasse A effektforstærker er 50%.
Klasse A effektforstærkerens udgangskarakteristika - AC-belastningslinje
I praksis med kapacitiv kobling og induktive belastninger (højttalere) kan effektiviteten falde så lavt som 25%. Dette betyder, at 75% af strømmen, som forstærkeren trækker fra forsyningslinjen, er spildt.
Størstedelen af den spildte strøm går tabt i en form for varme på de aktive elementer (transistor). Som et resultat kræver selv en moderat drevet klasse A-forstærker en stor strømforsyning og en stor kølelegeme.
Fordele og ulemper ved direkte koblet klasse A forstærker
Vi bruger effektforstærkere til forskellige formål afhængigt af begrænsningen. Hver klasse forstærker har sine egne fordele og ulemper i henhold til dens pålidelighed og effektivitet.
Fordele ved klasse A forstærker
- Det har høj kvalitet på grund af den nøjagtige output af en indgangssignal.
- Det har forbedret højfrekvent respons, fordi den aktive enhed er TIL på fuld tid, dvs. der kræves ikke tid til at tænde enheden.
- Der er ingen crossover-forvrængning, fordi den aktive enhed udfører hele indgangssignalets cyklus.
- Konfigurationen med en enkelt ende kan let og praktisk realiseres i klasse A forstærker.
Ulemper ved klasse A forstærker
- På grund af den store strømforsyning og kølelegeme er klasse A-forstærker dyr og omfangsrig.
- Det har ringe effektivitet.
- På grund af transformatoren er koblingens frekvensrespons ikke så god.
Anvendelser af klasse A forstærker
- Klasse A forstærker mere egnet til udendørs musikalske systemer, da transistoren gengiver hele lydbølgeformen uden nogensinde at afskære. Som et resultat er lyden meget klar og mere lineær, dvs. den indeholder meget lavere niveauer af forvrængning.
- De er normalt meget store, tunge og de producerer næsten 4-5 watt varmeenergi pr. Watt output. Derfor kører de meget varmt og har brug for masser af ventilation. Så de er slet ikke ideelle til en bil og sjældent acceptabelt i et hjem.
Håber, at I alle kan lide denne artikel. For spørgsmål, forslag eller Seneste elektroniske projekter information, bedes du kommentere nedenfor. Vi sætter altid pris på dine forslag.
