Klasserne og klassificeringen af ​​forstærkere med deres applikationer

Klasserne og klassificeringen af ​​forstærkere med deres applikationer

Tidligere dage før opfindelsen af elektroniske forstærkere , anvendes de koblede kulmikrofoner som rå forstærkere i telefonreperater. Den første elektroniske enhed, der praktisk taget forstærker, var Audion vakuumrøret, opfundet af Lee De Forest i år 1906. Udtrykket forstærker og forstærkning er fra det latinske ord amplificare for at udvide eller forstørre. Vakuumrøret er den eneste forenkling i 40 år og dominerede elektronik frem til 1947. Hvornår den første BJT var på markedet, det har skabt en anden revolution inden for elektronikken, og det er en første bærbar elektronisk enhed som transistorradio udviklet i år 1954. Denne artikel diskuterer klasserne og klassificeringen af ​​forstærkere.



Hvad er en forstærker og klassificering af forstærkere?

Simpelthen kaldes forstærkere som en forstærker. Forstærkeren er en elektronisk enhed, der bruges til at øge signalet om strøm, spænding og effekt. Forstærkerens funktion er ved at bruge strømmen fra strømforsyningen og længere højde styrer det udgangssignalet ved hjælp af indgangssignalet. En forstærker modulerer ud af strømforsyningen er baseret på indgangssignalets egenskaber. Forstærkeren er helt modsat en dæmper, hvis forstærkeren giver forstærkningen, hvorved dæmperen giver tabet. Forstærkeren er også en diskret del af det elektriske kredsløb som fortsættes med den anden enhed.


Forstærker

Forstærker





En forstærker bruges i alt det elektroniske udstyr. Forstærkerne kan kategoriseres i forskellige typer. Den første er ved, at frekvensen af ​​det elektroniske signal forbedres. Den næste er lydforstærkeren og forstærker signalet i området mindre end 20 kHz, og RF-forstærkeren forstærker radiofrekvensområdet fra 20 kHz til 300 KHz. Den sidste er strømkvalitet og spænding forstærkes

Der er forskellige typer forstærkere inkluderer en strømforstærker, en spændingsforstærker eller transkonduktansforstærker og trans-modstandsforstærker. I dag er de fleste forstærkere, der anvendes på markedet, transistorer, men vakuumrør bruger også i nogle af applikationerne.



Klassificering af forstærkere

Det klassificering af forstærkere er vist i det følgende

  • Input og output variabel
  • Fælles terminal
  • Ensidig og bilateral
  • Inverterende og ikke-inverterende
  • Interstage koblingsmetode
  • Frekvensområde
  • Fungere

Input og output variabel

Den elektroniske forstærker bruger kun en variabel, dvs. strøm eller spænding. Det kan være strøm, eller spænding kan bruges i indgangen eller enten i udgangen. Der er fire typer forstærkere, og som er afhængige af kilden, der anvendes som en lineær analyse.


Indgang produktion Afhængig kilde Forstærker type Få enheder

jeg

jeg

Aktuel styret strømkilde CCCSNuværende forstærkerEnhedsfri

jeg

V

Strømstyret spændingskilde CCVSTrans modstand forstærkerOhm

V

jeg

Spændingsstyret strømkilde VCCSTrans Conductance forstærkerSiemens

V

V

Spændingsstyret spændingskilde VCVSSpændingsforstærkerEnhedsfri

Fælles terminal

Klassificeringen af ​​forstærkeren er baseret på enhedsterminalen, som er fælles for både indgangs- og udgangskredsløb. I den bipolære junctionstransistor er der tre klasser, nemlig. en fælles emitter, fælles base og fælles samler. I tilfælde af Field Effect Transistor , den har de tilsvarende konfigurationer som fælles kilde, fælles gate og et fælles afløb. Den almindelige emitter er den hyppigst tilvejebringelse af forstærkning af en spænding, der påføres mellem base og emitter. Indgangssignalet er imellem samleren og emitteren er inverteret, det er i forhold til indgangen. Det fælles kollektorkredsløb kaldes som en emitter-tilhænger, kilde-tilhænger og katode-tilhænger.

Ensidig og bilateral

Forstærkeren, hvis output ikke viser feedback til indgangssiden, kaldes ensidig. Den ensidige forstærker af indgangsimpedansen er uafhængig af belastning, og udgangsimpedansen er uafhængig signalkildeimpedans.

Forstærkeren, der bruger feedbacken til at forbinde en del af udgangen tilbage til indgangen kaldes som en bilateral forstærker. Indgangsimpedansen på den bilaterale forstærker afhænger af belastningen og outputimpedansen for kildeimpedansen. De lineære ensidige og bilaterale forstærkere betegnes som to portnetværk.

Inverterende og ikke-inverterende

I dette anvender klassificeringen af ​​en forstærker faseforholdet mellem indgangssignalet og udgangssignalet. Den inverterende forstærker giver output på 180 grader ud af fase med indgangssignalet.

Den ikke-inverterende forstærker fortsætter fasen af ​​indgangssignalets bølgeformer, og emitteren er en ikke-inverterende forstærker. Spændingsfølgeren kaldes som ikke-inverterende forstærker, og den har enhedsgevinst.

Interstage-koblingsmetode

Denne type forstærker klassificeres ved hjælp af koblingsmetoden for signalet ved input, output og mellem trinene. Der er forskellige typer metoder i interstage-koblingsforstærkeren.

  • Resistiv-kapacitiv koblingsforstærker
  • Induktiv-kapacitiv koblingsforstærker
  • Transformeret koblingsforstærker
  • Direkte koblingsforstærker

Klasser af forstærkere

Der er forskellige typer klasser af forstærkere nævnt i det følgende

  • Klasse A forstærker
  • Klasse B forstærker
  • Klasse C forstærker
  • Klasse D forstærker
  • Klasse AB forstærker
  • Klasse F forstærker
  • Klasse S forstærker
  • Klasse R forstærker

Klasse A forstærker

Klasse A forstærkere er enkle designede forstærkere, og denne forstærker er mest almindeligt anvendte forstærkere. Dybest set er klasse A forstærkere de bedste klasse forstærkere på grund af deres lave forvrængningsniveauer. Denne forstærker er den bedste i lydlydsystemet, og i det meste af lydsystemet bruger du klasse A forstærker. Klasse A-forstærkere er dannet af udgangstrinneanordningerne, der er forspændte for klasse A-operationen. Ved at sammenligne de andre klasser har forstærkere med klasse A forstærker den højeste linearitet.

Klasse A forstærker

Klasse A forstærker

For at opnå høj linearitet og forstærkning i klasse A forstærker skal output fra klasse A forstærker være forspændt TIL hele tiden. Derfor siges det, at forstærkeren er som en klasse A-forstærker. Nul-signalets ideelle strøm i udgangstrinnet skal være lig med eller mere end den maksimale belastningsstrøm kræves for at producere mere signalmængde.

Fordele

  • Det eliminerer ikke-lineær forvrængning
  • Den har lav rippelspænding
  • Det kræver ingen frekvenskompensation
  • Der er ingen kryds- og skifteforvrængninger
  • Der er lav harmonisk forvrængning i spændings- og strømforstærkeren

Ulemper

  • Transformatorerne, der anvendes i denne forstærker, er bulk, og de koster meget
  • Dets krav om to identiske transistorer

Klasse B forstærker

Klasse B forstærkere er de positive og negative halvdele af signalerne, der er allokeret til de forskellige dele af kredsløbene, og outputenheden tændes og slukkes kontinuerligt. De grundlæggende klasse B-forstærkere anvendes i to komplementære transistorer, som er FET og bipolar. Disse to transistorer af hver halvdel af bølgeformen med dens output er konfigureret i et push-pull-type arrangement. Derfor er hver forstærker kun halvdelen af ​​udgangsbølgeformen.

Klasse B forstærker

Klasse B forstærker

I indgangssignalet i klasse B, hvis indgangssignalet er positivt, slukkes den positivt forspændte transistorledelse og den negative transistor. Hvis indgangssignalet er negativt, slukkes den positive transistor, og den negative forspændte transistor tændes. Derfor leder transistoren halvdelen af ​​tiden, uanset hvad det kan være som en positiv eller negativ halvcyklus af indgangssignalet.

Fordele

  • En vis mængde forvrængning i kredsløbet giver mere output pr. Enhed, fordi der ikke er nogen tilstedeværelse af de ens harmoniske
  • Brug af push-pull-system i klasse B-forstærker eliminerer den jævne harmoniske

Ulemper

  • I klasse B forstærker er der høj harmonisk forvrængning
  • I denne forstærker er der ikke behov for selvforstyrrelse

Ansøgninger

  • Klasse B forstærkere bruges i billig design
  • Denne forstærker er mere markant end klasse A forstærker
  • Klasse B-forstærkeren lider under den dårlige forvrængning, hvis signalniveauet er lavt

Klasse AB forstærker

Klassen AB er kombinationen af ​​klasse A og klasse B forstærker. Klassen AB-forstærkere bruger almindeligvis i lydforstærkere . Fra diagrammet har de to transistorer den lille mængde spænding, der er 5 til 10% af den hvilestrøm, og forspændingen er transistoren lige over afskæringspunktet. Derefter kan enheden være FET, eller bipolar vil være TIL i mere end halvdelen af ​​cyklussen, men det er mindre end den ene fulde cyklus af indgangssignalet. Derfor leder hver push-pull-transistoren i klasse AB-forstærkerudformningen lidt mere end den halve ledningscyklus i klasse B, men meget mindre end den fulde ledningscyklus af klasse A.

Klasse AB forstærker

Klasse AB forstærker

Ledningsvinklen for klasse AB-forstærker er mellem 1800 og 3600, hvilket afhænger af forspændingspunktet. Fordelen ved den lille forspænding er at give seriemodstand og diode.

Fordele

  • Klassen AB har en lineær opførsel
  • Designet af denne forstærker er meget simpelt
  • Forvrængningen af ​​denne forstærker er mindre end 0,1%
  • Lydkvaliteten af ​​denne lyd er meget høj

Ulemper

  • Strømforsyningen til denne forstærker genererer varmen og kræver en stor mængde kølelegeme
  • Denne forstærker har lav effektivitet, og den gennemsnitlige effektivitet er mindre end 50%

Ansøgninger

Klassen AB forstærkere bruges i hi-fi-systemer.

Klasse C forstærker

Det design af klasse C forstærker har en stor effektivitet og dårlig linearitet. I de foregående forstærkere har vi diskuteret, at klasse A, B og AB er de lineære forstærkere. Klasse C-forstærkeren er dybt forspændt, og derfor er udgangsstrømmen nul for mere end halvdelen af ​​indgangssignalet og transistoren i tomgang ved afskæringspunktet. På grund af den alvorlige lydforvrængning er klasse C-forstærkere højfrekvente sinusbølgsvingninger.

Klasse C forstærker

Klasse C forstærker

Fordele

  • Effektiviteten af ​​klasse C-forstærker er høj
  • I klasse C-forstærker er den fysiske størrelse lav for den givne o / p-effekt

Ulemper

  • Lineariteten for klasse C-forstærker er lav
  • Klasse C-forstærkere bruges ikke i lydforstærkere
  • Det dynamiske område for klasse c-forstærkeren reduceres
  • Klasse C-forstærkeren producerer flere RF-grænseflader

Ansøgninger

Denne forstærker bruges i RF-forstærkere

Klasse D forstærker

Klasse D-forstærkeren er ikke-lineære koblingsforstærkere eller PWM-forstærkere. Denne forstærker kan teoretisk nå 100% effektivitet, og der er ingen periode i løbet af cyklussen. Spændingen og de aktuelle bølgeformer overlapper strømmen trækkes kun ved hjælp af transistoren, som er i ON-tilstand. Disse forstærkere kaldes også som de digitale forstærkere.

Klasse D forstærker

Klasse D forstærker

Fordele

  • Klasse D forstærker har mere effektivitet, der er mere end 90%
  • I klasse D forstærkere er der en lav effekttab

Ulemper

Designet af klasse D forstærker er mere komplekst end klasse AB forstærker.

Ansøgninger

  • Denne forstærker bruges i lydkortene på mobile enheder og pc'er
  • Disse forstærkere bruges i biler med audio subwooferforstærkere.
  • I dag bruger disse forstærkere i de fleste applikationer.

Klasse F forstærker

F-forstærkere bruges til at øge effektiviteten og output fra de harmoniske resonatorer i form af outputnetværk og til at forme outputbølgeformen i en firkantbølge. Klasse F forstærkere har mere end 90% effektivitet, hvis den uendelige harmoniske tuning anvendes.

Klasse F forstærker

Klasse F forstærker

Klasse S forstærker

Klasse S forstærkere ligner operationer til klasse D forstærkere. Disse forstærkere er ikke-lineære switch mode forstærkere. Den konverterer de analoge indgangssignaler til de digitale firkantbølgepulser ved hjælp af delta-sigma-moduleringerne. Det forstærker dem for at øge udgangseffekten ved hjælp af båndpasfilter. Omskifterforstærkerens digitale signal er helt i tilstanden TIL eller FRA, og dens effektivitet kan nå 100%.

Klasse S forstærker

Klasse S forstærker

Klasse T forstærker

Klasse T-forstærkere er designet med en type digitale switchforstærkere. I dag blev disse forstærkere mere populære som et lydforstærkerdesign på grund af udvidelsen af ​​DSP-chip og multikanals lydforstærker. Denne forstærker konverterer signalet fra det analoge signal til det digitale pulsbreddemodulationssignal, og forstærkningen øger effektiviteten af ​​en forstærker. Klasse T forstærkere er kombinationen af ​​signal med lav forvrængning af klasse AB forstærker, og den anden er effektiviteten af ​​klasse D forstærker.

Klasse T forstærker

Klasse T forstærker

Klasse G forstærker

Forbedringen af ​​klasse G forstærker er grundlæggende i klasse AB forstærker. Klasse G-forstærker, der anvendes i flere strømforsyningsskinner med forskellige spændinger. Skifter automatisk mellem forsyningsskinnerne, når indgangssignalet ændres. Kontaktomskiftningen reducerer det gennemsnitlige strømforbrug, derfor produceres effekttabet af den spildte varme. Nedenstående kredsløbsdiagram viser klasse G forstærker.

Klasse G forstærker

Klasse G forstærker

Denne artikel beskriver klassificeringen af ​​forstærkere. Yderligere spørgsmål, følte noget savnet, du vil vide noget info om et bestemt emne, så lad mig det vide ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, Hvilke funktioner har forskellige typer forstærkere?

Fotokreditter: