Έχουμε ήδη συζητήσει, το τάξεις και ταξινομήσεις ενισχυτών ισχύος στα προηγούμενα άρθρα μας. Τα κυκλώματα ενισχυτή ισχύος χρησιμοποιούνται για την παροχή υψηλής ισχύος για την οδήγηση των φορτίων όπως τα μεγάφωνα. Οι ενισχυτές ισχύος ταξινομούνται με βάση τον τρόπο λειτουργίας τους που είναι το τμήμα του κύκλου εισόδου κατά τον οποίο αναμένεται να ρέει το ρεύμα συλλέκτη. Σε αυτή τη βάση, οι ενισχυτές ισχύος ταξινομούνται όπως δίνεται παρακάτω. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε λεπτομερώς τον Ενισχυτή Κατηγορίας Α.
- Ενισχυτής ισχύος κατηγορίας Α
- Ενισχυτής ισχύος κατηγορίας Β
- Ενισχυτής ισχύος κατηγορίας C
- Ενισχυτής ισχύος κατηγορίας AB
- Ενισχυτές ισχύος κατηγορίας D, E, G, S, T (Ενισχυτές εναλλαγής ισχύος)
Γενικά, οι ενισχυτές ισχύος (μεγάλο σήμα) χρησιμοποιούνται στα στάδια εξόδου ενός συστήματος ενισχυτή ήχου για την οδήγηση ενός φορτίου μεγαφώνου. Ένα τυπικό μεγάφωνο έχει σύνθετη αντίσταση μεταξύ 4Ω και 8Ω, επομένως ένας ενισχυτής ισχύος πρέπει να είναι σε θέση να παρέχει τα ρεύματα υψηλής αιχμής που απαιτούνται για την οδήγηση του ηχείου χαμηλής αντίστασης.
Ενισχυτής ισχύος κατηγορίας Α
Σε ενισχυτή κλάσης Α, εάν το ρεύμα συλλέκτη ρέει συνεχώς κατά τη διάρκεια ολόκληρου του κύκλου του σήματος εισόδου, ο ενισχυτής ισχύος είναι γνωστός ως ενισχυτής ισχύος κλάσης Α. Χρησιμοποιείται λιγότερο για υψηλότερα στάδια εξόδου ισχύος, καθώς έχει χαμηλή απόδοση.
Ο σκοπός της τάξης Α είναι να κάνει τον ενισχυτή σχετικά απαλλαγμένο από θόρυβο κάνοντας την κυματομορφή σήματος έξω από την περιοχή μεταξύ 0v έως 0,6v όπου το χαρακτηριστικό εισόδου του τρανζίστορ είναι μη γραμμικό.
Ο σχεδιασμός ενισχυτή κατηγορίας Α παράγει έναν καλό γραμμικό ενισχυτή, αλλά το μεγαλύτερο μέρος της ισχύος που παράγεται από την ο ενισχυτής πηγαίνει σπατάλη με τη μορφή θερμότητας. Δεδομένου ότι τα τρανζίστορ στον ενισχυτή κατηγορίας Α, είναι μεροληπτικά προς τα εμπρός, λίγο ρεύμα θα ρέει μέσω αυτών παρόλο που δεν υπάρχει σήμα εισόδου και αυτός είναι ο κύριος λόγος για την κακή απόδοσή του. Το διάγραμμα κυκλώματος του ενισχυτή ισχύος κατηγορίας Α άμεσης ζεύξης φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Ενισχυτής κατηγορίας Α με μετασχηματιστή
Το παραπάνω κύκλωμα είναι ένας ενισχυτής κατηγορίας Α που συνδέεται άμεσα. Ένας ενισχυτής όπου το φορτίο συνδέεται με την έξοδο του το τρανζίστορ Η χρήση ενός μετασχηματιστή ονομάζεται ενισχυτής άμεσης σύνδεσης.
Χρησιμοποιώντας την τεχνική ζεύξης μετασχηματιστών, η αποτελεσματικότητα ενός ενισχυτή μπορεί να ενισχυθεί σε μεγάλο βαθμό. Ο μετασχηματιστής ζεύξης παρέχει καλή αντιστάθμιση αντίστασης μεταξύ φορτίου και εξόδου και είναι ο κύριος λόγος πίσω από τη βελτιωμένη απόδοση.
Γενικά, το ρεύμα ρέει μέσω του φορτίου αντίστασης συλλέκτη, αυτό θα προκαλέσει τη σπατάλη της ισχύος DC σε αυτό. Ως αποτέλεσμα, αυτή η ισχύς DC διαλύεται στο φορτίο σε μορφή θερμότητας και δεν συνεισφέρει καμία ισχύ εξόδου AC.
Ως εκ τούτου, δεν συνιστάται η άμεση μετάδοση του ρεύματος μέσω της συσκευής εξόδου (π.χ.: μεγάφωνο).
Για το λόγο αυτό, μια ειδική διάταξη γίνεται χρησιμοποιώντας έναν κατάλληλο μετασχηματιστή για τη σύνδεση του φορτίου με τον ενισχυτή, όπως δίνεται στο παραπάνω κύκλωμα.
Το κύκλωμα έχει τις πιθανές αντιστάσεις διαχωριστή R1 & R2, αντίσταση παράκαμψης και παράκαμψης εκπομπού Re, που χρησιμοποιούνται για σταθεροποίηση κυκλώματος. Ο πυκνωτής παράκαμψης εκπομπού CE και η αντίσταση εκπομπού Re συνδέονται παράλληλα για την αποτροπή τάσης AC.
Ο πυκνωτής εισόδου Cin ( Πυκνωτής ζεύξης ) χρησιμοποιείται για ζεύγη τάσης σήματος εισόδου AC στη βάση του τρανζίστορ και μπλοκάρει το DC από το προηγούμενο στάδιο.
ΠΡΟΣ ΤΗΝ μετασχηματιστής προς τα κάτω εφοδιάζεται με μια κατάλληλη αναλογία στροφής για τη σύζευξη του συλλέκτη υψηλής αντίστασης με ένα φορτίο χαμηλής σύνθετης αντίστασης.
Αντιστοίχιση αντίστασης ενισχυτή κατηγορίας Α
Αντιστοίχιση αντίστασης μπορεί να γίνει κάνοντας την αντίσταση εξόδου του ενισχυτή ίση με την αντίσταση εισόδου του φορτίου. Αυτή είναι μια σημαντική αρχή για τη μεταφορά της μέγιστης ισχύος (σύμφωνα με το θεώρημα της μέγιστης μεταφοράς ισχύος).
Εδώ η αντιστάθμιση αντίστασης μπορεί να επιτευχθεί επιλέγοντας τον αριθμό των στροφών του πρωτεύοντος έτσι ώστε η αντίσταση του δικτύου του να είναι ίση με την αντίσταση εξόδου τρανζίστορ και επιλέγοντας τον αριθμό των στροφών του δευτερεύοντος έτσι ώστε η σύνθετη αντίσταση του να είναι ίση με την αντίσταση εισόδου του μεγαφώνου.
Χαρακτηριστικά εξόδου του ενισχυτή ισχύος κατηγορίας Α
Από το παρακάτω σχήμα, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι το σημείο Q είναι τοποθετημένο ακριβώς στο κέντρο της γραμμής φορτίου AC και το τρανζίστορ διεξάγει για κάθε σημείο της κυματομορφής εισόδου. Η θεωρητική μέγιστη απόδοση ενός ενισχυτή τάξης Α είναι 50%.
Χαρακτηριστικά εξόδου ενισχυτή τάξης Α - Γραμμή φορτίου AC
Στην πράξη, με τη χωρητική ζεύξη και τα επαγωγικά φορτία (ηχεία), η απόδοση μπορεί να μειωθεί τόσο χαμηλά όσο 25%. Αυτό σημαίνει ότι το 75% της ισχύος που αντλείται από τον ενισχυτή από τη γραμμή τροφοδοσίας είναι σπατάλη.
Η πλειονότητα της σπατάλης ισχύος χάνεται σε μορφή θερμότητας στα ενεργά στοιχεία (τρανζίστορ). Ως αποτέλεσμα, ακόμη και ένας ενισχυτής ισχύος Class A μέτριας ισχύος απαιτεί μεγάλο τροφοδοτικό και μεγάλο Heatsink.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του ενισχυτή κατηγορίας Α που συνδέεται άμεσα
Χρησιμοποιούμε τους ενισχυτές ισχύος για διάφορους σκοπούς ανάλογα με τον περιορισμό. Κάθε ενισχυτής ισχύος κατηγορίας έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα σύμφωνα με την αξιοπιστία και την αποδοτικότητά του.
Πλεονεκτήματα του ενισχυτή κατηγορίας Α
- Έχει υψηλή πιστότητα λόγω του ακριβούς αντιγράφου εξόδου ενός σήματος εισόδου.
- Έχει βελτιώσει την απόκριση υψηλής συχνότητας επειδή η ενεργή συσκευή είναι ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΗ, δηλαδή δεν απαιτείται χρόνος για την ενεργοποίηση της συσκευής.
- Δεν υπάρχει παραμόρφωση διασταύρωσης επειδή η ενεργή συσκευή πραγματοποιεί ολόκληρο τον κύκλο του σήματος εισόδου.
- Η διαμόρφωση ενός άκρου μπορεί εύκολα και πρακτικά να πραγματοποιηθεί στην τάξη Α ενισχυτή.
Μειονεκτήματα του ενισχυτή κλάσης Α
- Λόγω της μεγάλης τροφοδοσίας και της ψύκτρας, ο ενισχυτής κατηγορίας Α είναι ακριβός και ογκώδης.
- Έχει χαμηλή απόδοση.
- Λόγω του μετασχηματιστή η απόκριση συχνότητας δεν είναι τόσο καλή.
Εφαρμογές ενισχυτή κλάσης Α
- Ο ενισχυτής τάξης Α είναι πιο κατάλληλος για υπαίθρια μουσικά συστήματα, καθώς το τρανζίστορ αναπαράγει ολόκληρη την κυματομορφή ήχου χωρίς να κόβεται ποτέ. Ως αποτέλεσμα, ο ήχος είναι πολύ καθαρός και πιο γραμμικός, δηλαδή περιέχει πολύ χαμηλότερα επίπεδα παραμόρφωσης.
- Συνήθως είναι πολύ μεγάλα, βαριά και παράγουν σχεδόν 4-5 watt θερμικής ενέργειας ανά watt εξόδου. Επομένως, τρέχουν πολύ ζεστά και χρειάζονται πολύ εξαερισμό. Επομένως, δεν είναι καθόλου ιδανικά για ένα αυτοκίνητο και σπάνια αποδεκτά σε ένα σπίτι.
Ελπίζω να σας αρέσουν όλοι αυτό το άρθρο. Για οποιεσδήποτε απορίες, προτάσεις ή Τελευταία ηλεκτρονικά έργα πληροφορίες, παρακαλώ σχολιάστε παρακάτω. Εκτιμούμε πάντα τις προτάσεις σας.
