Oleme juba arutanud, et võimendite klassid ja klassifikatsioonid meie varasemates artiklites. Võimendi vooluahelaid kasutatakse suure võimsuse edastamiseks, et juhtida koormusi nagu valjuhääldid. Võimendid klassifitseeritakse nende töörežiimi põhjal, mis on sisendtsükli osa, mille jooksul kollektori vool eeldatavasti voolab. Selle põhjal klassifitseeritakse võimsusvõimendid järgmiselt. Selles artiklis käsitleme üksikasjalikult A-klassi võimendit.
- A-klassi võimendi
- B-klassi võimendi
- C-klassi võimendi
- AB klassi võimendi
- D-, E-, G-, S-, T-klassi võimendid (Lülitatavad võimsusvõimendid)
Üldiselt kasutatakse võimsusvõimendeid (suur signaal) helivõimendi süsteemi väljundietappides valjuhääldi koormuse juhtimiseks. Tüüpilise valjuhääldi impedants on vahemikus 4Ω kuni 8Ω, seega peab võimsusvõimendi pakkuma madala impedantsiga kõlari juhtimiseks vajalikke kõrgeid tippvoolusid.
A-klassi võimendi
A-klassi võimendis, kui kollektorivool voolab kogu aeg sisendsignaali kogu tsükli jooksul, on võimsusvõimendi tuntud kui A-klassi võimendi. Seda kasutatakse vähem suurema väljundvõimsusega etappide jaoks, kuna selle efektiivsus on halb.
A-klassi eelarvamuste eesmärk on muuta võimendi mürast suhteliselt vabaks, muutes signaali lainekuju piirkonnast vahemikus 0v kuni 0.6v, kus transistori sisendnäitajad on mittelineaarsed.
A-klassi võimendi disain annab hea lineaarvõimendi, kuid suurema osa selle toodetud võimsusest võimendi läheb raiskamiseks soojuse kujul. Kuna A-klassi võimendi transistorid on kogu aeg ettepoole kallutatud, voolab neist läbi vähene vool, kuigi sisendsignaali pole ja see on selle halva efektiivsuse peamine põhjus. Otseühendatud A-klassi võimendi lülitusskeem on näidatud alloleval joonisel.
Trafo ühendatud A-klassi võimendi
Ülaltoodud vooluahel on otseselt ühendatud A-klassi võimendi. Võimendi, kus koormus on ühendatud väljundiga transistor trafo kasutamist nimetatakse otseselt ühendatud võimendiks.
Trafo sidestustehnika abil saab võimendi efektiivsust suures ulatuses tõsta. Sidestustrafo tagab koormuse ja väljundi suurepärase impedantsi sobitamise ning see on efektiivsuse paranemise peamine põhjus.
Üldiselt voolab vool läbi kollektori takistuskoormuse, see põhjustab selles oleva alalisvoolu raiskamist. Selle tulemusena hajus see alalisvoolu koormus soojuse kujul ja see ei aita kaasa väljund-vahelduvvoolu.
Seetõttu ei ole soovitatav voolu otse väljundseadmest (nt valjuhääldist) läbi viia.
Sel põhjusel tehakse spetsiaalne korraldus, kasutades koormuse ühendamiseks võimendiga sobivat trafot, nagu on kirjeldatud ülaltoodud vooluringis.
Vooluahelal on potentsiaalijaotustakistid R1 ja R2, eelpinge- ja emitteri möödavoolutakisti Re, mida kasutatakse vooluahela stabiliseerimiseks. Emitteri möödavoolukondensaator CE ja emitteritakisti Re on paralleelselt ühendatud vahelduvpinge vältimiseks.
Sisendkondensaator Cin ( Kondensaatori ühendamine ), mida kasutatakse vahelduvvoolu sisendsignaali pinge ühendamiseks transistori alusega ja see blokeerib alalisvoolu eelmisest etapist.
TO astmelülitrafo varustatud sobiva pöördenumbriga suure impedantsiga kollektori ühendamiseks madala impedantsi koormusega.
A-klassi võimendi impedantsi sobitamine
Takistuse sobitamine saab teha nii, et võimendi väljundtakistus oleks võrdne koormuse sisendtakistusega. See on maksimaalse võimsuse ülekandmise oluline põhimõte (vastavalt maksimaalse võimsuse ülekandmise teoreemile).
Siin saab takistuse sobitamise saavutada primaari pöörete arvu valimisega, nii et selle netopedantsus oleks võrdne transistori väljundtakistusega, ja sekundaarse pöörete arvu valimisel, nii et selle netopedants oleks võrdne valjuhääldi sisendi impedantsiga.
A-klassi võimendi väljundtunnused
Allolevalt jooniselt võime täheldada, et Q-punkt asetatakse täpselt vahelduvvoolu koormusjoone keskmesse ja transistor juhib sisendi lainekuju iga punkti. A-klassi võimendi teoreetiline maksimaalne kasutegur on 50%.
A-klassi võimendi väljundomadused - vahelduvvoolu koormusjoon
Praktikas võib mahtuvusliku sidestuse ja induktiivkoormuste (valjuhääldite) korral efektiivsus langeda kuni 25%. See tähendab, et 75% võimendi toiteliinilt ammutatud võimsusest läheb raisku.
Suurem osa raisatud võimsusest kaob aktiivsete elementide (transistori) kuumuse kujul. Seetõttu nõuab isegi A-klassi keskmise võimsusega võimendi suurt toiteallikat ja suurt Heatsinki.
Otseselt ühendatud A-klassi võimendi eelised ja puudused
Võimendeid kasutame sõltuvalt piirangust erinevatel eesmärkidel. Igal klassi võimendil on töökindluse ja tõhususe osas oma eelised ja puudused.
A-klassi võimendi eelised
- Sellel on kõrge täpsus sisendsignaali täpse väljundkoopia tõttu.
- Sellel on paranenud kõrgsageduslik reageerimine, kuna aktiivne seade on täiskohaga SEES, st seadme sisselülitamiseks pole aega vaja.
- Ristmoonutusi ei esine, kuna aktiivne seade juhib kogu sisendsignaali tsüklit.
- Ühe otsaga konfiguratsiooni saab hõlpsasti ja praktiliselt realiseerida A-klassi võimendis.
A-klassi võimendi puudused
- Suure toiteallika ja jahutusradiaatori tõttu on A-klassi võimendi kulukas ja mahukas.
- See on halva efektiivsusega.
- Trafo sidestamise tõttu pole sagedusreaktsioon nii hea.
A-klassi võimendi rakendused
- A-klassi võimendi sobib rohkem välistingimustes tegutsevatele muusikasüsteemidele, kuna transistor reprodutseerib kogu heli lainekuju kunagi katkestamata. Selle tulemusena on heli väga selge ja lineaarsem, see tähendab, et see sisaldab palju madalamaid moonutusi.
- Need on tavaliselt väga suured, rasked ja toodavad peaaegu 4-5 vatti soojusenergiat vati väljundi kohta. Seetõttu töötavad nad väga kuumalt ja vajavad palju ventilatsiooni. Seega pole need auto jaoks üldse ideaalsed ja kodus harva vastuvõetavad.
Loodan, et see artikkel meeldib teile kõigile. Mis tahes küsimuste, ettepanekute või Viimased elektroonilised projektid palun kommenteerige allpool. Hindame alati teie ettepanekuid.
