Aikaisempina päivinä, ennen kuin keksittiin elektroniset vahvistimet , kytkettyjä hiilimikrofoneja käytetään raakavahvistimina puhelimen toistimissa. Ensimmäinen elektroninen laite, joka käytännössä vahvistaa, oli Audion-tyhjiöputki, jonka Lee De Forest keksi vuonna 1906. Termi vahvistin ja vahvistin ovat latinankielisestä sanasta amplificare laajentamaan tai suurentamaan. Tyhjiöputki on ainoa yksinkertaistava laite 40 vuoden ajan ja hallitsi elektroniikkaa vuoteen 1947 saakka ensimmäinen BJT Markkinoilla se on luonut uuden vallankumouksen elektroniikassa ja se on ensimmäinen kannettava elektroninen laite, kuten vuonna 1954 kehitetty transistoriradio. Tässä artikkelissa käsitellään vahvistimien luokkia ja luokitusta.

Mikä on vahvistin ja vahvistinten luokitus?

Yksinkertaisesti vahvistimia kutsutaan vahvistimiksi. Vahvistin on elektroninen laite, jota käytetään virran, jännitteen ja tehon signaalin lisäämiseen. Vahvistimen tehtävä on käyttää virtaa virtalähde ja pidemmällä korkeudella, se ohjaa lähtösignaalia tulosignaalin avulla. Vahvistin moduloi virtalähteen ulostulon tulosignaalin ominaisuuksien perusteella. Vahvistin on aivan päinvastoin kuin vaimennin, jos vahvistin antaa vahvistuksen, joten vaimennin tuottaa häviön. Vahvistin on myös erillinen osa sähköpiiri jota jatketaan toisen laitteen kanssa.

Vahvistin

Vahvistinta käytetään kaikissa elektronisissa laitteissa. Vahvistimet voidaan luokitella erityyppisiin. Ensimmäinen on parannettavan elektronisen signaalin taajuus. Seuraava on audiovahvistin ja vahvistaa signaalin alle 20 kHz: n alueella ja RF-vahvistin vahvistaa radiotaajuusalueet 20 kHz - 300 kHz. Viimeinen on nykyinen laatu ja jännitettä vahvistetaan

“mikä on dielektrinen materiaali ”

Vahvistimia on erityyppisiä, mukaan lukien virtavahvistin, jännitevahvistin tai transkonduktanssivahvistin ja transresistanssivahvistin. Nykyään suurin osa markkinoilla käytetyistä vahvistimista on transistoreita, mutta tyhjöputkia käytetään myös joissakin sovelluksissa.

Vahvistimien luokitus

vahvistimien luokitus näkyy seuraavassa

Tulo- ja lähtömuuttujat
Yhteinen pääte
Yksi- ja kahdenvälinen
Käänteinen ja kääntämätön
Vaiheiden välinen kytkentämenetelmä
Taajuusalue
Toiminto

Tulo- ja lähtömuuttujat

Elektroninen vahvistin käyttää vain yhtä muuttujaa eli virtaa tai jännitettä. Se voi olla virta tai jännitettä voidaan käyttää tulossa tai joko lähdössä. Vahvistimia on neljää tyyppiä ja ne ovat riippuvaisia lineaarisena analyysinä käytetystä lähteestä.

Tulo	ulostulo	Riippuva lähde	Vahvistimen tyyppi	Vahvista yksiköitä
Minä	Minä	Nykyinen ohjattu virtalähde CCCS	Nykyinen vahvistin	Yksikköön
Minä	V	Nykyinen ohjattu jännitelähde CCVS	Trans-vastusvahvistin	Ohm
V	Minä	Jänniteohjattu virtalähde VCCS	Trans-johtavuusvahvistin	Siemens
V	V	Jänniteohjattu jännitelähde VCVS	Jännitevahvistin	Yksikköön

Yhteinen terminaali

Vahvistimen luokitus perustuu laitepäätteeseen, joka on yhteinen sekä tulo- että lähtöpiirille. Bipolaarisessa liitostransistorissa on kolme luokkaa. yhteinen emitteri, yhteinen pohja ja yhteinen kerääjä. Siinä tapauksessa että Kenttätransistori , sillä on vastaavat kokoonpanot, kuten yhteinen lähde, yhteinen portti ja yhteinen tyhjennys. Yleinen emitteri tuottaa yleisimmin emolevyn ja emitterin välisen jännitteen vahvistuksen. Tulosignaali on kerääjän välissä ja emitteri on käänteinen, se on suhteessa tuloon. Yhteistä keräyspiiriä kutsutaan lähettimen seuraajaksi, lähteen seuraajaksi ja katodin seuraajaksi.

Yksi- ja kahdenvälinen

Vahvistinta, jonka lähtö ei näytä palautetta tulopuolelle, kutsutaan yksipuoliseksi. Tuloimpedanssin yksipuolinen vahvistin on riippumaton kuormituksesta ja lähtöimpedanssi on riippumaton signaalilähteen impedanssi.

Vahvistinta, joka käyttää palautetta liittää osan lähdöstä takaisin tuloon, kutsutaan kahdenväliseksi vahvistimeksi. Kahdenvälisen vahvistimen tuloimpedanssi riippuu lähteen impedanssin kuormasta ja lähtöimpedanssista. Lineaarisia yksi- ja kahdenvälisiä vahvistimia merkitään kahtena porttiverkkona.

Käänteinen ja kääntämätön

Tässä vahvistimen luokituksessa käytetään tulosignaalin vaiheiden suhdetta lähtösignaaliin. Käänteisvahvistin antaa 180 asteen ulostulon vaiheesta tulosignaalin kanssa.

Ei-invertoiva vahvistin jatkaa tulosignaalin aaltomuotojen vaihetta ja emitteri on ei-invertoiva vahvistin. Jännitteen seuraajaa kutsutaan ei-invertoivaksi vahvistimeksi ja sillä on yhtenäisyyden vahvistus.

Vaiheiden välinen kytkentämenetelmä

Tämän tyyppinen vahvistin luokitellaan käyttämällä signaalin kytkentämenetelmää tulossa, lähdössä ja vaiheiden välillä. Vaiheiden välisessä kytkentävahvistimessa on erityyppisiä menetelmiä.

Resistiivikapasitiivinen kytkentävahvistin
Induktiivinen-kapasitiivinen kytkentävahvistin
Muunnettu kytkentävahvistin
Suora kytkentävahvistin

Vahvistimien luokat

Seuraavassa on erityyppisiä vahvistinluokkia

Luokan A vahvistin
Luokan B vahvistin
C-luokan vahvistin
D-luokan vahvistin
AB-luokan vahvistin
F-luokan vahvistin
Luokan S vahvistin
R-luokan vahvistin

Luokan A vahvistin

A-luokan vahvistimet ovat yksinkertaisesti suunniteltuja vahvistimia, ja tämä vahvistin on useimmiten yleisesti käytetty vahvistin. Pohjimmiltaan luokan A vahvistimet ovat parhaita luokan vahvistimia, koska niiden vääristymät ovat alhaiset. Tämä vahvistin on äänentoistojärjestelmän paras ja useimmissa äänijärjestelmissä käytetään luokan A vahvistinta. A-luokan vahvistimet muodostavat lähtötasolaitteet, jotka on esijännitetty luokan A toimintaan. Vertailemalla muita luokkia vahvistimilla luokan A vahvistimilla on korkein lineaarisuus.

Luokan A vahvistin

Korkean lineaarisuuden ja vahvistuksen saavuttamiseksi luokan A vahvistimessa luokan A vahvistimen lähtö tulisi olla esijännitettynä jatkuvasti. Siksi vahvistimen sanotaan olevan luokan A vahvistin. Lähtötason nollasignaalin ihanteellisen virran tulisi olla yhtä suuri tai suurempi kuin suurin kuormitusvirta, jota tarvitaan suuremman signaalin määrän tuottamiseen.

Edut

Se eliminoi epälineaariset vääristymät
Siinä on matala aaltoilujännite
Se ei vaadi taajuuskorjausta
Risti- ja kytkentävääristymiä ei ole
Jännitteen ja virranvahvistimessa on matala harmoninen vääristymä

Haitat

Tässä vahvistimessa käytetyt muuntajat ovat irtotavarana ja ne ovat kalliita
Sen vaatimus kahdesta identtisestä transistorista

Luokan B vahvistin

Luokan B vahvistimet ovat signaalien positiivisia ja negatiivisia puolikkaita, jotka allokoidaan piireiden ja ulostulolaitteen eri osille jatkuvasti päälle ja pois päältä. Perusluokan B vahvistimia käytetään kahdessa komplementaarisessa transistorissa, jotka ovat FET ja bipolaarisia. Nämä kaksi aaltomuodon kummankin puoliskon transistoria ja sen ulostulo on konfiguroitu push-pull-tyyppisessä järjestelyssä. Siksi kukin vahvistin vain puolet ulostulon aaltomuodosta.

Luokan B vahvistin

Jos tulosignaali on positiivinen luokan B vahvistimessa, positiivisesti esijännitetty transistorin johto ja negatiivinen transistori kytketään pois päältä. Jos tulosignaali on negatiivinen, positiivinen transistori kytkeytyy pois päältä ja negatiivinen esijännitetty transistori kytkeytyy päälle. Siksi transistori johtaa puolet ajasta riippumatta siitä, onko se tulosignaalin positiivinen tai negatiivinen puolijakso.

Edut

Jonkinlainen piirin vääristymä antaa enemmän lähtöä laitetta kohti, koska tasaisia yliaaltoja ei ole
Push-pull-järjestelmän käyttö luokan B vahvistimessa eliminoi tasaisen harmonisen

Haitat

Luokan B vahvistimessa on suuri harmoninen vääristymä
Tässä vahvistimessa ei ole tarvetta itsepuolustukselle

Sovellukset

B-luokan vahvistimia käytetään edulliseen suunnitteluun
Tämä vahvistin on merkittävämpi kuin luokan A vahvistin
Luokan B vahvistin kärsii huonosta vääristymästä, jos signaalin taso on matala

Luokan AB vahvistin

Luokka AB on luokan A ja luokan B vahvistimen yhdistelmä. AB-luokan vahvistimet käyttävät yleensä äänen tehovahvistimissa . Kaaviosta käy ilmi, että kahdella transistorilla on pieni jännite, joka on 5-10% lepovirrasta ja esijännite transistori on juuri raja-arvon yläpuolella. Sitten laite voi olla FET tai bipolaarinen on päällä yli jakson puoliskon, mutta se on vähemmän kuin tulosignaalin yksi täysi jakso. Siksi AB-luokan vahvistinrakenteessa kukin push-pull-transistori johtaa hieman enemmän kuin puoli johtokykyä luokassa B, mutta paljon vähemmän kuin luokan A koko johtamisjakso.

Luokan AB vahvistin

Luokan AB vahvistimen johtokulma on välillä 1800-3600, mikä riippuu esijännityskohdasta. Pienen esijännitteen etuna on antaa sarjassa vastus ja diodi.

Edut

Luokalla AB on lineaarinen käyttäytyminen
Tämän vahvistimen suunnittelu on hyvin yksinkertainen
Tämän vahvistimen vääristymä on alle 0,1%
Tämän äänen äänenlaatu on erittäin korkea

Haitat

Tämän vahvistimen tehohäviö tuottaa lämpöä ja vaatii suuren määrän jäähdytyselementtiä
Tällä vahvistimella on alhainen tehokkuus ja keskimääräinen hyötysuhde on alle 50%

Sovellukset

AB-luokan vahvistimia käytetään hifijärjestelmissä.

Luokan C vahvistin

luokan C vahvistimen suunnittelu on suuri hyötysuhde ja huono lineaarisuus. Aikaisemmissa vahvistimissa olemme keskustelleet luokan A, B ja AB lineaarisista vahvistimista. Luokan C vahvistin on syvästi esijännitetty, joten lähtövirta on nolla yli puolelle tulosignaalista ja transistori joutokäynnillä katkaisupisteessä. Vakavan äänen vääristymisen takia luokan C vahvistimet ovat korkeataajuisia siniaaltovärähtelyjä.

Luokan C vahvistin

Edut

Luokan C vahvistimen hyötysuhde on korkea
Luokan C vahvistimessa fyysinen koko on pieni annetulle o / p-teholle

Haitat

Luokan C vahvistimen lineaarisuus on alhainen
C-luokan vahvistimia ei käytetä audiovahvistimissa
Luokan c vahvistimen dynaaminen alue on pienentynyt
C-luokan vahvistin tuottaa enemmän RF-rajapintoja

Sovellukset

Tätä vahvistinta käytetään RF-vahvistimissa

D-luokan vahvistin

D-luokan vahvistin on epälineaarinen kytkentävahvistin tai PWM-vahvistin. Tämä vahvistin voi saavuttaa 100%: n hyötysuhteen teoreettisesti, eikä jakson aikana ole jaksoa. Jännitteen ja virran aaltomuotojen päällekkäisvirta vedetään vain ON-tilassa olevan transistorin avulla. Näitä vahvistimia kutsutaan myös digitaalisiksi vahvistimiksi.

D-luokan vahvistin

Edut

D-luokan vahvistimella on enemmän hyötysuhdetta, yli 90%
D-luokan vahvistimissa on pieni tehohäviö

Haitat

D-luokan vahvistimen rakenne on monimutkaisempi kuin luokan AB vahvistin.

Sovellukset

Tätä vahvistinta käytetään mobiililaitteiden ja henkilökohtaisten tietokoneiden äänikorteissa
Näitä vahvistimia käytetään autoissa, joissa on subwoofer-vahvistimet.
Nykyään nämä vahvistimet käyttävät useimmissa sovelluksissa.

F-luokan vahvistin

F-vahvistimia käytetään lisäämään harmonisten resonaattorien tehokkuutta ja ulostuloa lähtöverkon muodossa ja muokkaamaan lähtöaaltomuotoa neliöaaltoon. F-luokan vahvistimien hyötysuhde on yli 90%, jos käytetään ääretöntä harmonista viritystä.

F-luokan vahvistin

“miten 2 -suuntainen kytkin toimii ”

Luokan S vahvistin

S-luokan vahvistimet ovat samanlaisia toimintoja kuin luokan D vahvistimet. Nämä vahvistimet ovat epälineaarisia kytkentämoodivahvistimia. Se muuntaa analogiset tulosignaalit digitaalisiksi neliöaaltopulsseiksi käyttämällä delta-sigma-modulaatioita. Se vahvistaa niitä lisäämään lähtötehoa kaistanpäästösuodattimen avulla. Kytkentävahvistimen digitaalinen signaali on täysin ON- tai OFF-tilassa ja sen hyötysuhde voi nousta 100%: iin.

Luokan S vahvistin

Luokan T vahvistin

T-luokan vahvistimet on suunniteltu eräänlaisella digitaalisella kytkentävahvistimella. Nykyään nämä vahvistimet tulivat suositummiksi äänivahvistimina DSP-sirun ja monikanavaisen äänivahvistimen laajennuksen vuoksi. Tämä vahvistin muuntaa signaalin analogisesta signaalista digitaaliseksi pulssinleveyden modulointisignaaliksi ja vahvistin lisää vahvistimen tehokkuutta. T-luokan vahvistimet ovat AB-luokan vahvistimen matalan vääristymän signaalin yhdistelmä ja toinen on luokan D vahvistimen hyötysuhde.

Luokan T vahvistin

Luokan G vahvistin

Luokan G vahvistimen parannus on luokan AB vahvistimen perusasiat. G-luokan vahvistin, jota käytetään useissa eri jännitteiden virtalähteissä. Vaihtaa automaattisesti syöttökiskojen välillä, kun tulosignaali muuttuu. Kosketinkytkentä vähentää keskimääräistä virrankulutusta, jolloin hukkaan menevä lämpöhäviö tuottaa tehohäviön. Alla olevassa piirikaaviossa on esitetty luokan G vahvistin.

Luokan G vahvistin

Tässä artikkelissa kuvataan vahvistimien luokittelu. Lisäksi kaikki kyselyt, jotka tuntuivat kaipaamattomilta, haluat tietää jotain tietystä aiheesta, kerro minulle siitä kommentoimalla alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, Mitkä ovat erityyppisten vahvistimien toiminnot?

Valokuvahyvitykset: