Vi har redan diskuterat, klasser och klassificeringar av effektförstärkare i våra tidigare artiklar. Effektförstärkarkretsarna används för att leverera hög effekt för att driva lasterna som högtalare. Effektförstärkarna klassificeras baserat på deras driftsätt som är den del av ingångscykeln under vilken kollektorströmmen förväntas flöda. På grundval av detta klassificeras effektförstärkarna enligt nedan. I den här artikeln kommer vi att diskutera klass A-förstärkare i detalj.
- Klass A effektförstärkare
- Klass B effektförstärkare
- Klass C effektförstärkare
- Klass AB effektförstärkare
- Klass D, E, G, S, T effektförstärkare (Brytningsförstärkare)
Generellt används effektförstärkarna (stor signal) i utgångsstegen i ett ljudförstärkarsystem för att driva en högtalarbelastning. En typisk högtalare har en impedans mellan 4Ω och 8Ω, så en effektförstärkare måste kunna leverera de höga toppströmmar som krävs för att driva lågimpedanshögtalaren.
Klass A effektförstärkare
I klass A-förstärkare, om kollektorströmmen flyter hela tiden under insignalens hela cykel, är effektförstärkaren känd som klass A-förstärkare. Den används mindre för högre effektsteg, eftersom den har dålig effektivitet.
Syftet med klass A-förspänning är att göra förstärkaren relativt fri från brus genom att göra signalvågformen från området mellan 0v till 0,6v där transistorns ingångskarakteristik är icke-linjär.
Klass A förstärkarkonstruktion ger en bra linjär förstärkare, men det mesta av den kraft som produceras av förstärkaren går till spillo i form av värme. Eftersom transistorerna i klass A-förstärkare är förspända framåt hela tiden kommer få ström att strömma genom dem trots att det inte finns någon ingångssignal och detta är den främsta orsaken till dess dåliga effektivitet. Kopplingsschemat för den direktkopplade effektförstärkaren klass A visas i figuren nedan.
Transformator kopplad förstärkare klass A
Den ovan visade kretsen är en direktkopplad klass A-förstärkare. En förstärkare där belastningen är kopplad till utgången på transistorn använder en transformator kallas en direktkopplad förstärkare.
Med hjälp av transformatorkopplingsteknik kan effektiviteten hos en förstärkare förbättras i stor utsträckning. Kopplingstransformatorn ger bra impedansmatchning mellan belastning och utgång, och det är den främsta orsaken till den förbättrade effektiviteten.
Generellt strömmar strömmen genom kollektorns resistiva belastning, detta kommer att orsaka slöseri med likström i den. Som ett resultat försvann denna likström i lasten i form av värme och den bidrar inte med någon utgångs växelström.
Det är därför inte tillrådligt att leda strömmen direkt via utgångsenheten (t.ex. högtalare).
Av detta skäl, ett speciellt arrangemang gjort med hjälp av en lämplig transformator för att koppla belastningen till förstärkaren enligt ovanstående krets.
Kretsen har de potentiella delningsmotstånden R1 & R2, förspänning och emitterbypassmotstånd Re, som används för kretsstabilisering. Emitterbypasskondensatorn CE och emittermotståndet Re är anslutna parallellt för att förhindra växelspänning.
Ingångskondensatorn Cin ( Kopplingskondensator ) används för att koppla växelströmsingångsspänningen till transistorns bas och den blockerar likströmmen från föregående steg.
TILL nedstegstransformator försedd med ett lämpligt svängförhållande för att koppla högimpedansuppsamlaren till en lågimpedansbelastning.
Impedansmatchning av klass A-förstärkare
Impedansmatchning kan göras genom att göra förstärkarens utgångsimpedans lika med belastningens ingångsimpedans. Detta är en viktig princip för överföring av maximal effekt (i enlighet med den maximala effekten för överföring av effekt).
Här kan impedansmatchningen uppnås genom att välja antalet varv hos det primära så att dess nettoimpedans är lika med transistorutgångsimpedansen och välja antalet varv hos sekundären så att dess nettoimpedans är lika med högtalarens ingångsimpedans.
Utgångskarakteristika för klass A-förstärkare
Från nedanstående figur kan vi observera att Q-punkten är placerad exakt i mitten av växelströmsledningen och transistorn leder för varje punkt i ingångsvågformen. Den teoretiska maximala effektiviteten för en klass A-förstärkare är 50%.
Klass A effektförstärkaregenskaper - AC-belastningslinje
I praktiken, med kapacitiv koppling och induktiva belastningar (högtalare), kan effektiviteten minska så lågt som 25%. Detta innebär att 75% av den effekt som förstärkaren drar från matningsledningen går till spillo.
Majoriteten av den slösade kraften går förlorad i form av värme på de aktiva elementen (transistorn). Som ett resultat kräver till och med en måttligt driven klass A-förstärkare en stor strömförsörjning och en stor kylfläns.
Fördelar och nackdelar med direktkopplad klass A-förstärkare
Vi använder effektförstärkarna för olika ändamål beroende på begränsningen. Varje klassförstärkare har sina egna fördelar och nackdelar enligt dess tillförlitlighet och effektivitet.
Fördelar med förstärkare i klass A
- Den har hög kvalitet på grund av den exakta repliken för en ingångssignal.
- Det har förbättrat högfrekvent svar eftersom den aktiva enheten är PÅ heltid, dvs ingen tid krävs för att slå på enheten.
- Det finns ingen delningsförvrängning eftersom den aktiva enheten leder under insignalens hela cykel.
- Den enda avslutade konfigurationen kan enkelt och praktiskt realiseras i klass A förstärkare.
Nackdelar med förstärkare i klass A
- På grund av den stora strömförsörjningen och kylflänsen är förstärkaren i klass A kostsam och skrymmande.
- Det har dålig effektivitet.
- På grund av transformatorkopplingen är frekvensen inte lika bra.
Tillämpningar av klass A-förstärkare
- Klass A-förstärkaren som är mer lämplig för utomhusmusiksystem, eftersom transistorn återger hela ljudvågformen utan att någonsin klippa av. Som ett resultat är ljudet mycket tydligt och mer linjärt, det vill säga det innehåller mycket lägre nivåer av distorsion.
- De är vanligtvis mycket stora, tunga och de producerar nästan 4-5 watt värmeenergi per watt effekt. Därför går de mycket varmt och behöver mycket ventilation. Så de är inte alls idealiska för en bil och sällan godtagbara i ett hem.
Hoppas att ni alla gillar den här artikeln. För frågor, förslag eller Senaste elektroniska projekt information, vänligen kommentera nedan. Vi uppskattar alltid dina förslag.
