Varasematel päevadel, enne elektroonilised võimendid , kasutatakse ühendatud süsinikmikrofone toorvõimenditena telefoni kordustes. Esimene praktiliselt võimendav elektrooniline seade oli Audioni vaakumtoru, mille leiutas Lee De Forest aastal 1906. Mõiste võimendi ja võimendus pärinevad ladina sõnast amplificare laiendamiseks või suurendamiseks. Vaakumtoru on ainus lihtsustusseade 40 aasta jooksul ja domineeris elektroonikas kuni aastani 1947. Millal esimene BJT turul oli see tekitanud elektroonikas järjekordse revolutsiooni ja see on esimene kaasaskantav elektroonikaseade, nagu transistorraadio, mis töötati välja aastal 1954. Selles artiklis käsitletakse võimendite klasse ja liigitust.

Mis on võimendi ja võimendite klassifikatsioon?

Lihtsalt võimendeid nimetatakse võimenditeks. Võimendi on elektrooniline seade, mida kasutatakse voolu, pinge ja võimsuse signaali suurendamiseks. Võimendi ülesanne on kasutada toite toiteallikas ja pikema kõrguse korral kontrollib see väljundsignaali sisendsignaali abil. Võimendi moduleerib toiteallika väljundit sisendsignaali omaduste põhjal. Võimendi on üsna vastupidine summutile, kui võimendi annab võimenduse, seega annab summutaja kaotuse. Samuti on võimendi diskreetne osa elektriskeem mida jätkatakse teise seadmega.

Võimendi

Kõigis elektroonikaseadmetes kasutatakse võimendit. Võimendeid saab liigitada erinevat tüüpi. Esimene neist on parandatava elektroonilise signaali sageduse järgi. Järgmine on helivõimendi ja võimendab signaali vahemikus vähem kui 20 kHz ning RF-võimendi võimendab raadiosageduste vahemikke 20 kHz kuni 300 kHz. Viimane on praeguse kvaliteedi ja pinge võimendamine

“mis on trükkplaadid ”

Võimendeid on erinevat tüüpi, sealhulgas vooluvõimendi, pingevõimendi või juhtivvõimendi ja ülekandetakistuse võimendi. Tänapäeval on enamik turul kasutatavaid võimendeid transistorid, kuid vaakumtorusid kasutatakse ka mõnes rakenduses.

Võimendite klassifikatsioon

The võimendite klassifikatsioon on näidatud järgmises

Sisendi ja väljundi muutuja
Ühine terminal
Ühepoolne ja kahepoolne
Inverteerimine ja mittepööramine
Etappidevaheline sidestusmeetod
Sagedusala
Funktsioon

Sisendi ja väljundi muutujad

Elektrooniline võimendi kasutab ainult üht muutujat ehk voolu või pinget. See võib olla vool või pinget saab kasutada sisendis või kas väljundis. Võimendeid on nelja tüüpi ja need sõltuvad lineaaranalüüsina kasutatavast allikast.

Sisend	väljund	Sõltuv allikas	Võimendi tüüp	Kasumühikud
Mina	Mina	Praegune kontrollitud vooluallika CCCS	Vooluvõimendi	Üksuseta
Mina	V	Vooluga juhitav pingeallikas CCVS	Trans-vastupanu võimendi	Ohm
V	Mina	Pinge kontrollitud vooluallikas VCCS	Transjuhtivuse võimendi	Siemens
V	V	Pinge kontrollitud pingeallikas VCVS	Pinge võimendi	Üksuseta

Ühisterminal

Võimendi klassifikatsioon põhineb seadme terminalil, mis on ühine nii sisend- kui ka väljundahelale. Bipolaarse ristmiku transistoris on kolm klassi, nimelt. ühine emitter, ühine alus ja ühine kollektor. Juhul kui Väljatransistor , sellel on vastavad konfiguratsioonid nagu ühine allikas, ühine värav ja ühine äravool. Aluse ja emitteri vahel rakendatava pinge võimendamiseks on kõige tavalisem emitter. Sisendsignaal on kollektori vahel ja emitter on ümber pööratud, see on sisendi suhtes. Ühist kollektorahelat nimetatakse emitterijälgijaks, allikajälgijaks ja katoodijälgijaks.

Ühepoolne ja kahepoolne

Võimendit, mille väljundil pole tagasisidet sisendpoolele, nimetatakse ühepoolseks. Sisendtakistuse ühepoolne võimendi ei sõltu koormusest ja väljundtakistus on sõltumatu signaaliallika impedants.

Võimendit, mis kasutab tagasisidet, et ühendada osa väljundist tagasi sisendisse, nimetatakse kahepoolseks võimendiks. Kahepoolse võimendi sisendtakistus sõltub allika impedantsi koormusest ja väljundtakistusest. Lineaarseid ühepoolseid ja kahepoolseid võimendeid tähistatakse kahe sadamavõrguna.

Inverteerimine ja mittepööramine

Selles kasutatakse võimendi klassifikatsioonis sisendsignaali ja väljundsignaali faasisuhet. Inverteeriv võimendi annab väljundi 180 kraadi faasiväliselt koos sisendsignaaliga.

Mitteinverteeriv võimendi jätkab sisendsignaali lainekuju faasi ja emitter on mitteinverteeriv võimendi. Pinge jälgijat nimetatakse mitteinverteerivaks võimendiks ja sellel on ühtsuse võimendus.

Etappidevaheline sidestusmeetod

Seda tüüpi võimendid klassifitseeritakse sisendi, väljundi ja astmete vahelise signaali sidumismeetodi abil. Etappidevahelises sidestusvõimendis on erinevaid meetodeid.

Resistiiv-mahtuvuslik sidestusvõimendi
Induktiiv-mahtuvuslik sidestusvõimendi
Transformeeritud sidestusvõimendi
Otsesidestusvõimendi

Võimendite klassid

Allpool on nimetatud erinevat tüüpi võimendite klassid

A-klassi võimendi
B-klassi võimendi
C-klassi võimendi
D-klassi võimendi
AB klassi võimendi
F-klassi võimendi
S-klassi võimendi
R-klassi võimendi

A-klassi võimendi

A-klassi võimendid on lihtsa konstruktsiooniga võimendid ja enamasti kasutatakse seda võimendit. Põhimõtteliselt on A-klassi võimendid oma madala moonutustaseme tõttu parimad klassi võimendid. See võimendi on parim heli helisüsteemis ja enamikus helisüsteemis kasutatakse A-klassi võimendit. A-klassi võimendid on moodustatud väljundstaadiumiseadmetest, mis on kallutatud A-klassi töö jaoks. Võrreldes teiste klasside võimendeid on A-klassi võimenditel kõige suurem lineaarsus.

A-klassi võimendi

Suure lineaarsuse ja võimenduse saavutamiseks A-klassi võimendis peaks A-klassi võimendi väljund olema alati kallutatud. Seega öeldakse, et võimendi on A-klassi võimendi. Nullsignaali ideaalne vool väljundstaadiumis peaks olema võrdne või suurem, kui suurema hulga signaali saamiseks on vajalik maksimaalne koormusvool.

Eelised

See välistab mittelineaarsed moonutused
Sellel on madal pulsatsioonipinge
See ei vaja sageduse kompenseerimist
Risti- ja lülitusmoonutusi pole
Pinge ja vooluvõimendi harmooniline moonutus on madal

Puudused

Selles võimendis kasutatavad trafod on mahukad ja need on kallid
Selle nõue on kaks identset transistorit

B-klassi võimendi

B-klassi võimendid on signaalide positiivsed ja negatiivsed pooled, mis on jaotatud ahelate erinevatele osadele ja pidevalt sisse ja välja lülitatud väljundseadmele. B-klassi põhivõimendeid kasutatakse kahes komplementaarses transistoris, mis on FET ja bipolaarsed. Need kaks lainekuju poole transistorit koos väljundiga on konfigureeritud tõukejõu tüüpi paigutusega. Seega on iga võimendi ainult pool väljundi lainekujust.

B-klassi võimendi

Kui B-klassi võimendis on positiivne sisendsignaal, lülitatakse positiivselt kallutatud transistori juhtimine ja negatiivne transistor välja. Kui sisendsignaal on negatiivne, lülitub positiivne transistor välja ja negatiivne kallutatud transistor lülitub sisse. Seega juhib transistor poole ajast, olenemata sellest, milline on sisendsignaali positiivne või negatiivne pooltsükkel.

Eelised

Mõningane vooluahela moonutus annab seadme kohta rohkem väljundit, kuna ühtlaste harmooniliste esinemist pole
Tõukejõusüsteemi kasutamine B-klassi võimendis välistab ühtlase harmoonika

Puudused

B-klassi võimendis on kõrge harmooniline moonutus
Selles võimendis pole vaja enese eelarvamusi

Rakendused

B-klassi võimendeid kasutatakse odava disainiga
See võimendi on märkimisväärsem kui A-klassi võimendi
B-klassi võimendi kannatab halva moonutuse all, kui signaali tase on madal

AB klassi võimendi

AB klass on A-klassi ja B-klassi võimendi kombinatsioon. AB klassi võimendid kasutavad tavaliselt helivõimendites . Diagrammi järgi on mõlemal transistoril väike pinge, mis on 5–10% puhkevoolust, ja transistori kallutamine vahetult piiripunkti kohal. Siis võib seade olla FET või bipolaarne on sisse lülitatud rohkem kui pool tsüklist, kuid see on väiksem kui sisendsignaali üks täistsükkel. Seega juhivad AB-klassi võimendi konstruktsioonis kõik tõuketransistorid veidi rohkem kui pool juhtivuse tsüklit B-klassis, kuid palju vähem kui kogu A-juhtivuse tsükkel.

AB klassi võimendi

AB klassi võimendi juhtimisnurk on vahemikus 1800 kuni 3600, mis sõltub kallutuspunktist. Väikese eelpinge pinge eeliseks on järjestikuse takistuse ja dioodi andmine.

Eelised

AB klass on lineaarse käitumisega
Selle võimendi disain on väga lihtne
Selle võimendi moonutus on väiksem kui 0,1%
Selle heli helikvaliteet on väga kõrge

Puudused

Selle võimendi hajumine tekitab soojust ja nõuab suurt hulka jahutusradiaatorit
Sellel võimendil on madal energiatõhusus ja keskmine kasutegur on väiksem kui 50%

Rakendused

Hi-fi süsteemides kasutatakse klassi AB võimendeid.

C-klassi võimendi

The C-klassi võimendi disain on suure efektiivsusega ja halva lineaarsusega. Eelmistes võimendites oleme arutanud A-, B- ja AB-klassi lineaarvõimendeid. C-klassi võimendi on sügavalt kallutatud, mistõttu väljundvool on null rohkem kui pool sisendsignaalist ja transistor tühikäigul katkestuspunktis. Tõsise helimoonutuste tõttu on C-klassi võimendid kõrgsageduslikud siinuslaine võnkumised.

C-klassi võimendi

Eelised

C-klassi võimendi efektiivsus on kõrge
C-klassi võimendi füüsiline suurus on antud o / p võimsuse jaoks madal

Puudused

C-klassi võimendi lineaarsus on madal
C-klassi võimendeid ei kasutata helivõimendites
C-klassi võimendi dünaamiline ulatus on vähenenud
C-klassi võimendi toodab rohkem RF-liideseid

Rakendused

Seda võimendit kasutatakse RF-võimendites

D-klassi võimendi

D-klassi võimendi on mittelineaarsed ümberlülitusvõimendid või PWM-võimendid. See võimendi võib teoreetiliselt saavutada 100% -lise efektiivsuse ja tsükli jooksul pole perioodi. Pinge ja voolu lainekuju kattuv vool joonistatakse ainult sisse lülitatud transistori abil. Neid võimendeid nimetatakse ka digitaalseks võimendiks.

D-klassi võimendi

Eelised

D-klassi võimendi efektiivsus on suurem kui 90%
D-klassi võimendites on väikese võimsuse hajumine

Puudused

D-klassi võimendi disain on keerukam kui klassi AB võimendi.

Rakendused

Seda võimendit kasutatakse mobiilseadmete ja personaalarvutite helikaartides
Neid võimendeid kasutatakse autodes, millel on heli subwoofri võimendid.
Tänapäeval kasutatakse enamuses rakendustes neid võimendeid.

F-klassi võimendi

F-võimendeid kasutatakse harmooniliste resonaatorite efektiivsuse ja väljundi suurendamiseks väljundvõrgu kujul ja väljundlaine kuju kujundamiseks ruudukujulises laines. F-klassi võimendite efektiivsus on üle 90%, kui kasutatakse lõpmatut harmoonilist häälestust.

F-klassi võimendi

“kolmefaasiline oravapuuri induktsioonmootor ”

S-klassi võimendi

S-klassi võimendid on sarnased toimingud D-klassi võimenditega. Need võimendid on mittelineaarsed lülitusrežiimi võimendid. See teisendab analoogsisendsignaalid digitaalsete ruudukujuliste lainete impulssideks, kasutades delta-sigma modulatsioone. See võimendab neid väljundvõimsuse suurendamiseks ribapääsfiltri abil. Lülitusvõimendi digitaalsignaal on täielikult ON või OFF olekus ja selle efektiivsus võib ulatuda 100% -ni.

S-klassi võimendi

T-klassi võimendi

T-klassi võimendid on konstrueeritud teatud tüüpi digitaalsete lülitusvõimenditega. Tänapäeval muutusid need võimendid DSP kiibi ja mitmekanalilise helivõimendi laiendamise tõttu helivõimendi kujundusena populaarsemaks. See võimendi teisendab signaali analoogsignaalist digitaalse impulsi laiuse modulatsioonisignaaliks ja võimendus suurendab võimendite efektiivsust. T-klassi võimendid on AB-klassi võimendi madala moonutusega signaali kombinatsioon ja teine on D-klassi võimendi efektiivsus.

T-klassi võimendi

G-klassi võimendi

G-klassi võimendi täiustamine on klassi AB võimendi põhiline osa. G-klassi võimendi, mida kasutatakse erineva pingega mitmel toiteallikal. Kui sisendsignaal muutub, lülitub toiteliinide vahel automaatselt. Kontaktlülitus vähendab keskmist energiatarbimist, seega raiskab soojus energiatarbe. Allpool toodud skeemil on näidatud G-klassi võimendi.

G-klassi võimendi

Selles artiklis kirjeldatakse võimendite klassifikatsiooni. Lisaks kõik küsimused, mis tundsid midagi vastamata, soovite teada mis tahes konkreetse teema kohta teavet, palun andke mulle sellest teada, kommenteerides allpool olevat kommentaaride jaotist. Siin on teile küsimus, Millised on erinevat tüüpi võimendite funktsioonid?

Foto autorid: