Site Loader

Содержание

100 Вт HI-FI транзисторный усилитель мощности

Вот простой усилитель звука HI-FI на МОП-транзисторах мощностью 100 Вт. Главной особенностью этого УНЧ является действительно простая конструкция и сборка. Простота схемы, минимум деталей. Следует отметить что многие hi-end усилители тоже имеют очень простую, но качественно продуманную конструкцию. Общая технологическая теория обусловлена принципом «меньше деталей — меньше проблем». Трансформатор питания тут очень важен. Для трансформатора рекомендуется выходное напряжение 35 — 0 — 35 В и не менее 3 А на данный усилитель мощности. Естественно 2 выпрямителя потребуются для использования стерео варианта.

Схема простого 100 Вт HI-FI УМЗЧ

Схема очень проста и состоит из пары входных транзисторов MPSA56 (BC556), драйверов на BD139 и BD140 и дополнительных выходных транзисторов 2SK1058 и 2SJ162. Это дорогие компоненты, но замена на более дешевые не рекомендуется.

В покое тока цепи составляет около 210 мА.

Это связано с тем, что УНЧ до уровня примерно 8 Вт в классе А, а по мере роста в класса В переходит работа. В результате обеспечивается прослушивание с очень низким уровнем искажений. Выпрямительный мост состоит из диодов по 3 А. Схема построена на фильтрующих конденсаторах 2 x 4700 мкФ / 63 В. Это для одного канала. Для двух каналов используем два отдельных источника тока с двумя трансформаторами. Если же берем один трансформатор, то он должен иметь около 5 А тока.

Простая конструкция печатной платы предназначена для подключения к четырем монтажным отверстиям и крепления непосредственно на радиатор. МОП-транзисторы также облегчат работу сборки на печатной плате, они будут прочно собраны на металле и иметь оптимальную конструкцию для теплообмена усилителя, что является большим преимуществом.

  1. Сигнальный вход и шасси J1, J2.
  2. Колонки подключены между J3 и J7.
  3. Трансформатор 35 В в соединении J6, J4, J5.

Усилитель также имеет модульную структуру, допустимо его собрать мостом, соединяющим две нагрузки 8 Ом, тогда усилитель мощности выдаст 250 Вт моно. Для этого входной сигнал первого усилителя соединен с J1 и J2, вторым усилителем J1 и J2 посредством короткого замыкания, а первый, второй наконечник J8, J3 усилителя подключен к выходу динамика. В этом случае необходимо подключить два выходных разъема динамика усилителя: J3 и J7. В этом случае лучше выбрать выходной предохранитель на 8 А.

Список компонентов схемы

  • 0R22 5,0 Вт Резистор (R19, R25) 2 шт.
  • 1K0 0,25 Вт 5% резистор (R9, R10) 2 шт.
  • 1K2 0,25 Вт 5% резистор (R14 ) 1 шт.
  • 1N4148 диод (D1, D2) 2 шт.
  • 1N5404 диод (D3, D4, D5, D6) 4 шт.
  • 2K2 0,25 Вт 5% резистор (R23) 1 шт.
  • МОП-транзистор 2SJ162 (Q3) 1 шт.
  • 2SK1058 МОП-транзистор (Q5) 1 шт.
  • 3K9 0,25 Вт 5% резистор (R12, R13) 2 шт.
  • 10R 1.0W 5% (R24) 1 шт.
  • 10K 0.25W 5% (R8) 1 шт.
  • 10u 16V конденсатор (C1) 1 шт.
  • 47k 0.25W 5% резистор (R2, R3, R15, R16) 4 шт.
  • Конденсатор 47U 35 В 8 мм ( C2) 1 шт.
  • Керамический конденсатор 82P 50 В, 5 мм (C5, C6) 2 шт.
  • Керамический конденсатор 100N 50 В (C3, C7) 2 шт.
  • 470R 0,25 Вт 5% резистор (R5, R6) 2 шт.
  • 470P / 50V 5 мм керамические конденсаторы (С4) 1 шт.
  • 4700u 25 мм 63V конденсатор (С8, С9) 2 шт.
  • транзистор BD139 225 (В9, В10) 2 шт.
  • транзистор BD140 225 (В7, В8) 2 шт.
  • транзистор MPSA56 К 92 (Q1, Q12) 2 шт.
  • Трансформатор 40 В — 0 — 40 В 3 А 1 шт.

Усилитель разрабатывался давно и проработал около 30 лет. Очень важно впаять качественные фильтрующие конденсаторы с низким эквивалентным сопротивлением. Например можете попробовать серию Nichion Gold, но получите ещё более качественные результаты с конденсаторами Hitano. Если схема показалась вам сложноватой — более простой УМЗЧ на 100 Ватт смотрите по ссылке.

Классификация электронных усилителей — это… Что такое Классификация электронных усилителей?

Классы электронных усилителей и режимы работы активных усилительных приборов (ламп или транзисторов) традиционно обозначаются буквами латинского алфавита. Буквенные обозначения классов усиления могут дополнительно уточняться суффиксом, указывающим на режим согласования мощного каскада с источником сигнала (AB1, AB2 и т. п.) и с нагрузкой (F1, F2, F3). Устройства, совмещающие свойства двух «однобуквенных» классов, могут выделяться в особые классы, обозначаемые сочетанием двух букв (AB, BD, DE и устаревший BC).

Первая буквенная классификация, действующая по сей день (режимы А, B и С), сформировалась в 1920-е годы и была дополнена режимом, или классом, D в 1955 году. Начавшийся в 1960-е годы выпуск высокочастотных силовых транзисторов сделал возможным построение экономичных транзисторных усилителей радиочастот классов E и F. Последовательное усовершенствование транзисторных усилителей мощности звуковых частот класса B привело к разработке усилителей классов G и H. Единого реестра классов усиления не существует, поэтому в разных областях электроники или на разных рынках одна и та же буква (например, S) может обозначать принципиально разные устройства.

Схемы, известные в Европе и Японии как класс G, в США относятся к классу H, и наоборот[1]. Буква, широко используемая в одной области электроники (класс F с его производными F1, F2, F3 и т. д.), в другой области может считаться «свободной»[2]. Кроме того, есть «классы усилителей» — торговые марки компаний-производителей и стоящие за ними частные технические решения. Одни из них, например, конструктивно схожие усилители звуковых частот «класса S» и «класса АА», подробно описаны в литературе, другие известны только по рекламе производителей.

Традиционная классификация: А, B, С и D

В 1919 году инженер Bell Labs Джон Моркрофт и его стажёр Харальд Фрис[en] опубликовали анализ работы вакуумного триода в генераторе несущей частоты радиопередатчика. В этой работы были впервые определены режимы работы лампы без отсечки (режим А), с отсечкой в течение половины периода (режим B) и в течение более чем половины периода (режим С). В 1928 году Норман Маклаклан опубликовал в Wireless World первый подробный анализ двухтактного каскада в режимах А, B и C.

В 1931 году американский Институт радиоинженеров (IRE) признал эту классификацию отраслевым стандартом. Режим работы усилителя, промежуточный между режимами А и B, получил название режима AB и широко применялся в ламповой технике, а введённое было понятие режима BC не прижилось[3][4][5][6]. В 1950-е годы классификацию дополнил режим, или класс D — режим, в котором активные элементы каскада работают в ключевом (импульсном режиме). С переходом промышленности на транзисторы понятия режимов A, AB, B и C были адаптированы к новой элементной базе, но принципиально не изменились.

Формулировки стандарта IRE были составлены в терминах выбора управляющих напряжений на сетке лампы, обеспечивающего непрерывное (А) или прерывающеся (B и C) протекание анодного тока. В других отраслях электроники сложились иные, эквивалентные, формулировки: конструкторы радиоприёмных устройств оперировали понятием угла проводимости гармонического сигнала, конструкторы усилителей низкой частоты и усилителей постоянного тока — выбором рабочей точки на передаточной (анодно-сеточной) или выходной (вольт-амперной) характеристике лампы.

В русской технической литературе понятия режимов и классов A, AB, B и C близки, но не взаимозаменяемы. Понятие режима применяется к отдельно взятому транзистору или лампе усилительного каскада («режимом А называют такой режим работы усилительного элемента…»[7]), понятие класса применяется к усилительному каскаду, или к усилителю в целом. В англоязычной литературе во всех случаях используется единственное понятие class («класс»).

Режим А

Режим А — такой режим работы усилительного элемента (транзистора или лампы), в котором при любых допустимых мгновенных значениях входного сигнала (напряжения или тока) ток, протекающий через усилительный элемент,

не прерывается. Усилительный элемент не входит в режим отсечки, не отключается от нагрузки, поэтому форма тока через нагрузку более или менее точно повторяет входной сигнал. В частном случае усилителя гармонических колебаний режим А — такой режим, в котором ток через усилительный элемент протекает в течение всего периода, то есть угол проводимости 2Θc равен 360°[8][9].

Более жёсткие определения оговаривают не только недопустимость отсечки, но и недопустимость насыщения (ограничения максимального тока) усилительного элемента. По определению А. М. Бонч-Бруевича, «режим А характеризуется тем, что при действии сигнала рабочая точка не выходит за пределы практически прямолинейного участка динамической характеристики лампы. При этом нелинейные искажения минимальны, но коэффициент полезного действия (КПД) каскада оказывается низким» из-за необходимости пропускать через усилительный элемент значительный ток покоя

[10]. В транзисторной радиотехнике каскад, отвечающий процитированному определению, называют недонапряжённым, а каскад, в котором на пике сигнала наблюдается насыщение или ограничение тока — перенапряжённым («напряжённость» в этом контексте есть относительная мера амплитуды входного сигнала). Режим работы на границе недонапряжённого и перенапряжённого состояний называется критическим[11][12].

Ток покоя усилительного элемента в режиме А должен, как минимум, превышать пиковый ток, отдаваемый каскадом в нагрузку. Теоретический КПД такого каскада при неискажённом воспроизведении сигналов максимально допустимой амплитуды равен 50 %[13]; на практике он существенно ниже. В однотактных транзисторных усилителях мощности КПД обычно равен 20 %, то есть на 1 Вт максимальной выходной мощности выходные транзисторы должны рассеивать 4 Вт тепла. Из-за сложностей с отведением тепла транзисторные УМЗЧ класса А, в отличие от их ламповых аналогов, распространения не получили[14]. В маломощных широкополосных однотактных каскадах режим А, напротив, является единственно возможным решением. Всем иным режимам (AB, B и С) в однотактном включении свойственны недопустимо высокие нелинейные искажения. В узкополосных радиочастотных усилителях гармоники, порождаемые отсечкой усилительного элемента, могут быть эффективно отфильтрованы, но в широкополосных усилителях (УЗЧ, видеоусилители, измерительные усилители) и усилителях постоянного тока этой возможности нет.

Режимы B и AB

В режиме B усилительный элемент способен воспроизводить либо только положительные (лампы, npn-транзисторы), либо только отрицательные (pnp-транзисторы) входные сигналы. При усилении гармонических сигналов угол проводимости равен 180° или незначительно превосходит эту величину. Режим AB является промежуточным между режимами A и B. Ток покоя усилителя в режиме AB существенно больше, чем в режиме B, но существенно меньше, чем ток, необходимый для режима А. При усилении гармонических сигналов усилительный элемент проводит ток в течение бо́льше части периода: одна полуволна входного сигнала (положительная или отрицательная) воспроизводится без искажений, вторая сильно искажается. Угол проводимости 2Θc такого каскада существенно больше 180°, но меньше 360°.

Предельный КПД идеального каскада в режиме B на синусоидальном сигнале равен 78,5 %[15], реального транзисторного каскада — примерно 72 %. Эти показатели достигаются только тогда, когда выходная мощность P равна максимально возможной мощности для данного сопротивления нагрузки Pмакс(Rн). С уменьшением выходной мощности КПД падает, а абсолютные потери энергии в усилителе возрастают. При выходной мощности, равной 1/3 Pмакс(Rн), потери реального транзисторного каскада достигают абсолютного максимума в 46 % от Pмакс(Rн), а КПД каскада уменьшается до 40 %. С дальнейшим уменьшением выходной мощности абсолютные потери энергии уменьшаются, но КПД продолжает снижаться[16].

Чтобы воспроизвести одну полуволну входного сигнала без искажений в области перехода через ноль, усилитель должен оставаться линейным при нулевом напряжении на входе — поэтому в усилительных элементах в режиме B всегда устанавливается небольшой, но не нулевой, ток покоя. В ламповых усилителях мощности в режиме B ток покоя составляет 5…15 % от максимального выходного тока, в транзисторных усилителях — 10…100 мА на каждый транзистор[17][18]. Все эти усилители двухтактные: одно плечо усилителя воспроизводит положительную полуволну, другое — отрицательную. На выходе обе полуволны складываются, формируя минимально искажённую усиленную копию входного сигнала. При малых входных выходных напряжениях (в транзисторных усилителях — несколько сотен мВ) такой каскад работает в режиме A, при больших напряжениях одно из плеч закрывается и каскад переключается в режим B.

В современной литературе нет единого мнения о классификации таких двухтактных транзисторных каскадов. По мнению Джона Линдси Худа и Боба Корделла, их следует рассматривать как режим AB[19][20]. По мнению Г. С. Цыкина, Дугласа Селфа и А. А. Данилова это режим B. С их точки зрения, полноценный режим AB начинается при существенно бо́льших токах покоя (и сопровождается неприемлемо большим уровнем переходных искажений)[21][22][23].

Режим C

В режиме C, также как и в режиме B, усилительный элемент воспроизводит только положительные, либо только отрицательные входные сигналы. Однако рабочая точка усилительного элемента выбрана так, что при нулевом напряжении на входе (или при нулевом управляющем токе) усилительный элемент заперт. Ток через усилительный элемент возникает только после перехода управляющего сигнала через ноль; если этот сигнал гармонический, то усилитель воспроизводит одну искажённую полуволну (угол проводимости меньше 180°)[24]. В недонапряжённом режиме C амплитуда входного сигнал невелика, поэтому усилитель способен воспроизвести вершину этой полуволны. В перенапряжённом режиме C амплитуда входного сигнала столь велика, что усилитель искажает (срезает) и вершину полуволны: такой каскад преобразует синусоидальный входной сигнал в импульсы тока трапециевидной формы. Предельный теоретический КПД недонапряжённого усилителя в режиме C, так же как и в режиме B, равен 78,5 %, перенапряжённого — 100 %[15]. Из-за высоких нелинейных искажений усилители в режиме С, даже двухтактные, непригодны для воспроизведения широкополосных сигналов (звука, видеосигналов, постоянного тока). В резонансных усилителях радиопередатчиков они, напротив, широко применяются благодаря их высокому КПД. [24].

В англоязычной литературе и недонапряжённый, и перенапряжённый режимы относят к «классическому», или «настоящему», режиму С (англ. classic Class C, true Class C). Современные усилители мощности радиочастот обычно работают в ином, «смешанном» режиме С (англ. mixed-mode Class C), который иногда выделяется в особый «режим СD». В течение одного периода транзистор такого усилителя последовательно проходит через четыре фазы — отсечки, нарастания коллекторного тока, насыщения и снижения тока, причём длительность активных фаз (нарастания и снижения тока) сопоставима с длительностью фаз отсечки и насыщения[25].

Режим D

Структурная схема усилителя класса D без петли обратной связи

Идея усилителя с импульсным управлением выходными лампами была предложена Д. В. Агеевым (СССР, 1951)[26] и Алеком Ривзом[en] (Великобритания)[27]. В 1955 году Роже Шарбонье (Франция) впервые назвал назвал такие устройства усилителями класса D, а уже через год это название вошло в радиолюбительскую практику[26]. В 1964 году в Великобритании выпустили первые транзисторные УМЗЧ класса D, не имевшие коммерческого успеха, в 1974 и 1978 столь же безуспешные попытки предприняли Infinity и Sony[28]. Массовый выпуск усилителей этого класса стал возможен только после отладки производства силовых МДП-транзисторов, состоявшейся в первой половине 1980-х годов[29].

В режиме C форма тока выходных транзисторов может принимать вид почти прямоугольных импульсов. В режиме D такая форма тока заложена по определению: транзистор либо заперт, либо полностью открыт. Сопротивление открытого канала современных силовых МДП-транзисторов измеряется десятками и единицами миллиОм, поэтому в первом приближении можно считать, что в режиме D транзистор работает без потерь мощности. КПД реальных усилителей класса D равен примерно 90 %, в наиболее экономичных образцах 95 %, при этом он мало зависит от выходной мощности[30]. Лишь при малых, 1 Вт и менее, выходных мощностях усилитель класса D проигрывает в энергопотреблении усилителю класса B[31].

Несмотря на созвучие с английским digital («цифровой»), усилители класса D не являются, в общем случае, цифровыми устройствами. Простейшая и наиболее распространённая схема усилителя класса D с синхронной широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) — это полностью аналоговая схема. В её основе — задающий генератор сигнала треугольной формы, частота которого обычно равна 500 кГц, быстродействующий компаратор, и формирователь импульсов, открывающих выходные транзисторы. Если мгновенное значение входного напряжения превышает напряжение на выходе генератора, компаратор подаёт сигнал на открытие транзисторов верхнего плеча, если нет — то на открытие транзисторов нижнего плеча. Формирователь импульсов усиливает эти сигналы, попеременно открывая транзисторы верхнего и нижнего плеча, а включенный между ними и нагрузкой LC-фильтр сглаживает отдаваемый в нагрузку ток. На выходе усилителя — усиленная и демодулированная, очищенная от высокочастотных помех копия входного напряжения[32][33].

Миниатюрные законченные стереоусилители «класса Т» на микросхемах Tripath. Слева модуль с выходной мощностью 6+6 Вт, справа 20+20 Вт. Чёрные детали, выстроенные рядами в середине каждой платы — катушки выходных фильтров

Схема с аналоговой ШИМ устойчива при любых значениях выходного напряжения[31], но не позволяет добиться высокого качества воспроизведения звука, даже если охватить её обратной связью. Нелинейные искажения класса D имеют несколько причин: нелинейность генератора сигнала треугольной формы, нелинейность катушек индуктивности выходного фильтра, нелинейность из-за мёртвого времени между включениями верхнего и нижнего плеча усилителя. В отличие от традиционных усилителей, в той или иной мере подавляющих нестабильность питающих напряжений, в усилителях класса D низкочастотные помехи беспрепятственно проходят с питающих шин на выход усилителя. Эти помехи, шумы и дрейф не только накладываются на усиленный сигнал, но и модулируют его по амплитуде[34]. Чтобы снизить эти искажения, конструкторы перешли от синхронной ШИМ к асинхронной модуляции с переменной частотой следования импульсов и к сигма-дельта-модуляции. Неизбежным следствием этого стал рост частоты переключения выходных транзисторов до десятков МГц и снижение КПД из-за роста потерь при переключении. Для того, чтобы снизить эти потери, конструкторы применили простейшие цифровые схемы, уменьшавшие частоту переключения (например, преобразовывавшие последовательность управляющих импульсов 01010101…, соответствующую нулевому входному напряжению, в 0011…, 00001111… и так далее). Естественным развитием этого подхода стал полный отказ от аналоговой модуляции и переход к чисто цифровой обработке входных сигналов[35], а побочным следствием — разрастание номенклатуры однобуквенных «классов усиления».

В 1998 году основанная Адья Трипати компания Tripath выпустила полностью цифровой интегральный УМЗЧ класса D с заявленными показателями качества, приближавшимися к показателям «обычных» усилителей высокой верности. Новые микросхемы пошли в продажу под вывеской «класса Т» и получили в целом положительные отзывы прессы и радиолюбителей. Усилитель Tripath TA2020 вошёл в список «25 микросхем, которые потрясли мир» журнала IEEE Spectrum, а сама компания прекратила существование в 2007 году, не выдержав конкуренции с крупными производителями[36][37]. За «классом T» последовали «класс J» компании Crown International[en], «класс TD» компании Lab.gruppen, «класс Z» компании Zetex[en] и радиочастотный «класс M» компании PWRF. Обозреватель журнала EDN[en] Пол Рейко заметил, что «cочинение новых „классов усилителей“ — не более чем маркетинговая уловка, которая приносит компании больше вреда, чем пользы … хотите новый класс усиления — купите Allen-Bradley и изобретите заново класс AB»[38].

Эволюция усилителей звуковой частоты: классы G, H, …

Развитие усилителей с динамическим управлением
напряжения питания выходного каскада в режиме B/AB
  • Класс G c переключением

  • Следящий класс G и класс Н

  • Гибридный класс D («класс TD»)

  • Гибридный класс D

Максимальная мощность усилителя звуковой частоты, определяемая в том числе напряжением его питания, бывает востребована относительно редко. Бо́льшую часть времени усилитель воспроизводит сигналы относительно небольшой амплитуды. В усилителях классов B или AB это сопровождается высокими абсолютными потерями энергии при малом КПД (10—40 %). Чтобы уменьшить потери и повысить КПД, следует снизить напряжение питания — но усилитель с низким напряжением питания окажется неспособным воспоизводить редкие пиковые фрагменты входного сигнала. Решение этой дилеммы предложил в 1964 году инженер НАСА Мануэль Крамер[39]. По идее Крамера, усилитель класса B или AB следовало питать от источника напряжения с двумя или тремя комплектами шин питания. При воспроизведении сигналов малой амплитуды выходной каскад подключен к шинам с низким напряжением питания, а с ростом уровня сигнала он переключается на питание от шин с высоким напряжением[40].

Серийный выпуск таких УМЗЧ начала в 1977 году компания Hitachi. Новинка получила маркетинговый ярлык «класса G», который прижился в японской и британской литературе и стал признанным дополнением традиционной классификации усилителей. Японские усилители класса G спросом не пользовались, а аналогичная конструкция Боба Карвера[en], выпущенная в 1981 году, прижилась на американском рынке профессионального оборудования. Придуманное Карвером название «класс H» закрепилось в американской литературе, и некогда универсальная классификация распалась на региональные ниши — «американскую» и «англо-японскую»[41]. С течением времени американские авторы вернулись к «англо-японским» обозначением — именно их используют, например, Деннис Бонн (2012[39]) и Боб Корделл (2011[42]). Современное понятие «класса G» объединяет два подхода к переключению шин питания — ступенчатое и плавное переключение, и два подхода к схемотехнике выходного каскада — последовательное включение («внутренний» каскад собственно УМЗЧ вложен во «внешний» каскад управления шинами питания) и параллельное (два выходных каскада, «низковольтный» и «высоковольтный», подключены к нагрузке в параллель)[43][44].

Следующим этапом развития экономичных усилителей стал «европейский» класс H — усилители с плавно изменяющимся напряжением источника питания. При малых уровнях выходного сигнала усилитель подключен к «обычным» шинам с низким напряжением питания. При росте выходного напряжения напряжение на верхней (для положительной полуволны) или нижней (для отрицательной полуволны) шине питания увеличивается, поддерживая минимально необходимое падение напряжения на активном транзисторе. В простейшем варианте класса H используется конденсатор вольтодобавки, заряжаемый от основной шины источника питания, и подключаемый к выходным транзисторам по схеме «диодного ИЛИ». В более сложном варианте, применяемом в микросхемах автомобильных УМЗЧ, применяется встроенный преобразователь напряжения, накачивающий конденсаторы вольтодобавки до требуемых значений[45]. За классом Н последовали разнообразные схемы гибридов усилителей классов B и D. В этих конструкциях «грязный» усилитель класса D формирует напряжение на шинах питания «чистого» усилителя в классе B или AB (реже — класса H), подключенного к нагрузке. Варианты таких усилителей получили названия «гибридного класса D»[46], «класса TD» или «следящего класса D»[47], «класса A/H»[48], «класса К» (от Корея)[49] и т. п. «Класс BD», напротив, не является гибридным — это всего лишь ранний вариант класса D с синхронной ШИМ[50].

Эволюция радиочастотных усилителей: классы E, F, …

Схемотехника радиочастотных усилителей развивается в двух основных направлениях: повышение рабочей (несущей) частоты сигнала и повышение коэффициента полезного действия в уже освоенных частотных диапазонах. В 1985 году транзисторные усилители, работающие на относительно низких частотах, достигли КПД в 95-98 %, а уже на частоте в 30 МГц КПД снижался до 80 %[51]. К 2000 году то же значение КПД в 80 % стало нормой для диапазона 900 МГц[52]. На этих частотах задержка переключения транзистора становится сопоставимой с периодом несущей частоты, и грань между ключевыми режимами и режимами управляемого источника тока стирается. При этом не существует ни единой теории, описывающей процессы в сверхвысокочастотных мощных каскадах, ни единого метода анализа и оптимизации таких каскадов — даже давно известного каскада в смешанном режиме С[53][54].

В 1975 году попытку такого анализа провели отец и сын Натан и Алан Сокал. Взяв за основу хорошо известный ключевой каскад, они поставили задачу минимизации потерь во время переключения транзистора из закрытого состояния в открытое и обратно. Сокал сформулировали принцип работы экономичного усилителя мощности, названного ими «классом E»: при выключении транзистора ток через него должен уменьшится до нуля до того, как начнёт нарастать коллекторное напряжение, при включении — напряжение на коллекторе должно упасть до нуля до того, как начнёт нарастать ток. Сочетание высокого напряжения и большого тока недопустимы. Таким образом, утверждал Натан Сокал, возможно снизить потери с 35 % до 15 % потребляемой мощности даже на частотах, на которых задержка включения транзистора составляет 30 % периода несущей частоты[55].

Альтернативный подход к снижению потерь — спектральное (гармоническое) разделение токов и напряжений в выходном каскаде. Нагрузка такого усилителя состоит из нескольких резонансных контуров, настроенных на пропускание чётных гармоник несущей частоты и на подавление нечётных гармоник. В идеале форма тока такого каскада содержит, помимо несущей частоты, только её чётные гармоники, а форма напряжения на коллекторе или стоке мощного транзистора — только нечётные. В реальных усилителях используется два или три контура, поэтому формы токов и напряжений существенно отличаются от идеальных. Усилители такого рода обычно выделяются в особый класс F, но в литературе также встречаются термины «экономичный класс С», «оптимальный класс С», «мультирезонансны класс С», HRA (англ. harmonic reactance amlifier), HCA (англ. harmonic control amplifier) и даже «класс Е» (в смысле, отличном от класса Е по Сокалу). В зависимости от конфигурации контуров и выбора подавляемых и пропускаемых гармоник внутри класса F выделяют подклассы F1, F2, F3, F−1 («обратный», или «инверсный», F) и т.  п.[56][57][58].

Сводная таблица

Класс Период
возникновения
Область
применения
Определение класса Источники
Подкласс Определение подкласса Обзорные Подробные
A 1920-е годы Основная классификация режимов усиления
Усилители напряжения и мощности
Режим работы усилительного элемента, в котором ток, протекающий через усилительный элемент, никогда не прерывается (угол проводимости гармонического сигнала равен 360°). В зависимости от назначения усилителя (усиление РЧ, ЗЧ или постоянного тока) возможны альтернативные, эквивалентные формулировки в терминах выбора управляющих напряжений или рабочей точки усилительного элемента. [59][60][61][62][63][64][65][66] Ламповые УМЗЧ:[67]
Транзисторные УМЗЧ:[68][69]
Транзисторные УРЧ:[70][71][72][73]
A1 Ламповый усилитель класса А, работающий без сеточных токов [74]
A2 Ламповый усилитель класса А, работающий c сеточными токами [74][75] Анализ и расчёт каскада:[76]
AA 1986 Торговая марка УМЗЧ компании Technics УМЗЧ, сочетающий прецизионный высоколинейный усилитель класса А, мощный усилитель класса B и мостовую схему подключения нагрузки и петли отрицательной обратной связи. Повторение более ранней схемы Сэндмена[77] Сравнительный анализ схем УМЗЧ классов S и AA: [78][79]
AB 1920-е годы Основная классификация режимов усиления
Усилители мощности
Режим работы усилительного элемента, промежуточный между режимами А и B. Угол проводимости гармонического сигнала существенно больше 180°, но меньше 360° [59][60][62][63][65] Транзисторные УРЧ:[80][81][82]
AB1 Ламповый усилитель класса АB, работающий без сеточных токов [74][75][66]
AB2 Ламповый усилитель класса АB, работающий c сеточными токами [74][75][66] Анализ и расчёт каскада:[76]
AB+B Транзисторный усилитель с параллельным включением двух выходных каскадов — класса А и класса B. Термин введён в 1968 году Джеральдом Стэнли (Crown Audio)[83] [83]
A/H 1988[48] Усилители мощности Усилитель мостовой схемы. Одна сторона моста работает в режиме А, другая в режиме G/H с плавным, а не ступенчатым, подключением к шинам питания. Предложен Стэном Гулдом (компания BSS Audio), применяется в профессиональной аппаратуре[48]
См. также класс A/H
[48]
B 1920-е годы Основная классификация режимов усиления
Усилители мощности
Режим работы усилительного элемента, в котором угол проводимости гармонического сигнала равен или несколько превышает 180° [59][60][61][62][63][64][65][66] Транзисторные УРЧ[84][85]
B1 Ламповый усилитель класса B, работающий без сеточных токов [74]
B2 Ламповый усилитель класса B, работающий c сеточными токами [74] Анализ и расчёт каскада:[76]
BC 1930-e Не использовался на практике[86] Исторически — промежуточный режим между классами B (линейным) и С (импульсным). На практике этот «промежуточный» режим отвечает определению класса С и не имеет каких-либо особенностей, заслуживающих особого рассмотрения [86][60]
BD 19хх Усилители мощности РЧ Двухтактный усилитель РЧ, в недонапряжённом состоянии работающий в режиме B, в перенапряжённом — в режиме D. [87][50]
C 1920-е годы Основная классификация режимов усиления
Усилители мощности (обычно РЧ)
Режим работы усилительного элемента, в котором угол проводимости гармонического сигнала меньше 180°. Переходный режим между линйными (режим B) и импульсными (режим D) схемами. [59][60][61][62][63][64][65][66] Транзисторные УРЧ:[88][89][90][91]
С1 Ламповый усилитель класса С, работающий без сеточных токов [74]
С2 Ламповый усилитель класса С, работающий с сеточными токами [74] Анализ и расчёт каскада:[76]
СD Усилители мощности РЧ Синоним «смешанного режима С» Транзисторные УРЧ: [92]
D 1951, идея
1955, термин[26]
Основная классификация режимов усиления
Усилители мощности
Полностью ключевой (импульсный) режим работы усилительных элементов. Выходное напряжение определяется скважностями управляющих импульсов, поступающих на верхнее и нижнее плечи выходного каскада [93][94][95] Транзисторные УМЗЧ: [96]
Транзисторные УРЧ:[97][98][99][100]
Исторические публикации: [101][102][103]
DE 19хх Усилители мощности РЧ Усилитель РЧ класса D, нагрузка которого настроена на минимизацию потерь при перезарядке выходной ёмкости ключевых транзисторов. При достаточно длинных паузах между включениями двух плеч двухтактной схемы режим DE становится аналогом режима Е. [104][105]
E 1975 Усилители мощности РЧ Усилитель, работающий в ключевом режиме, в котором (а) при выключении транзистора ток через него уменьшается до нуля до того, как начнёт нарастать коллекторное напряжение, и (б) при включении транзистора напряжение на его коллекторе падает до нуля до того, как начнёт нарастать ток. Название предложено Натаном и Аланом Сокалом. [94][106][64] [107][55][108][109][110][111]
EF 19хх Усилители мощности РЧ Двухтактная разновидность класса F (англ. Harmonic reactance amplifier, HRA) [112]
F Усилители мощности РЧ Усилители со спектральным разделением токов и напряжений. Форма тока выходного транзистора определяется несущей частотой и её чётными гармониками, форма его коллекторного или стокового напряжения — несущей и её нечётными гармониками. [94][64][113] [57][114][115][58][116]
F1 Усилитель класса F c контурами, настроенными на несущую частоту и одну из её гармоник (вторую или третью) [117]
F2 Усилитель класса F с фильтрацией практически бесконечного числа нечётных гармоник в четвертьволновой линии [118][119][120]
F2 Усилитель класса F с фильтрацией второй гармоники [121]
F24 Усилитель класса F с фильтрацией второй и четвёртой гармоник [122]
F3 Гибрид классов E и F — каскад класса E с подавлением тока третьей гармоники [123]
F3 Усилитель класса F с фильтрацией третьей гармоники [124]
F35 Усилитель класса F с фильтрацией третьей и пятой гармоник [125]
F−1 или
Fинв
«Обратный», или «инверсный» класс F: форма тока выходного транзистора определяется несущей частотой и её нечётными гармониками, форма его коллекторного или стокового напряжения — несущей и её чётными гармониками. [126]
G 1965, публикация[127]
1977, серийный выпуск[127]
Экономичные УМЗЧ Транзисторный усилитель класса B с переключаемыми шинами питания. В покое и при малых уровнях выходного напряжения усилитель питается от шин с низкими напряжениями питания, а с ростом выходного подключается к шинам с бо́льшим напряжением. [94][43][127] Анализ схем:[128]
H 1964, патент[39]
1984, серийный выпуск[39]
Экономичные УМЗЧ Транзисторный усилитель класса B с плавающим напряжением шин питания. В покое и при малых уровнях выходного напряжения усилитель подключен к низковольтным шинам линейного источника питания. При росте выходного напряжения встроенный следящий импульсный преобразователь повышает напряжение на одной из шин. [94][43][39]
I 1995[129] Торговая марка УМЗЧ компании Crown International[en] (подразделение Harman International Industries[en]) Двухтактный усилитель на ключевых транзисторах (развитие класса D) с патентованной логикой управления, в котором верхний и нижний ключ связаны с нагрузкой раздельными фильтрами [130] Брошюры производителя:[131][132]
J 2000-е Торговая марка УМЗЧ компании Earthquake Sound УМЗЧ класса D Брошюра производителя:[133]
2000-е Торговая марка УМЗЧ компании Crown Audio УМЗЧ класса D, c параллельным включением вспомогательного каскада в классе B, который нейтрализует вносимые первым искажения[134] [134]
2006 Экономичные усилители мощности СВЧ Однотактный усилитель СВЧ-колебаний, смещённый в класс AB, нагруженный на реактивную полезную нагрузку, и согласованный с ней на основных гармониках рабочей частоты. Выходная ёмкость транзистора типа HEMT или LDMOS включена в согласующий контур[135] [136]
K 1953[137] Модуляторы ламповых радиопередатчиков Экономичный модулятор лампового радиопередатчика, в котором токп покоя модуляторного тетрода управляется током другой лампы — усилителя ЗЧ, анод которой подключен к экранирующей сетке тетрода. Изобретатель, Ричард Кленш, называл эту конструкцию «усилителем класса К»[137] [137][138]
1998[49] Экономичные УМЗЧ Гибридный усилитель мощности ЗЧ, в котором параллельно включены прецизионный усилитель напряжения класса А и мощный токовый буфер класса D. Название восходит к Корее.
См. также класс A/H
[49]
L Не используется
M 2000-e Торговая марка УРЧ компании PWRF Проприетарная схема дельта-сигма-модуляторов для радиопередатчиков базовых станций мобильной связи Брошюра производителя:[139]
N 2002 Экономичные усилители мощности СВЧ Принцип снижения потерь энергии в усилителе СВЧ-диапазона, предложенный в 2002 году коллективом авторов из Донецкого университета. [140]
O Не используется
P Не используется
Q Не используется
R Не используется
S 1982[141] УМЗЧ Обри Сэндмена УМЗЧ, сочетающий прецизионный маломощный усилитель класса А, мощный усилитель класса B и мостовую схему подключения нагрузки и петли отрицательной обратной связи. Повторена (без согласия Сэндмена) в линейке усилителей Technics «класса AA»[77] [142] Сравнительный анализ схем УМЗЧ классов S и AA: [78][79]
1932, патент[143] Экономичные усилители мощности РЧ [94][143] Транзисторные УРЧ:[144]
Перспективные СВЧ-схемы:[145]
T 19хх Торговая марка УМЗЧ компании Tripath (c 2007 года принадлежит Cirrus Logic[en], выпуск прекращён)[146] Интегральный усилитель класса D с патентованным алгоритмом цифровой обработки сигнала обратной связи [36][37] Брошюра производителя:[147]
TD 2000-e Торговая марка УМЗЧ компании Lab.gruppen «Следящий класс D» — подвид класса D и класса H: усилитель класса B, питаемый напряжением ЗЧ, вырабатываемым усилителем класса D Брошюра производителя:[47]
U Не используется
V Не используется
W 2000-е Торговая марка компании Wolfson Micro Экономичный интегральный усилитель с плавающими напряжения питания, генерируемыми встроенными преобразователями (см. класс H) Сайт производителя:[148]
X Не используется
Y Не используется
Z 2000-е годы Торговая марка импульсных УМЗЧ компании Zetex[en], с 2008 года Diodes Incorporated[en]. С 2010 года применяется в усилителях NAD серии Master. Интегральный усилитель класса D с патентованным алгоритмом цифровой обработки сигнала обратной связи Брошюра производителя:[149]

Примечания

  1. Duncan, 1996, p. 408
  2. Self, 2002, p. 35
  3. Dart, H. F., Atwater, C. K. Vacuum Tube Amplifier Definitions // QST (ARRL). — 1929. — № September 1929. — С. 29-32.
  4. Fay, C. E. The Operation of Vacuum Tubes as Class B and Class C Amplifiers // Bell Telephone System Technical Journal. — 1932. — № 11. — С. 28-52.
  5. Франкленд, С. Single-ended vs. Push-pull, часть I (перевод) // Вестник А.Р.А.. — 1997. — № 2. — С. 37-43.
  6. Роль Института радиоинженеров (IRE) в создании американской системы стандартов описана, например, в 1932 Standards Yearbook / Burgess, G. K.. — Washington, DC: U.S. Bureau of Standards. — P. 23-24.
  7. Цыкин, 2006, с. 76
  8. Цыкин, 1963, с. 76-77. См. также подборку альтернативных определений в сводной таблице
  9. Albulet, 2001, p. 9
  10. Бонч-Бруевич, 1956, p. 99
  11. Завражнов, 1985, с. 136
  12. Крыжановский и др., 2001, с. 105
  13. Bahl, 2009, p. 186
  14. Pass, N. The Pass Zen Amplifier // Pass Labs. — 1994. — P. 2.
  15. 1 2 Albulet, 2001, p. 30
  16. Cordell, 2011, pp. 104 (цифры), 105 (график). Тема абсолютного максимума потерь на 1/3 максимальной выходной мощности рассматривается также на pp.71, 120, 229-230, 278-302
  17. Цыкин, 1963, с. 77-79
  18. Выбор тока покоя выходных транзисторов УМЗЧ — вопрос дискуссионный. Боб Корделл рекомендует токи в 80…100 мА на транзистор (Cordell, 2011, pp. 99-103), Дуглас Селф — порядка 50 мА для эмиттерного повторителя и 10 мА для комплементарного каскада Шиклаи (Self, 2002, pp. 146—152)
  19. Hood, 2006, pp. 163, 176
  20. Cordell, 2011, p. 98
  21. Цыкин, 1963, с. 78
  22. Self, 2002, pp. 37, 107
  23. Данилов, 2004, pp. 101-102
  24. 1 2 Цыкин, 1963, с. 79-80
  25. Albulet, 2001, pp. 38-39
  26. 1 2 3 Лабутин, 1956, с. 4
  27. Duncan, 1996, p. 147
  28. Данилов, 2004, с. 102, пишет, что выпуск усилителей Infinity класса D начался в 1947 году. Очевидно, это ошибка: Duncan, 1996, c. 148, пишет о 1974—1978, да и сама фирма Infinity возникла в 1968 году
  29. Duncan, 1996, p. 147-148
  30. Cordell, 2011, pp. 553, 599
  31. 1 2 Galaas, Eric Class D Audio Amplifiers: What, Why, and How // Analog Dialogue. — 2006. — № 40-06. — С. 1-7.
  32. Cordell, 2011, pp. 554-555
  33. Duncan, 1996, pp. 148-150
  34. Cordell, 2011, pp. 568-571, 575-576
  35. Cordell, 2011, pp. 583-593
  36. 1 2 Santo, B. 25 Microchips That Shook the World // IEEE Spectrum. — 2009. — № May 2009.
  37. 1 2 Self, D. Audio Power Amplifier Design Handbook. — 5th ed.. — Oxford, UK: Focal Press, 2012. — P. 38. — ISBN 9781136123658: «this was just a trademark rather than an actual class of operation»
  38. Raco, P. Audio amplifiers, class-T, class-W, class-I, class-TD and class-BS. EDN Network (2009, June 15). Проверено 20 декабря 2012.
  39. 1 2 3 4 5 Bohn, 2012, A: Amplifier classes: Class H
  40. Electronic Amplifier with Power Switching. U.S. Patent 3319175 (1967). Проверено 20 декабря 2012.
  41. Duncan, 1996, pp. 138-141
  42. Cordell, 2011, pp. 110-111. Корделл отсылает читателя за разъяснением к книге Дункана (см. Duncan, 2011, pp. 138-141)
  43. 1 2 3 Self, 2002, pp. 36-38
  44. Cordell, 2011, pp. 111-114
  45. TDA1562Q; TDA1562ST; TDA1562SD: 70 W high efficiency power amplifier with diagnostic facility. Philips (1998, 2003).
  46. Cordell, 2011, p. 595
  47. 1 2 Technology Brief: Class TD, Regulated SMPS, and Intercooler® / C Series: Installation-Dedicated Amplifiers. Lab.gruppen. Проверено 20 декабря 2012.
  48. 1 2 3 4 Duncan, 1996, p. 142
  49. 1 2 3 Jung, N.-S. et al. A New High-Efficiency and Super-Fidelity Analоg Audio Amplifier with the aid of Digital Switching Amplifier: Class K* Amplifier // IEEE Power Electronics Specialists Conference, 1998 (PESC 98) 17-22 May 1998. — 1998. — P. 457-463. — ISBN 0780344898
  50. 1 2 Bohn, 2012, A: Amplifier classes: Class BD
  51. Завражнов, 1985, с. 135
  52. Крыжановский и др., 2001, с. 105. Авторы ссылаются на обзорную статью, опубликованную в марте 2000 года
  53. Крыжановский, 2001, p. 75
  54. Albulet, 2001, p. 39
  55. 1 2 Sokal, N. Class-E RF Power Amplifiers // QEX. — 2001. — № Jan-Feb 2001. — P. 10-20.
  56. Bahl, 2009, pp. 201-209
  57. 1 2 Albulet, 2001, pp. 303-318
  58. 1 2 Kazimierczuk, 2008, pp. 267-320
  59. 1 2 3 4 ARRL, 1936, pp. 57-59
  60. 1 2 3 4 5 Бонч-Бруевич, 1956, с. 99-101
  61. 1 2 3 Цыкин, 1963, с. 76-80
  62. 1 2 3 4 Graf, 1999, pp. 119-121
  63. 1 2 3 4 Джонс, 2007, с. 510-514
  64. 1 2 3 4 5 Bahl, 2009, pp. 185-188
  65. 1 2 3 4 Whittaker, 2012, pp. 139-141
  66. 1 2 3 4 5 Bohn, 2012, A: Amplifier classes
  67. Цыкин, 1963, с. 219-244
  68. Self, 2002, pp. 255-289
  69. Hood, 2006, pp. 153-156
  70. Albulet, 2001, pp. 9-18
  71. Cripps, 2006, pp. 17-37
  72. Kazimierczuk, 2008, pp. 45-74
  73. Bahl, 2009, pp. 188-190, 259-263
  74. 1 2 3 4 5 6 7 8 Рейх, 1948, с. 187-189
  75. 1 2 3 Джонс, 2007, с. 512-514
  76. 1 2 3 4 Цыкин, 1963, с. 80, 262-265
  77. 1 2 Точка зрения Сэндмена и его изложение спора с Technics изложены в Sandman, A. Who Designed This? // Electronics World + Wireless World. — 1991. — № September. — P. 788.
  78. 1 2 Hood, 2006, p. 180-181
  79. 1 2 Hood, 1998, p. 271-273
  80. Albulet, 2001, pp. 18-23
  81. Cripps, 2006, pp. 49-51
  82. Kazimierczuk, 2008, pp. 82-108
  83. 1 2 Bohn, 2012, А: Amplifier classes: AB plus B
  84. Cripps, 2006, pp. 51-53
  85. Bahl, 2009, pp. 190-196, 263-269
  86. 1 2 ARRL, 1936, p. 59
  87. Albulet, 2001, pp. 189-191
  88. Albulet, 2001, pp. 23-41
  89. Cripps, 2006, pp. 53-55
  90. Kazimierczuk, 2008, pp. 75-108
  91. Bahl, 2009, pp. 196-198
  92. Albulet, 2001, pp. 38-41
  93. Цыкин, 1963, с. 80
  94. 1 2 3 4 5 6 Graf, 1999, p. 121
  95. Bohn, 2012, A: Amplifier classes: Class D
  96. Cordell, 2011, pp. 553-600
  97. Albulet, 2001, pp. 131-214
  98. Cripps, 2006, pp. 180-182
  99. Grebennikov, Sokal, 2007, pp. 55-94
  100. Kazimierczuk, 2008, pp. 109-178
  101. Лабутин, 1956
  102. Лившиц, 1973
  103. Duncan, 1996, pp. 147-153
  104. Albulet, 2001, pp. 191-198
  105. Kazimierczuk, 2008, pp. 251-266
  106. Laplante, 2005, p. 108
  107. Albulet, 2001, pp. 215-302
  108. Cripps, 2006, pp. 182-229
  109. Grebennikov, Sokal, 2007, pp. 179-314
  110. Kazimierczuk, 2008, pp. 179-250
  111. Bahl, 2009, pp. 197-201, 269-274
  112. Laplante, 2005, pp. 107-108
  113. Bohn, 2012, A: Amplifier classes: Class F
  114. Cripps, 2006, pp. 133-172
  115. Grebennikov, Sokal, 2007, pp. 95-150
  116. Bahl, 2009, pp. 201-204, 274-282
  117. Albulet, 2001, pp. 303-308
  118. Albulet, 2001, pp. 308-315
  119. Grebennikov, Sokal, 2007, pp. 115-119
  120. Kazimierczuk, 2008, pp. 289-295
  121. Kazimierczuk, 2008, pp. 295-306
  122. Kazimierczuk, 2008, pp. 305-311
  123. Albulet, 2001, pp. 315-317
  124. Kazimierczuk, 2008, pp. 281-289
  125. Kazimierczuk, 2008, pp. 288-289
  126. Grebennikov, Sokal, 2007, pp. 151-178
  127. 1 2 3 Bohn, 2012, A: Amplifier classes: Class G
  128. Self, 2002, pp. 290-313
  129. Stanley, G. R. US Patent 5657219: Opposed current power converter. USPTO (1997). Проверено 12 декабря 2012. (приоритет заявки с 1995 года)
  130. Bohn, 2012, A: Amplifier classes: Class I
  131. The Class-I Amplifier. Crown Audio (2003). Проверено 12 декабря 2012.
  132. Reinventing the Power Amplifier — BCA. Crown Audio (1998). Проверено 12 декабря 2012.
  133. Powerhouse Series Product Release. Earthquake Sound Corp.. Проверено 12 декабря 2012.
  134. 1 2 Bohn, 2012, A: Amplifier classes: Class J
  135. Cripps, 2006, p. 73: «The key features are a fundamental load with a substantial reactive component and reactive harmonic terminations that can be physically realized using the device output capacitance. The generic term „Class J“ is proposed to categorize such PA operation.»
  136. Cripps, 2006, pp. 68-131
  137. 1 2 3 Hileman, D. Class K Modulator // CQ Magazine. — 1953. — № October 1953. — P. 37-39.
  138. Hileman, D. Class K Mobile Modulator // CQ Magazine. — 1954. — № September 1954. — P. 16-18.
  139. Class M RF Power White Paper. PWRF Corp.. Проверено 16 декабря 2012.
  140. Rudakova, A.N. et al. Class-N high-frequency power amplifier // IEEE International Symposium on Circuits and Systems, 2002. ISCAS 2002.. — 2002. — Vol. 5. — P. 517-520.
  141. Sandman, A. Class S: A Novel Approach to Amplifier Distortion // Wireless World. — 1982. — № September. — P. 38.
  142. Self, 2002, p. 38
  143. 1 2 Bohn, 2012, A: Amplifier classes: Class S
  144. Albulet, 2001, pp. 319-338
  145. Samulak, 2010
  146. Nagle, Ron Virtue Audio’s Dodd Modified Sensation M451 Integrated Amplifier // Enjoythemusic. — 2010. — № November 2010.
  147. Tripath Corporate Backgrounder. Tripath Technology. Проверено 12 декабря 2012.
  148. WM8903: Ultra low power CODEC for portable audio applications. Wolfson Micro (2009). Проверено 15 декабря 2012.
  149. Class Z™ Direct digital feedback amplifiers. Zetex Semiconductors (2006). Проверено 12 декабря 2012.

Источники

На русском языке

  • Бонч-Бруевич, М. А. Применение электронных ламп в экспериментальной физике. — 4-е изд.. — М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1956. — 656 с. — 15 000 экз.
  • Данилов, А. А. Прецизионные усилители низкой частоты. — М.: Горячая линия-Телеком, 2004. — 352 с. — ISBN 5935171341
  • Завражнов, Ю. А. и др. Мощные высокочастотные транзисторы. — М.: Радио и связь, 1985.
  • Крыжановский, В. Г. и др. Высокоэффективные режимы работы усилителей СВЧ // IEEE Microwave and Telecommunication Technology, 2001 (CriMiCo 2001). — 2001. — P. 105-107. — ISBN 9789667968007
  • Лабутин, В. К. Усилитель класса D. — М.: Госэнергоиздат, 1956. — (Массовая радиобиблиотека, вып. 262). — 30 000 экз.
  • Лившиц, И. И. Транзисторные усилители в режиме D. — Л.: Энергия, 1973. — 128 с. — 8000 экз.
  • Джонс, М. Ламповые усилители. — М.: ДМК-Пресс, 2007. — 760 с. — ISBN 5970600202
  • Рейх, Г. Дж. Теория и применение электронных приборов. — Л.: Госэнергоиздат, 1948. — 940 с. — 7,000 экз.
  • Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Том II. — 12-е изд.. — М.: ДМК-Пресс, 2007. — 942 с. — ISBN 5940741487
  • Цыкин, Г. С. Электронные усилители. — 2-е изд. — М.: Связьиздат, 1963. — 512 с. — 21,000 экз.

На английском языке

  • Albulet, M. RF Power Amplifiers. — Noble Publishing, 2001. — ISBN 1884932126
  • ARRL Staff. The Radio Amateur’s Handbook. — 14th ed.. — West Hartford, CT: American Radio Relay League, 1936.
  • Bahl, I. Fundamentals of RF and Microwave Transistor Amplifiers. — Wiley, 2009. — ISBN 9780470462317
  • Bohn, D. A. Pro Audio Reference. — Rane Audio, 2012.
  • Christensen, J. F. Wither Core Competence for the Large Corporations in an Open Innovation World? // Open Innovation:Researching a New Paradigm. — Oxford University Press. — P. 35-61. — ISBN 9780191622724
  • Cordell, B. Designing Audio Power Amplifiers. — McGraw-Hill, 2011. — ISBN 9780071640244
  • Cripps, S. C. RF Power Amplifiers for Wireless Communications. — London: Artech House, 2006. — ISBN 9781596930186
  • Duncan, B. High Performance Audio Power Amplifiers. — Newnes, 1996. — ISBN 9780750626293
  • Graf, R. F. Modern Dictionary of Electronics. — Newnes, 1999. — P. 121, 122. — ISBN 0750698667
  • Grebennikov, A., Sokal, N Switchmode RF Power Amplifiers. — Newnes, 2007. — ISBN 9780750679626
  • Hood, J. L. Chapter 14. Power Amplifier Stages // Audio and Hi-Fi Handbook / Editor: Sinclair, I.. — 3rd ed.. — Newnes, 1998. — P. 252-275. — ISBN 075063636X
  • Hood, J. L. Valve and Transistor Audio Amplifiers. — Newnes, 2006. — ISBN 0750633565
  • Kazimierczuk, M. K. RF Power Amplifiers. — Wiley, 2008. — ISBN 9780470699508
  • Laplante, P. Comprehensive Dictionary Of Electrical Engineering. — CRC Press, 2005. — ISBN 9780849330865
  • Samulak, A. System Analyses of Class-S Power Amplifier. — Universitat Erlangen-Nurnberg, 2010. (диссертация на степень Doktor-Ingenieur)
  • Self, D. Audio Power Amplifier Design Handbook. — 3rd ed.. — Newnes, 2002. — ISBN 0750656360
  • Sinclair, I., Dunton, J. Practical Electronics Handbook. — 6th ed.. — Newnes, 2007. — ISBN 9780750680714
  • Whittaker, J. Power Vacuum Tubes Handbook. — 3rd ed.. — Boca Raton, FL: CRC Press, 2012. — ISBN 9781439850640

▶▷▶▷ высококачественный транзисторный усилитель схема

▶▷▶▷ высококачественный транзисторный усилитель схема
ИнтерфейсРусский/Английский
Тип лицензияFree
Кол-во просмотров257
Кол-во загрузок132 раз
Обновление:05-05-2019

высококачественный транзисторный усилитель схема — Схемы усилителей мощности на транзисторах, самодельные УНЧ и УМЗЧ radiostoragenet5-usiliteli-na-tranzistorah Cached Рассмотрена принципиальная схема простого транзисторного усилителя с выходом на tip31, tip32, питается усилитель от 12 Вольт и может обеспечить примерно 3Ватт мощности Транзисторный УМЗЧ высокого качества Усилитель мощности gyratorrubipolar-transistor-amplifier Cached Схема для сборки своими руками Транзисторный УМЗЧ высокого качества Усилитель мощности низкой, звуковой частоты Высококачественный Транзисторный Усилитель Схема — Image Results More Высококачественный Транзисторный Усилитель Схема images РадиоКот :: Высококачественный транзисторный УЗЧ с ИИП radiokotrucircuitaudioamplifier36 Cached Это классическая топология Лина, разработанная им на фирме rca еще в 1956 году Сейчас практически все усилители (больше 90) звуковой частоты построены именно по этой схеме Высококачественный транзисторный усилитель НЧ класса В (30 Ватт) radiostoragenet2866-vysokokachestvennyj-tranzistornyj Cached Принципиальная схема высококачественного транзисторного усилителя мощности класса В Усилители мощности низкой частоты cxemnetsoundampsampsphp Cached 1999-2019 СМИ Сайт-ПАЯЛЬНИК cxemnet 6 Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 — 59178 от 03092014 выдано Роскомнадзором РадиоКот :: Высококачественный усилитель мощности(100Вт) wwwradiokotrucircuitaudioamplifier15 Cached Схема усилителя: Усилитель полностью на дискретных элементах, без всяких ОУ и прочих хитростей При работе на нагрузку 4Ома и питании 35В усилитель развивает мощность до 100Вт Высококачественный транзисторный УМЗЧ Схема, описание wwwdiagramcomualistaudioaudio91shtml Cached Усилитель содержит всего один каскад усиления по напряжению по схеме с общим эмиттером (ОЭ) и имеет искажения около 2 при выходной мощности 2 Вт Простой высококачественный усилитель Гумеля (42 Вт4 Ом ldsoundruprostoj-vysokokachestvennyj-usilitel-gumelya Cached ёмкость в питании ставить с как можно большей площадью пластин а не ту гадость что щас продают с надписью 10000 и размером с батарейку Высококачественный транзисторный усилитель НЧ класса В (30 Ватт) wwwqrzruschemescontributeaudioamplifiers Cached Высококачественный транзисторный усилитель НЧ класса В (30 Ватт) Особенность устройства Усилитель звука своими руками (УМЗЧ): виды, схемы, простые и vopros-remontruelektrikausilitel Cached Усилитель с такой динамикой стоит дороже некоторых автомобилей, а его мощность будет от 200 Вт в канале, что для обычной квартиры слишком много: прослушивание на сильно заниженной против Promotional Results For You Free Download Mozilla Firefox Web Browser wwwmozillaorg Download Firefox — the faster, smarter, easier way to browse the web and all of 1 2 3 4 5 Next 3,690

  • Каскодный усилитель усилитель, содержащий два активных элемента, первый из которых включен по схеме
  • с общим эмиттером (истоком, катодом), а второй по схеме с общей базой (затвором, сеткой). Букреев С. С. Транзисторные усилители низкой частоты с обратной связью. М.: Советское радио, 1972. Поэтому
  • С. С. Транзисторные усилители низкой частоты с обратной связью. М.: Советское радио, 1972. Поэтому усилитель можно без ограничений использовать совместно с источником имеющим как ламповый, так и транзисторный выход. Регулятор громкости в усилителе — высококачественный ALPS RK27 Blue Velvet. Название: Проектирование транзисторных усилителей низкой частоты Автор: Аина Васильевна Цыкина Издательство: Связь Год издания: 1968 Страниц: 184 Формат: DJVU Размер: 5 МБ Качество: Отлично. Транзисторные pa при низком напряжении питания. Любителей математики отсылаю к источнику л, либо к иной литературе по расчету транзисторных усилителей мощности. Транзисторный усилитель мощности на 100 Ватт. Каждая конструкция базируется на специализированной микросхеме, что позволяет построить высококачественный усилитель с минимальным количеством деталей и значительно упрощает процесс сборки. В настоящее время можно приобрести ламповое или транзисторное гитарное усиление, их относят к традиционным видам. В специализированном интернет-магазине музыкального оборудования United Store можно приобрести высококачественные усилители различных типов. Интересно заметить, что еще до появления радиоприемника Спутник, в 1956 году ВНИИРПА им. А.С.Попова (г.Ленинград, теперь Санкт-Петербург) разработал первый массовый отечественный переносный транзисторный радиоприемник Атмосфера. Это связано с тем, что лампа добавляет в сигнал искажения, которые воспринимаются человеческим слухом не так заметно, как в транзисторных усилителях. DOCTORHEAD Транзисторные усилители для наушников Sennheiser HDVA 600. Высококачественный стереозвук JBL будет заполнять Вашу комнату вместе с ярким светом множества светодиодов. Схематичное изображение транзисторов n p n-типа (а) и p n p-типа (б) в схеме усилителя электрических колебаний и условные обозначения их на электрических схемах (в, г): Э эмиттер; Б база; К коллектор; Rн нагрузка; U напряжение источников питания; i ток; стрелками обозначено направление движения электронов …

содержащий два активных элемента

содержащий два активных элемента

  • а его мощность будет от 200 Вт в канале
  • самодельные УНЧ и УМЗЧ radiostoragenet5-usiliteli-na-tranzistorah Cached Рассмотрена принципиальная схема простого транзисторного усилителя с выходом на tip31
  • что для обычной квартиры слишком много: прослушивание на сильно заниженной против Promotional Results For You Free Download Mozilla Firefox Web Browser wwwmozillaorg Download Firefox — the faster

высококачественный транзисторный усилитель схема Картинки по запросу высококачественный транзисторный усилитель схема Другие картинки по запросу высококачественный транзисторный усилитель схема Жалоба отправлена Пожаловаться на картинки Благодарим за замечания Пожаловаться на другую картинку Пожаловаться на содержание картинки Отмена Пожаловаться Все результаты Схемы усилителей мощности на транзисторах, самодельные УНЧ radiostoragenetusilitelinatranzistorah Здесь вы найдете схемы транзисторных усилителей разной сложности и с высококачественные усилители мощности НЧ на МДПтранзисторах Транзисторный усилитель Стерео усилитель звуковой Несколько схем Схема высококачественного транзисторного усилителя мощности radiostoragenetskhemavysokokachestvennogotranzistornogousilitelyamosh В публикации представлена схема высококачественного УНЧ на транзисторах, который обеспечивает выходную мощность Вт Транзисторный усилитель W своими руками У Самоделкина Электроника Усилители мая г Если нужен хороший качественный усилитель , то стоит собрать его на Представленная схема была опубликованная в журнале Высококачественный, но простой транзисторный усилитель Обзоры товаров Ebay дек г Транзисторный усилитель мощности переменного напряжения из радиоконструктора LJM MX SE Простые схемы модернизации и Транзисторный УМЗЧ высокого качества Усилитель мощности Усилитель мощности низкой, звуковой частоты Биполярные транзисторы Схема Самодельный Своими руками Высококачественный , качественный vipcxemaorg Самый качественный усилитель звука Линейных и сверхлинейных схем усилителей мощности НЧ достаточно много, называют этот усилитель самым качественным среди транзисторных Схема высококачественного транзисторного усилителя QRZru Схемы наших читателей Аудиотехника Схема высококачественного транзисторного усилителя мощности Вт На рис приведена обобщенная структурная схема усилителя мощности Усилители мощности, Hiend, hifi собрать своими руками audiohobbyrublogpoweramplifiers Похожие мар г Схемы и конструкции усилителей мощности транзисторных , на микросхемах, на лампах Собрать качественный Hiend усилитель Усилители мощности Схемы, статьи Бесплатной технической wwwdiagramcomualistshtml Похожие Перейти к разделу Усилители мощности транзисторные схемы транзисторных усилителей Высококачественный транзисторный Радиосхемы Схемы усилителей на транзисторах radiouchebnikrushemaudiotekhnikaskhemyusilitelejnatranzistorakh Похожие схемы транзисторных усилителей В этом разделе Вы Высококачественный транзисторный усилитель НЧ класса В Ватт Термостабильный Усилитель мощности в классе А со сверхбыстродействующей сент г Статья о создании усилителя , в схемотехнике и конструкции которого Причины транзисторного звука в УМ с ОООС неоднократно Таким образом, схема выросла в тройной композитный усилитель , но в котором что даже высококачественный дискретный регулятор DACT кОм, Усилители мощности низкой частоты Сайт Паяльник cxemnetsoundampsampsphp Похожие Здесь вы найдете схемы транзисторных УНЧ, ламповых УНЧ, усилителей Качественный усилитель драйвер для наушников, с электронным РадиоКот Усилители Маломощные усилители с электронным управлением Высококачественный транзисторный УЗЧ с ИИП Простая схема микрофонного усилителя Три схемы УНЧ для новичков Сайт Паяльник cxemnet Усилители Похожие В этой статье будут рассмотрены несколько простейших и полностью рабочих схем усилителей , которые успешно могут быть повторены любым Схемы усилителей мощности на германиевых транзисторах Схемы усилителей мощности на германиевых транзисторах, секреты звучания германиевых УНЧ, схема транзисторного усилителя низкой понимания того, каким должен быть высококачественный стереофонический звук УНЧ построенный на транзисторах Транзисторный усилитель wwwtexnicrukonstrunchunchhtm Похожие Усилители НЧ на мощных транзисторах Эта схема УНЧ на транзисторах весьма проста, так как в выходном каскаде используется пара мощных комплементарных транзисторов Высококачественные транзисторные УНЧ Транзисторный HIFI усилитель Ватт на канал komitart Предлагаем вашему вниманию принципиальную схему , а также печатную плату высококачественного транзисторного усилителя , мощнось каждого Транзисторный усилитель класса А своими руками Хабр Habr мая г Транзисторный усилитель класса А своими руками пишут, что эта схема не склонна к самовозбуждению, но на всякий случай я не стал делать, поскольку достать какойнибудь качественный ALPS не удалось, Усилитель мощности кВт рабочие схемы Усилитель мощности кВт здесь представлены гарантированно рабочие схемы высококачественного и мощного звука четыре схемы усилителей Высококачественный транзисторный УМЗЧ Схема, описание wwwdiagramcomualistaudioaudioshtml Характерное транзисторное звучание сухое, жесткое, непрозрачное вовсе не обязательно присуще транзисторным усилителям Действительно Каталог радиолюбительских схем wwwirlsnarodruunchhtm Похожие ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЙ АВТОМОБИЛЬНЫЙ УМЗЧ НАсенов; Транзисторный усилитель мощности низкой частоты без ООС АЗызюк; УМЗЧ С Усилитель мощности На MOSFET до ватт Микросхема mikrocxemaruunchizvukotekhnikausilitelmoshhnostikvthtml Похожие Думаем, что многие радиолюбители предпочтут именно этот вариант транзисторного усилителя Усилитель мощности Вт схема В нем применены Транзисторный усилитель FROLOV TECHNOLOGY wwwfrocentercomtranzistornyjusilitel Транзисторный усилитель высококачественная симметричная схемотехника очень часто серьёзные компании используют подобные схемы для транзисторные усилители iirklibrucgiirbis_exe?транзисторныеусилители Аннотация Представлена схема усилителя на трех транзисторах Высококачественный транзисторный УМЗЧ Текст А Петров Радиомир Статьи Схемы усилителей Простые Усилители НЧ наборы elektronnetdoruarticleсхемыусилителей Схемы усилителей НЧ на то, что большинство транзисторных усилителей имеет низкий суммарный Схема высококачественного усилителя Схема усилителя мощности Ланзар Обзор soundbarrelruamp_vtlanzar_obshtml Похожие Обзор схем и схемотехники усилителя мощности Ланзар базе в книге Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения вход усилителя замыкается на общий провод транзисторным ключом этот узел усилителей абсолютных во всех отношениях, Роберт Харли inthouseruAMPLIFIERamplifierRobertHarleyMosta Усилитель , ламповый, транзисторный , усилитель мощности, усилитель звука, высококачественный усилитель , лучший усилитель , vintage В усилителе мощности A Нельсон Пасс применил схему активного смещения Усилитель звука своими руками УМЗЧ виды, схемы, простые и voprosremontruelektrikausilitel Похожие Особенности и возможности усилителей на лампах, транзисторах и микросхемах Схемы простого высококачественного УМЗЧ На первых порах твердотельной электроники конструкторы транзисторных УМЗЧ брали для Простой транзисторный класса А Усилитель amplifrupublprostoj_tranzistornyj_klassa_a Похожие Данная схема была успешно повторена многими радиолюбителями и до сих качественных если не самый качественный транзисторный усилитель Высококачественный усилитель мощности своими руками wwwfrocentercomusilitelmoshhnostisvoimirukami Похожие Схема и описание высококачественного усилителя мощности для сборки и настройки своими руками Отличное качество звучания и высокая выходная УНЧ на транзисторах своими руками схемы для новичков Личный опыт Рейтинг , голосов февр г Более того, если вам нужен качественный , надежный усилитель , то стоит смотреть в сторону именно транзисторных моделей Ведь Простой высококачественный усилитель Гумеля Вт Ом ldsoundruprostojvysokokachestvennyjusilitelgumelyavtom Похожие Простой высококачественный усилитель Гумеля Вт Ом усилителей мощности ЗЧ УМЗЧ; вовторых, чем проще схема усилителя , тем менее Схемы УНЧ и разной электроники Yandex Zen схемы усилителей звука и не только из глубин интернета в силу своей специфики не позволяют прослушивать качественный звук кроме как в наушниках Транзисторный усилитель с согласующим трансформатором Вт ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ Техника и nauchebenet Радиоэлектроника Работа со звуком Транзисторные УНЧ Похожие авг г Ю Солнцев СССРРазработкой высококачественных систем Транзисторные УНЧ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ Структурная схема усилителя в основном осталась неизменной, Каскодные транзисторные усилители и их схемы grimmirucascodeamplifierhtml Похожие На основе представленных усилительных схем можно построить высококачественный транзисторный усилитель Отметим, что слепое копирование PDF Транзисторный усилитель мощности низ кой частоты без ООС невозможности создания высококачественных УМЗЧ без глубоких общих Говоря о теоретических проблемах двухтактных схем и транзисторных Звуковые усилители pasekaru wwwpasekarunode мая г Простой, качественный и надежный усилитель с минимальным Мостовой транзисторный усилитель Вт Старинная схема Усилители на транзисторах Журнал практической электроники Усилители Похожие Practical Electronics Magazine схемы и проекты, усилители , гаджеты, для использования с высококачественными усилителями мощности звуковой Транзисторные симметричные буферные каскады, примененные в Аудиотехника,УМЗЧ,Простой Высококачественный усилитель Аудиотехника янв г Высококачественный усилитель на микросхеме STKII не уступающий промышленным транзисторным усилителям высокого качества В усилитель дополнительно введена схема защиты от постоянного Усилитель класса А своими руками Pikabu дек г Данный усилитель примечателен тем, что потребляемого И кстати схема Линсли Худа тоже очень благодарна к хорошим Посоветуйте качественный классический транзисторный усилитель forumvegalabru Схемотехника Усилители Похожие дек г Нужен качественный усилитель для работы с рупорной Есть ли качественные схемы на дискретных элементах для таких целей? Гибридный ламповотранзисторный усилитель Сделай сам Форум Hi июн г сообщений автора Давно хотел собрать усилитель высокого класса Взял за основу вот такую схему Надо сказать, что впоследствии пришлось её подправить Поставил PSКак самоделка прекрасно,как высококачественный ? Мощный усилитель по схеме ЛАНЗАР Схемаавто поделки Главная Усилители мощности июн г Ланзар высококачественный транзисторный усилитель класса АВ разряда HiFi высокой выходной мощности В ходе статьи Усилитель SA по заветам Джона Худа в первозданном классе hifiaudioruarchives янв г В году появилась простая схема Д Ли Худа усилителя в чистом для любого любителя класса А и высококачественного звука, но речь пойдет о А можно сделать хороший безОСный транзисторный Высококачественный гибридный усилитель Декабря дек г Усилитель сравнивался с многими транзисторным усилителем в Принципиальная схема высококачественного гибридного усилителя Транзисторный усилитель класса А Сабвуфер своими руками wwwradiochipirutranzistornyjusilitelklassaa Главная Усилители на микросхемах Транзисторный усилитель с в полной мере отвечать требованиям высококачественного звуковоспроизведения Среди схем управлении транзисторами в плечах ВК можно встретить и УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ electricalsparknarodrumainshemaumzthtml Похожие УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ С ГЛУБОКОЙ построить высококачественный усилитель без глубокой ООС во всем диапазоне воспроизводимых боязнь глубокой ООС и так называемого транзисторного звучания выбор был остановлен на УМЗЧ схема которого приведена на рис Ламповые УНЧ RadioLampru wwwradiolamprulibraryrazdelsphp?id Похожие Приведены схемы даны практические советы для конструктора Высококачественные любительские усилители низкой частоты Во второй и третьей главах описываются ламповые и транзисторные усилители Книга Транзисторный УМЗЧ с повышенной динамической RadioRadar wwwradioradarnetradiofanaudio_equipmentumzch_vthtml Похожие нояб г В е годы в высококачественных УМЗЧ например, представлена упрощенная схема усилителя с токовой ООС А Усилитель Уильямсона Википедия Усили́тель Уи́льямсона двухтактный четырёхкаскадный ламповый усилитель Австралийцы предпочитали традиционные двухтактные схемы на опубликовал первый вариант своего высококачественного усилителя англ создание транзисторного УМЗЧ, способного на равных конкурировать с Вместе с высококачественный транзисторный усилитель схема часто ищут высококачественный усилитель транзисторах схемы унч на транзисторах с печатной платой транзисторный усилитель hi end своими руками простой мощный усилитель на транзисторах схемы профессиональных усилителей мощности усилитель вт на транзисторах транзисторный усилитель класса а усилитель вт на транзисторах Документы Blogger Duo Hangouts Keep Jamboard Подборки Другие сервисы

Каскодный усилитель усилитель, содержащий два активных элемента, первый из которых включен по схеме с общим эмиттером (истоком, катодом), а второй по схеме с общей базой (затвором, сеткой). Букреев С. С. Транзисторные усилители низкой частоты с обратной связью. М.: Советское радио, 1972. Поэтому усилитель можно без ограничений использовать совместно с источником имеющим как ламповый, так и транзисторный выход. Регулятор громкости в усилителе — высококачественный ALPS RK27 Blue Velvet. Название: Проектирование транзисторных усилителей низкой частоты Автор: Аина Васильевна Цыкина Издательство: Связь Год издания: 1968 Страниц: 184 Формат: DJVU Размер: 5 МБ Качество: Отлично. Транзисторные pa при низком напряжении питания. Любителей математики отсылаю к источнику л, либо к иной литературе по расчету транзисторных усилителей мощности. Транзисторный усилитель мощности на 100 Ватт. Каждая конструкция базируется на специализированной микросхеме, что позволяет построить высококачественный усилитель с минимальным количеством деталей и значительно упрощает процесс сборки. В настоящее время можно приобрести ламповое или транзисторное гитарное усиление, их относят к традиционным видам. В специализированном интернет-магазине музыкального оборудования United Store можно приобрести высококачественные усилители различных типов. Интересно заметить, что еще до появления радиоприемника Спутник, в 1956 году ВНИИРПА им. А.С.Попова (г.Ленинград, теперь Санкт-Петербург) разработал первый массовый отечественный переносный транзисторный радиоприемник Атмосфера. Это связано с тем, что лампа добавляет в сигнал искажения, которые воспринимаются человеческим слухом не так заметно, как в транзисторных усилителях. DOCTORHEAD Транзисторные усилители для наушников Sennheiser HDVA 600. Высококачественный стереозвук JBL будет заполнять Вашу комнату вместе с ярким светом множества светодиодов. Схематичное изображение транзисторов n p n-типа (а) и p n p-типа (б) в схеме усилителя электрических колебаний и условные обозначения их на электрических схемах (в, г): Э эмиттер; Б база; К коллектор; Rн нагрузка; U напряжение источников питания; i ток; стрелками обозначено направление движения электронов …

Конструкция усилителя класса А Условия постоянного тока

  • Изучив этот раздел, вы должны уметь:
  • Разработайте базовый аудиоусилитель класса А с общим эмиттером.
  •   • Понимание соответствующих требований к конструкции и компонентам для усилителя класса A.
  •   • Рассчитать значения сопротивления для условий смещения постоянного тока.
  •   • Соберите прототип усилителя на макетной плате.
  •   • С помощью мультиметра выполните соответствующие тесты для подтверждения работы.

Рис. 2.1.1 Компоненты усилителя постоянного тока

Часть 1. Проектирование условий постоянного тока.

В процессе проектирования записывайте результаты расчетов и проектных решений на Листы для записи проекта усилителя, эти результаты понадобятся вам при сборке усилителя.

Рассчитайте номиналы компонентов и запишите результаты в части 1 протоколов проектирования усилителя.

1. Определите напряжение питания постоянного тока В

CC

Это должно быть меньше, чем максимальное напряжение V CEO для транзистора, который вы собираетесь использовать, а также зависит от доступного источника питания; это может быть настольный блок питания или батарея. Значения от 6 до 12 вольт являются обычными для усилителя напряжения с общим эмиттером.

2. Выбрать транзистор

В прототипе усилителя для этого упражнения использовался маломощный NPN-транзистор, такой как 2N3904, но другие подобные транзисторы должны работать так же хорошо.Техническое описание 2N3904 можно загрузить с веб-сайта www.datasheetcatalog.com или выбрать другой малосигнальный NPN-транзистор общего назначения и загрузить его техническое описание.

3. Выберите подходящий ток покоя коллектора I

q

I q — ток коллектора при отсутствии сигнала. Максимальное значение должно быть меньше максимального значения I C(max) для транзистора. Однако использование высокого значения тока приведет к потере энергии, так как схема должна быть усилителем НАПРЯЖЕНИЯ, поэтому ток должен поддерживаться достаточно низким, но чем меньше ток вы выберете, тем выше будет значение R L .Это увеличивает выходное сопротивление усилителя (которое будет примерно равно значению нагрузочного резистора), и в идеале оно должно быть низким. Компромиссное значение от 10 до 20 % значения транзистора I C(max) , показанное в техническом паспорте, должно быть приемлемым для максимального значения I q , но обычно выбранный ток около 1 мА будет типичным для небольшой транзисторный усилитель общего назначения.

4. Расчет значения нагрузочного резистора R

L

После определения напряжения питания и тока коллектора можно рассчитать сопротивление коллекторного резистора.Напряжение покоя коллектора транзистора должно составлять примерно половину V CC , чтобы выходной сигнал мог качаться на равные величины выше и ниже этого значения, не приводя транзистор в насыщение (0 В и максимальный ток коллектора) или отсечку (нулевой ток и V C равно напряжению питания). Таким образом, R L будет половиной V CC , деленной на I q .

Обратите внимание, что всякий раз, когда вычисляется значение компонента, маловероятно, что результат расчета будет соответствовать любому из доступных предпочтительных значений реальных резисторов.Поэтому вам нужно будет выбрать ближайшее предпочтительное значение.

5. Расчет стоимости R

E

Чтобы обеспечить эффективную стабилизацию смещения, напряжение эмиттера V E должно составлять от 10% до 15% от V CC . Таким образом, выбрав значение 12% от V CC для V E и предполагая, что I E такое же, как I C (отличается только небольшой величиной базового тока), значение для резистор R E можно рассчитать, разделив напряжение эмиттера V E на ток эмиттера I E и выбрав ближайшее предпочтительное значение.

6. Оценить значение базового тока I

B

Это можно найти, разделив ток коллектора I C на усиление тока транзистора h fe , полученное из таблицы данных. Поскольку h fe варьируется от одного транзистора к другому, даже одного и того же типа, его можно указывать как типичное значение или как диапазон между минимальным и максимальным значениями. выберите для h fe , результат вычисления I B будет приблизительным, поэтому базовое напряжение, вероятно, будет неточным.Однако это можно «точно настроить» во время сборки усилителя.

7. Расчет В

B

Базовое напряжение должно быть примерно на 0,7 В (700 мВ) выше, чем V E , чтобы обеспечить смещение входного сигнала на линейной части входной характеристики транзистора.

8. Расчет тока сети смещения постоянного тока.

Чтобы обеспечить достаточную стабильность смещения, ток, протекающий через R1 и R2, должен быть примерно в 10 раз больше, чем ток базы I B , поэтому ток, протекающий через R1 и R2, будет просто I B x 10.

9. Расчет сопротивления для R1

Значение этого резистора будет разностью между V CC и V B , деленной на ток сети смещения через R1 и R2.

10. Расчет сопротивления для R2

Значение R2 будет равно базовому напряжению V B , деленному на ток цепи смещения через R1 и R2.

11. Начать сборку усилителя

Рис. 2.1.2 Установка компонентов постоянного тока.

Установите транзистор и четыре резистора на макетную плату вместе со всеми необходимыми проводными перемычками (пока НЕ ​​устанавливайте конденсаторы). Затем после тщательной визуальной проверки правильности подключения подключите блок питания, включите и мультиметром проверьте напряжения на коллекторе, базе и эмиттере транзистора.

Если напряжения правильные, вы успешно спроектировали условия постоянного тока. Если есть какие-либо резко неправильные напряжения (например,грамм. более 30% выше или ниже) убедитесь, что все соединения на усилителе выполнены правильно, и что вы правильно прочитали цветовую маркировку резисторов. Любые меньшие различия могут потребовать изменения значения одного или нескольких резисторов.

Попробуйте сделать напряжение коллектора V C ровно половиной напряжения питания V CC . Если уже есть, то молодец! Если нет (что наиболее вероятно), первое, что нужно проверить, это то, что вы правильно рассчитали значения R L и R E и установили ближайший предпочтительный номинал резистора в обоих положениях.Если эти резисторы исправны, вероятно, необходимо скорректировать базовое напряжение, как указано в разделе «Оценка значения базового тока» выше. Если напряжение коллектора высокое, необходимо немного увеличить базовое напряжение (попробуйте изменить R2 на следующее более высокое предпочтительное значение). Если напряжение коллектора низкое, уменьшите значение R2.

Нет ничего необычного в том, что таким образом приходится слегка «настраивать» значения, так как можно использовать только предпочтительные значения резистора, а не точные расчетные значения.Обязательно обратите внимание на эффект любых изменений, которые вы вносите. Если вы изменили значение резистора для увеличения напряжения, увеличилось ли оно, как ожидалось? Если нет, попытайтесь выяснить, почему. Помните, что цель этого упражнения — помочь вам понять влияние каждого из компонентов схемы усилителя — экспериментируйте и учитесь!

К началу страницы

 

УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ ЧАСТЬ ПЕРВАЯ: КЛАССЫ УСИЛИТЕЛЕЙ, АКА «ПРЕКРАСНОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ ТРАНЗИСТОРА». — Ямаха

Электрическая мощность представляет собой произведение напряжения (V, измеряется в вольтах) и силы тока (I, измеряется в амперах, часто сокращается до ампер).В электрических цепях аналоговых микшеров и процессоров напряжение чаще всего устанавливается на уровне ±15 В для достижения хорошего отношения сигнал/шум. Чтобы компоненты не нагревались слишком сильно, токи поддерживаются низкими; в диапазоне милли- и микроампер, поэтому потребляемая мощность находится в диапазоне милливатт.

Усилители мощности являются исключением; вместо милливатт громкоговорителям в системах звукоусиления требуется несколько сотен, а иногда и несколько тысяч ватт для создания достаточно высокого уровня звукового давления (SPL).Из соображений безопасности выходное напряжение должно быть ниже 50 В, поэтому единственный способ получить такую ​​мощность — подать большой ток.

До середины 1950-х годов в электронных схемах усилителей мощности использовались электронные лампы, способные производить только умеренную выходную мощность. Поскольку вакуумные лампы нагреваются, их энергоэффективность была низкой, как и их надежность. Однако в 1947 году все изменилось, когда в Bell Laboratories изобрели транзистор с точечным контактом. Этот электронный компонент имел три клеммы: база, коллектор и эмиттер, при этом небольшой ток от базы к эмиттеру вызывал гораздо больший ток от коллектора к эмиттеру.Это усиление тока как раз то, что нужно усилителю мощности! Альтернативной формой является полевой транзистор — FET, где клеммы переименованы в затвор, исток и сток. Оба предлагают идеальную концепцию для создания усилителя мощности с использованием небольшого компонента без движущихся частей, без хрупкого стеклянного корпуса электронной лампы и рассеивания тепла, сокращающего срок службы. Когда в середине 50-х на рынке появились первые «транзисторные радиоприемники», они позиционировались как «твердотельные» — синоним компактности и надежности.

Существует три основных метода использования транзисторов для создания усилителя мощности. Самый простой из них называется «класс А», в нем используется один транзистор, питаемый от одной линии питания. Этот метод обеспечивает высокую линейность при низких уровнях сигнала, но в то же время очень неэффективен, поскольку в «нулевом состоянии» усилителя, когда питание не поступает на громкоговоритель, все равно требуется, чтобы транзистор выдерживал половину максимального тока. Это приводит к тому, что большая часть мощности рассеивается в транзисторе в виде тепла, и лишь небольшая часть уходит на громкоговоритель.

Схема «класса B» решает эту проблему, используя двойной источник питания и два транзистора: один для положительной фазы аудиосигнала, а другой для отрицательной фазы. Такое расположение позволяет транзисторам быть неактивными в «нулевом состоянии», что значительно повышает энергоэффективность. Но есть и обратная сторона; транзисторам для работы требуется начальное напряжение база-эмиттер, а это вносит искажения, особенно при низких уровнях сигнала. Чтобы решить эту проблему, применяется дополнительная схема, которая заставляет оба транзистора проводить лишь небольшой ток в нулевом состоянии, частично используя их в режиме «класса А».Это комбинированное приложение называется «класс AB», сочетая высокое качество сигнала с лучшей энергоэффективностью, и используется почти во всех усилителях мощности, не использующих третий метод…

Третий метод — «класс D» (в соответствии с метод класса C, который не подходит для высококачественного звука). «D» не означает «цифровой», а использует транзисторы в качестве переключающих компонентов для генерации высокочастотного импульсного кода с плотностью энергии, следующей за напряжением аудиосигнала. Чтобы преобразовать выходной высокочастотный импульс обратно в исходный звуковой сигнал, необходимо применить пассивный фильтр, используя громкоговоритель в качестве фильтрующего компонента.Недостаток этого заключается в том, что на выходной сигнал влияют свойства громкоговорителя. Кроме того, поскольку выходной импульсный сигнал работает на радиочастотах, существуют правовые последствия в отношении электромагнитных излучений. Большим преимуществом метода класса D является чрезвычайно высокая эффективность: почти вся мощность идет на громкоговоритель и очень мало рассеивается в усилителе. Именно по этой причине класс D становится все более популярным.

Существует множество других классов усилителей мощности, например, классы G, H и TD, все из которых используют схему класса D в качестве источника питания, управляющего силовым каскадом класса AB, в результате чего усилитель сочетает в себе качество и стабильность класса AB с классом D. эффективность.Приложение Yamaha называется Energy Efficient Engine или EEEngine и применяется в усилителях мощности серий XP, PC, T и TN. Тем не менее, схемы класса D с годами развивались для обеспечения высокого качества работы, став доминирующим классом для усилителей мощности.

Выщелачивающий усилитель — выходной каскад

Выщелачивающий усилитель — выходной каскад

Выходной каскад

Два выхода второго каскада подключены к выходному каскаду, показанному на рис. 1. Схема представляет собой трехкаскадную комплементарную схему Дарлингтона или усилитель с общим коллектором.Для простоты два выходных транзистора (Q20 и Q21) и элементы схемы защиты не показаны. Топология похожа на классическую T-схему JBL, опубликованную Бартом Локанти в 1960-х годах. Я использовал SPICE для имитации почти всех топологий, используемых для выходных каскадов, и нашел, что эта лучше. Он демонстрирует самый низкий выходной импеданс из всех рассмотренных мною топологий. Это означает, что он может подавать больший ток на нагрузку громкоговорителя.И он наименее подвержен кроссоверным искажениям.

Рис. 1. Выходной каскад. Q20, Q21 и схема защиты опущены.

Q18-Q21 — это выходные транзисторы, которые управляют нагрузкой громкоговорителя. Q18 и Q20 параллельно подают положительный ток нагрузки, а Q19 и Q21 параллельно подают отрицательный ток нагрузки. При параллельном соединении транзисторов с каждой стороны цепи номинальный ток выходного каскада удваивается.Выходные транзисторы смещены в режиме класса АВ. Часть режима класса А означает, что все выходные транзисторы проводят ток в состоянии покоя, то есть без входного сигнала. Когда выходное напряжение становится положительным, транзисторы Q18 и Q20 проводят больший ток для подачи положительного тока нагрузки на громкоговоритель, в то время как транзисторы Q19 и Q21 постепенно отключаются. Когда выходное напряжение становится отрицательным, Q19 и Q21 проводят больший ток для обеспечения отрицательного тока нагрузки, в то время как Q18 и Q20 постепенно отключаются.Отключение двух транзисторов на чередующихся полупериодах выходного сигнала является частью режима класса B. Когда выходное напряжение проходит через нуль, все четыре выходных транзистора проводят ток, т. е. они работают в классе A. Это сводит к минимуму перекрестные искажения или отсечение по центру формы волны выходного напряжения.

Трехкаскадный комплементарный усилитель с общим коллектором обеспечивает очень высокий коэффициент усиления по току, необходимый для управления нагрузкой громкоговорителя без нагрузки на второй каскад. Коэффициент усиления по напряжению примерно равен единице.Транзисторы Q14 — Q17 являются управляющими транзисторами, которые управляют базами выходных транзисторов. Транзисторы драйвера подключены так, что все они работают в режиме класса А. Это обеспечивает низкий выходной импеданс для управления четырьмя выходными транзисторами.

Базы выходных транзисторов должны иметь низкий импеданс источника по двум важным причинам. Во-первых, необходимо подать токи базы на выходные транзисторы, которые включены. Во-вторых, необходимо быстро истощить заряд, запасенный в базах выключенных выходных транзисторов.Это заставляет выходные транзисторы включаться и выключаться «плавно», что сводит к минимуму искажения кроссовера. Токи смещения в транзисторах Q14 и Q15 устанавливаются примерно равными 4 мА напряжением на умножителе V BE в сочетании с резисторами R34 и R35. Токи смещения в транзисторах Q16 и Q17 устанавливаются примерно равными 4,5 мА напряжением на умножителе V BE и резисторе R36.

В некоторых усилителях транзисторы драйверного каскада работают по классу AB, поэтому они включаются и выключаются вместе с транзисторами выходного каскада.В таких усилителях R36 заменяется двумя последовательными резисторами. Соединение между ними и соединение между R34 и R35 соединится с соединением между R45 и R46. Это приводит к увеличению кроссоверных искажений и может вызвать проблемы с паразитными колебаниями. У драйвера класса А таких проблем нет.

Токи смещения в выходных транзисторах задаются напряжением на умножителе В ВЕ совместно с R45 — R48.Если потенциометр P1 отрегулировать так, чтобы каждый канал потреблял 100 мА в состоянии покоя, ток смещения в каждом выходном транзисторе находится в диапазоне от 40 до 45 мА. Этого тока достаточно, чтобы практически исчезнуть все кроссоверные искажения формы волны выходного напряжения при нагрузке 8 Ом. Это было определено с помощью осциллографа для наблюдения за формой выходного сигнала анализатора искажений, подключенного к усилителю.

R41-R44 включены последовательно с базами выходных транзисторов для подавления паразитных колебаний, которые могут возникнуть в выходном каскаде.Это всплески колебаний на пиках звукового сигнала. Поскольку у меня никогда не было таких проблем с усилителем Low TIM, в моей оригинальной схеме не было этих резисторов. Тем не менее, у меня были проблемы с паразитными колебаниями при работе с двуствольным усилителем. Я обнаружил, что добавление 10-омных резисторов последовательно с базой каждого выходного транзистора решило проблему. В то время я добавил их в схему Low TIM, чтобы быть в безопасности.

R45 — R48 являются эмиттерными балластными резисторами, которые обеспечивают равное распределение тока в параллельно включенных выходных транзисторах.Эти резисторы также действуют как токоизмерительные резисторы для схемы защиты, которая не показана на рисунке 1. R49, L1, R50 и C25 подавляют паразитные колебания, которые могут быть вызваны шунтирующей емкостью в нагрузке громкоговорителя. R50 и C25 крепятся к клеммам выхода громкоговорителя. В первом усилителе, который я построил, я имел их на печатной плате, где они вызывали сильные колебания, потому что ток через R50 и C25 создавал положительную обратную связь, когда он протекал через провод заземления печатной платы.Когда происходили колебания, радиаторы сильно нагревались. Перемещение R50 и C25 на клеммы выхода громкоговорителей решило эту проблему.

Я видел принципиальные схемы усилителей с различными вариантами схемы, образованной резисторами R49, L1, R50 и C25. Некоторые имеют R50 и C25 на стороне цепи R49 и L1. Некоторые имеют последовательный резистор и конденсатор для заземления с обеих сторон R49 и L1. У одного усилителя, который я видел, была большая катушка индуктивности для L1, которая была намотана на тороидальном сердечнике, и не было резистора последовательно с C25.В усилителе с низким ИМП L1 представляет собой очень маленькую катушку индуктивности. Он измеряет около 1 мкГн и выглядит как короткое замыкание для звуковых частот.

На рис. 2 показано моделирование с помощью SPICE графиков зависимости выходного напряжения от входного напряжения каскада драйвера с напряжением смещения и без него на умножителе V BE . Сопротивление нагрузки для моделирования составляет 8 Ом. Без смещения существует зона нечувствительности приблизительно 2,8 В, в которой выходное напряжение не изменяется с входным напряжением.Это вызвано тем, что все транзисторы в драйвере и выходных каскадах выключены. При установке умножителя V BE на ток смещения в состоянии покоя порядка 40–45 мА в каждом выходном транзисторе зона нечувствительности исчезает. При смещении наклон кривой составляет примерно 0,97. Это соответствует коэффициенту усиления драйвера и выходного каскада. При более низком импедансе нагрузки этот коэффициент усиления несколько ниже.

Рис. 2.Выходное напряжение по отношению к входному напряжению каскада драйвера.

На рис. 3 показано моделирование SPICE эмиттерных токов в транзисторах Q14, Q16, Q18 и Q20 в зависимости от выходного напряжения при нагрузке 8 Ом. На рисунке показано, как драйвер NPN и транзисторы предварительного драйвера работают в классе A. Токи в этих транзисторах никогда не достигают нуля, когда выходное напряжение становится отрицательным. Аналогичные графики будут получены для драйвера PNP и транзисторов предварительного драйвера.

Рис. 3.Зависимость тока драйвера NPN и выходного транзистора от выходного напряжения.

На рис. 4 показано моделирование с помощью SPICE синусоидальной характеристики комбинированного драйвера и выходных каскадов без тока смещения. Кривая с меткой Вход представляет собой входное напряжение, представляющее собой синусоидальный сигнал с пиковым значением 5 В и частотой 100 Гц. Кривая, обозначенная как Output , представляет собой выходное напряжение на нагрузке 8 Ом. Без смещения форма выходного сигнала демонстрирует перекрестное искажение.

Рис. 4.Выходное напряжение с перекрестными искажениями.

На рис. 5 показаны те же формы сигналов с множителем V BE , установленным для тока смещения около 40–45 мА в каждом выходном транзисторе. Кроссоверных искажений нет. Амплитуда выходного сигнала меньше амплитуды входного сигнала, поскольку коэффициент усиления схемы равен 0,97.

Рис. 5. Форма выходного сигнала со смещением.

Некоторые из написанных о выходных каскадах класса AB обманчивы и совершенно неверны. Например, некоторые говорят, что крутизна выходного каскада удваивается, когда выходной сигнал проходит через нуль, потому что все выходные транзисторы являются проводящими, и это приводит к увеличению искажений. Это заблуждение привело к вводящему в заблуждение термину «удвоение крутизны». На самом деле крутизна не является статическим параметром, она меняется в зависимости от тока транзистора.Крутизна выходного каскада определяется как наклон графика зависимости выходного тока от входного напряжения. Кривые на рисунке 2 представляют графики зависимости выходного напряжения от входного напряжения выходного каскада. Поскольку выходной ток представляет собой отношение выходного напряжения к сопротивлению нагрузки, наклон кривых представляет собой крутизну выходного каскада, умноженную на сопротивление нагрузки. Для кривой на Рисунке 2, помеченной как «Без смещения», наклон кривой равен нулю в области кроссовера, потому что все транзисторы в выходном каскаде отключены.Таким образом, крутизна равна нулю в области кроссовера. Для кривой с пометкой «Со смещением» наклон постоянен, т. е. кривая представляет собой прямую линию, поэтому крутизна постоянна. Правильно смещенный выходной каскад класса AB демонстрирует почти постоянную крутизну. Подробнее об удвоении крутизны можно прочитать здесь.

Сборщики обратились ко мне с просьбой увеличить ток смещения усилителя. Я не вижу никаких проблем с этим. Тем не менее, я не рекомендую никаких попыток отнести его к классу А.Если бы это был смещенный класс A для нагрузки 8 Ом, усилитель в состоянии покоя рассеивал бы немногим более 600 Вт тепла от радиаторов для двух каналов. Для нагрузки 4 Ом ток смещения пришлось бы удвоить, чтобы два канала в состоянии покоя рассеивали чуть более 1200 Вт. Мало того, что блок питания усилителя не рассчитан на подачу такой мощности, так еще и радиаторы недостаточно велики для рассеивания тепла. Если вы хотите знать, как это повлияет на ваши счета за электроэнергию, приобретите электрический обогреватель и включите его на столько же часов в день, сколько вы используете усилитель.Вы будете платить вдвойне, если вы используете кондиционер.

Некоторые строители сказали мне, что они хотели увеличить ток смещения, потому что они не чувствовали, что радиаторы были достаточно теплыми на ощупь. Если вы хотите увеличить ток смещения, следуйте инструкциям по смещению, чтобы сначала увеличить его с указанного значения 100 мА до 150 мА. Некоторое время используйте его на низких уровнях мощности, следите за температурой радиаторов, время от времени ощупывая их. Если вы используете охлаждающий вентилятор на радиаторах, выключите его.Если вы хотите, чтобы радиаторы стали теплее, увеличьте ток до 200 мА и повторите эксперимент. Вы не хотите, чтобы радиаторы были горячими на ощупь, когда усилитель используется на низких уровнях мощности. При ощупывании радиаторов не прикасайтесь к выходным транзисторам. Вас может ударить током, особенно если вы одновременно прикоснетесь к транзистору NPN и PNP. На них около 116 В постоянного тока.

Меня спросили, почему я не использовал МОП-транзисторы в выходном каскаде. Основная причина в том, что оригинальный усилитель был разработан с биполярными транзисторами.Поскольку о полевых МОП-транзисторах было сказано много хорошего, я приобрел их набор, с помощью которого намеревался разработать выходной каскад. Я был разочарован, обнаружив, что эти устройства страдают от паразитных колебаний. Производители рекомендуют ставить резисторы последовательно с затворами и ферритовыми кольцами вокруг выводов затвора для подавления этих колебаний. Я обнаружил, что эти методы эффективны лишь частично. Поэтому я временно отказался от выходного каскада MOSFET. На данный момент я склонен согласиться с бывшим студентом, имевшим большой опыт прослушивания усилителей.Он сказал мне, что BJT звучат лучше. Он также сказал мне, что автомобильные усилители, которые рекламируются как «усилители MOSFET», используют BJT в выходном каскаде и MOSFET в импульсном источнике питания. Это может относиться не ко всем автомобильным усилителям.

Некоторые корреспонденты спрашивали меня, почему я не использовал выходной каскад, в котором выходные транзисторы работают в режиме с общим эмиттером. Такой каскад показан на рис. 6, где коллектор выходных транзисторов Q18 и Q19 управляет нагрузкой громкоговорителя. Иногда эту схему называют комплементарной связью Шиклаи.Транзисторы с Q14 по Q17 являются транзисторами драйвера. Каждая сторона выходного каскада состоит из каскада с общим эмиттером (Q14 и Q15), управляющего каскадом с общим коллектором (Q16 и Q17), который управляет каскадом с общим эмиттером (Q18 и Q19). Я видел несколько версий этой стадии, в которых Q16 и Q17 опущены. Эти транзисторы обеспечивают усиление по току для управления базами выходных транзисторов. Без них Q14 и Q15 должны были бы быть смещены при высоком токе, что привело бы к их нагреву.

Рис. 6.Выходной каскад с общим эмиттером.

Если соединение между R34 и R35 не подключено к выходному проводу, каскад будет иметь высокий коэффициент усиления по напряжению, очень низкую полосу пропускания и очень высокий выходной импеданс. Общий усилитель будет колебаться, если не уменьшить коэффициент усиления выходного каскада. Чтобы уменьшить усиление каскада, расширить его полосу пропускания и уменьшить выходной импеданс, соединение между R34 и R35 должно быть подключено к выходному проводу. Это добавляет отрицательную обратную связь к каждой половине каскада, заставляя его работать с единичным коэффициентом усиления.По сути, предварительные драйверы Q14 и Q15 действуют как эмиттерные повторители, устанавливая выходное напряжение, в то время как выходные транзисторы Q18 и Q19 обеспечивают ток нагрузки. Некоторый ток нагрузки также обеспечивается транзисторами драйвера.

Подключение резисторов R34 и R35 к выходному проводу может привести к тому, что транзисторы драйвера будут работать в классе AB, а не в классе A, что приведет к перекрестным искажениям. Чтобы увидеть, как это происходит, предположим, что выходное напряжение становится положительным. Ток в Q14 увеличивается, что приводит к увеличению его напряжения база-эмиттер и напряжения на R34.Поскольку умножитель V BE поддерживает постоянное напряжение между базами Q14 и Q15, напряжение эмиттер-база Q15 уменьшается, вызывая его отключение. Это отсекает Q17 и Q19. Поэтому младшие три транзистора в выходном каскаде отрезаны. Когда выходное напряжение становится отрицательным, верхние три транзистора отключаются. В каскаде с общим коллектором на рис. 1 только выходные транзисторы работают в классе AB. Все четыре управляющих транзистора работают в классе А.

Поскольку вокруг каждой половины выходного каскада с общим эмиттером имеется локальная петля отрицательной обратной связи, он подвержен проблемам паразитных колебаний, которые могут возникать на высоких частотах, где фазовые сдвиги в двух петлях обратной связи могут привести к тому, что коэффициенты усиления контура станут положительными. На самом деле, эти фазовые сдвиги возникают из-за задержки между временем, когда Q14 и Q15 устанавливают выходное напряжение, и временем, когда Q18 и Q19 подают выходной ток. Эта задержка вызвана внутренними емкостями транзисторов Q18 и Q19.Поскольку транзисторы Q18 и Q19 подключены по схеме с общим эмиттером, эффект Миллера приводит к значительному увеличению внутренних емкостей, что замедляет отклик выходных транзисторов и увеличивает задержку выходных токов их коллекторов. Поскольку выходные транзисторы имеют наибольшую внутреннюю емкость и наименьшее произведение коэффициента усиления на полосу пропускания, для меня имеет смысл использовать их только в конфигурации, обеспечивающей максимально широкую полосу пропускания. Эта конфигурация представляет собой соединение с общим коллектором с единичным коэффициентом усиления.

В те времена, когда аудиокомплекты были популярны, существовала линейка усилителей под названием Tiger Amps, продаваемая компанией Southwest Technical Products Corporation (SWTPC). Некоторые из этих усилителей использовали выходные каскады с общим эмиттером, которые имели локальную обратную связь вокруг выходного каскада, чтобы заставить его работать с усилением по напряжению, равным 4. Это было достигнуто путем добавления резисторов от эмиттеров Q14 и Q15 к земле, так что только часть Выходное напряжение возвращается на эмиттеры. Эти усилители были очень нестабильны, что приводило к их колебаниям, перегреву и взрыву твитеров.Уолтер Юнг протестировал один из усилителей SWTPC Tigersaurus для аудиолюбителей. Его заключительный комментарий в обзоре был: «Дэн Мейер, где ты?» Дэн Мейер был основателем SWTPC. Его первоначальное название компании было Demco, но радиоподразделение General Motors Delco возбудило против него иск, чтобы заставить его изменить название компании. Компания вышла из бизнеса после выхода на рынок домашних компьютеров.

Гибридный выходной каскад, в котором используется каскад с общим коллектором для положительного выходного тока и каскад с общим эмиттером для отрицательного выходного тока, показан на рис. 7.Этот этап называется квазикомплементарным выходным каскадом. Транзисторы предварительного драйвера — Q14 и Q15, которые являются комплементарными npn и pnp. Драйверные транзисторы Q16 и Q17. Выходные транзисторы Q18 и Q19. Это все типы npn. Этот каскад обычно использовался в ранних усилителях, когда не было надежных сильноточных выходных транзисторов pnp. Хорошим примером является серия усилителей Crown DC-300. Этап до сих пор используется в некоторых усилителях. В некоторых версиях, которые я видел, отсутствуют вопросы Q16 и Q17.Без усиления по току, обеспечиваемого этими транзисторами, транзисторы Q14 и Q15 должны были бы быть смещены при высоком токе смещения, что привело бы к их перегреву.

Рис. 7. Квазикомплементарный выходной каскад.

Я видел один «высококлассный» усилитель, в котором транзисторы в драйверном каскаде нагревались настолько, что печатная плата обугливалась вокруг паяных соединений транзисторов. Если я не могу постоянно держать палец на транзисторе на печатной плате, значит, он слишком горячий.Горячие транзисторы — прямой путь к преждевременному выходу из строя. Усилитель «высокого класса» несколько раз самоуничтожался. В последний раз, когда я его видел, он вынул дорогой набор новых динамиков.

Некоторые люди спрашивали меня, улучшит ли добавление конденсатора параллельно R36 время переключения транзисторов в выходном каскаде класса AB. Конденсаторы ускорения обычно используются с транзисторными ключами для улучшения времени отсечки переключателя. На рис. 18(а) показан такой переключатель.Транзистор Q2 является переключателем. Его коллекторная нагрузка не показана. Когда Q1 отключается, i B2 течет и отключает транзистор Q2. Поток i B2 заставляет конденсатор заряжаться до положительного напряжения, т. е. v C > 0. Когда Q1 насыщается, v C1 = 0, что делает v B2 -v C . Отрицательное напряжение на базе Q2 высасывает заряд, накопленный в базовой области Q2, что приводит к более быстрому отключению.При выключенном Q1 напряжение, до которого заряжается C B2 , определяется отношением R B2 к R C1 . Если бы эмиттер Q2 был подключен к источнику отрицательного напряжения, то R B2 и C B2 можно было бы опустить, потому что v B2 пришлось бы стать отрицательным, когда Q1 насыщается. Следовательно, ускоряющие конденсаторы нужны только при использовании однополярного источника питания с транзисторными ключами.

Рис. 8. (a) Транзисторный переключатель. (b) Упрощенный выходной каскад.

На рис. 8(b) показана упрощенная схема выходного каскада усилителя (транзисторы драйвера опущены) с конденсатором, показанным параллельно R 36 . Поскольку умножитель V BE поддерживает постоянное напряжение на резисторах R 36 , добавление конденсатора не влияет на напряжения на основаниях Q 18 и Q 2 12 1.Если необходимы колпачки для ускорения, их следует добавить параллельно с R 41 и R 42 . Тем не менее, эти 10-омные резисторы слишком малы, чтобы конденсаторы ускорения не имели никакого эффекта. Кроме того, колпачки противоречат назначению R 41 и R 42 , которое заключается в подавлении паразитных колебаний. Конденсатор параллельно R 36 не увеличит скорость переключения выходного каскада.Ускорительные конденсаторы не нужны в схемах с биполярными источниками питания, потому что напряжения обеих полярностей доступны для управления базами транзисторов.


Эта страница не является публикацией Технологического института Джорджии, и Технологический институт Джорджии не редактировал и не изучал ее содержание. Автор этой страницы несет полную ответственность за содержание.

8.3: Операционные и нагрузочные линии класса A

Ток сигнала в усилителе класса A течет непрерывно в течение всего цикла сигнала.В конечном счете, мы хотели бы знать, насколько большим может быть этот сигнал, прежде чем он будет ограничен и сильно искажен. Для этого нам нужно изучить эквивалент усилителя на переменном токе. Общий эквивалент AC показан на рисунке \(\PageIndex{1}\). Это включает в себя сопротивление как коллектора, так и эмиттера переменного тока, поэтому его можно использовать как для усилителей с общим эмиттером, так и для усилителей с общим эмиттером или для повторителей эмиттера. Если одно из сопротивлений не используется (например, \(r_C\) в повторителе), мы можем просто подставить для него нулевое значение.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Эквивалентная схема переменного тока.

Полярность напряжения и направление тока показаны для положительного входного напряжения. Чтобы определить максимальное колебание напряжения нагрузки (соответствие), нам потребуется построить линию нагрузки переменного тока, как показано на рисунке \(\PageIndex{2}\).

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Линии нагрузки переменного и постоянного тока.

Линия нагрузки переменного тока аналогична линии нагрузки постоянного тока, которая использовалась для анализа цепей смещения.Как и в версии постоянного тока, будет напряжение отсечки \(v_{CE(cutoff)}\) и ток насыщения \(i_{C(sat)}\). Линии нагрузки переменного и постоянного тока обычно не совпадают, однако они должны иметь одну общую точку, и это точка Q. Обычно наклон линии нагрузки переменного тока круче, чем у линии нагрузки постоянного тока. Это связано с тем, что сопротивление переменному току имеет тенденцию быть меньше сопротивления постоянному току из-за нагрузки и шунтирования конденсатора. Следовательно, \(v_{CE(cutoff)}\) обычно меньше, чем \(V_{CE(cutoff)}\), а \(i_{C(sat)}\) больше, чем \(I_{ С(сб)}\).

Чтобы определить выражения для конечных точек линии нагрузки переменного тока, давайте рассмотрим эквивалентную схему переменного тока. Поскольку обе линии нагрузки имеют общую точку Q, мы можем рассматривать схему на рисунке \(\PageIndex{1}\) как имеющую ток без сигнала \(I_{CQ}\) и напряжение транзистора без сигнала \ (V_{CEQ}\). По мере роста входного сигнала \(i_C\) увеличивается. В результате этого увеличивается падение напряжения на \(r_E\) и \(r_C\) в соответствии с законом Ома. Это, в свою очередь, заставляет \(v_{CE}\) уменьшаться за счет KVL.Ток коллектора может увеличиваться только до точки, где \(v_{CE}\) падает до 0 В. Это максимальное увеличение \(V_{CEQ}/(r_C+r_E)\). Поэтому

\[i_{C(sat)} = I_{CQ} + \frac{V_{CEQ}}{r_E+r_C} \label{8.1}\]

Что касается напряжения отсечки, транзистор начинается с \(V_{CEQ}\) и \(I_{CQ}\). Наибольшее увеличение \(v_{CE}\) может произойти, если ток упадет до нуля. Затем весь потенциал, первоначально развиваемый между \(r_E\) и \(r_C\) за счет \(I_{CQ}\), должен быть поглощен транзистором.Поэтому

\[v_{CE (отсечка)} = V_{CEQ} +I_{CQ} (r_E+r_C ) \label{8.2}\]

Существует три возможных способа настройки: точка Q ближе к насыщению, точка Q ближе к отсечке или точка Q с центром на линии нагрузки переменного тока. Давайте сначала рассмотрим точку Q ближе к насыщению. Это показано на рисунке \(\PageIndex{3}\).

Здесь мы отобразили входное напряжение красным цветом, а соответствующий ток коллектора и напряжение коллектор-эмиттер — синим цветом. Очевидно, что по мере увеличения входного сигнала выходной сигнал ограничивается нулем для \(v_{CE}\) и \(i_{C(sat)}\) для \(i_C\).Две синие волны сильно обрезаны и искажены. Наибольшее несрезанное пиковое колебание напряжения равно \(V_{CEQ}\), а наибольшее пиковое колебание тока равно \(i_{C(sat)} — ​​I_{CQ}\), или, что более удобно, \(V_{CEQ}/ (r_E+r_C)\).

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Линия нагрузки переменного тока, точка Q ближе к насыщению.

Если мы сдвинем точку Q в сторону отсечки, мы решим проблему ограничения насыщенности, но теперь у нас появится новая проблема, как показано на рисунке \(\PageIndex{4}\). Неудивительно, что теперь у нас есть обрезание.

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Линия нагрузки переменного тока, точка Q ближе к отсечке.

В этой версии наибольший несрезанный пик напряжения составляет \(v_{CE(cutoff)} − V_{CEQ}\) (или, альтернативно, \(I_{CQ}(r_E+r_C))\), а наибольший пиковый ток свинг равен \(I_{CQ}\). Здесь важно то, что форма сигнала была обрезана. На самом деле не имеет значения, какая сторона была обрезана, в любом случае это грубое искажение. В конце концов, у каждого усилителя будет ограничение, но мы сможем получить самый большой размах напряжения без ограничения, если точка Q будет находиться в центре линии нагрузки переменного тока.Это показано на рисунке \(\PageIndex{5}\).

Рисунок \(\PageIndex{5}\): Линия нагрузки переменного тока, центрированная точка Q.

При центрированной точке Q наибольшее несрезанное пиковое колебание напряжения равно \(V_{CEQ}\), а наибольшее несрезанное пиковое колебание тока равно \(I_{CQ}\). Изучив уравнения \ref{8.1} и \ref{8.2}, становится очевидным, что для достижения центральной точки Q на линии нагрузки переменного тока должно выполняться следующее:

\[\frac{V_{CEQ}}{I_{CQ}} = r_E+r_C \label{8.3}\]

Конечно, полезно определить максимальное напряжение на транзисторе, но более важно определить максимальное напряжение на нагрузке. Оглядываясь назад на схему на рисунке \(\PageIndex{1}\), в большинстве случаев максимальное напряжение нагрузки (т. е. соответствие) будет равно максимальному напряжению транзистора. Это будет иметь место в повторителях напряжения и незаболоченных усилителях. Единственный раз, когда будет заметное снижение, это с очень сильно перегруженными усилителями. В этом случае податливость будет снижена за счет делителя напряжения между нагрузочным и шунтирующим резисторами.Например, заболоченный усилитель с коэффициентом усиления по напряжению, равным 4, потеряет около 20% максимального размаха. Заболачивание должно быть очень сильным, что приводит к очень низкому усилению, прежде чем будет потерян заметный сигнал.

Таким образом, мы приходим к следующему общему правилу:

\[\text{Пиковое соответствие меньше из } V_{CEQ} \text{ или } I_{CQ}(r_E+r_C) \label{8.4}\]

Зная соответствие, можно определить максимальную мощность нагрузки по степенному закону. Мощность определяется с использованием среднеквадратичных значений, поэтому пиковое соответствие необходимо разделить на \(\sqrt{2}\) (или умножить на 0.2}{R_L} \метка{8.5}\]

В этом уравнении нужно отметить одну важную вещь. Он использует значение сопротивления нагрузки, а не общее эффективное значение переменного тока (т. Е. Не \(r_L\), которое \(R_L\) параллельно с резистором смещения). Если бы использовалось \(r_L\), мы бы рассчитывали мощность нагрузки плюс мощность резистора смещения.

Мы также хотели бы определить максимальную мощность, рассеиваемую транзистором. Поскольку ток и напряжение транзистора колеблются в зависимости от входного сигнала, нам необходимо определить величину напряжения нагрузки, которая обеспечивает максимальную мощность транзистора.Интуитивно можно предположить, что это происходит при максимальной мощности нагрузки, но оказывается, что это предположение неверно. В условиях отсутствия сигнала транзистор работает статически в точке Q. Таким образом, мощность рассеяния в состоянии покоя составляет

\[P_{DQ} = V_{CEQ} I_{CQ} \метка{8.6}\]

Напротив, при полной нагрузке для центральной точки Q мы имеем

\[v_{CE} = V_{CEQ} (1− \sin 2 \pi ft) \nonnumber\]

\[i_C = I_{CQ} (1+ \sin 2 \pi ft) \nonnumber\]

\[P_D = v_{CE} i_C \\ P_D = V_{CEQ} (1− \sin 2 \pi ft) \times I_{CQ} (1+ \sin 2 \pi ft) \\ P_D = V_{ CEQ} I_{CQ} (1− \sin^2 2 \pi ft) \\ P_D = V_{CEQ} I_{CQ} (.5+.5 \cos 4 \pi ft) \\ P_D = \frac{P_{DQ}}{2} + \frac{P_{DQ}}{2} \cos 4 \pi ft \label{8.7}\ ]

Первый член уравнения \ref{8.7} представляет собой фиксированное смещение, а второй член представляет собой синусоиду с удвоенной частотой сигнала. Поскольку пиковая амплитуда этой синусоиды совпадает с фиксированным смещением, среднее значение по времени представляет собой просто значение смещения. Эти сигналы показаны на рисунке \(\PageIndex{6}\).

Рисунок \(\PageIndex{6}\): Рассеиваемая мощность транзистора при полной мощности нагрузки.

В результате транзистор при полной нагрузке рассеивает только половину мощности, которую он рассеивает в режиме ожидания. Это вполне логично, если принять во внимание, что усилитель класса А всегда потребляет одинаковую мощность от источников постоянного тока, независимо от величины сигнала нагрузки. Без ограничения средний ток будет \(I_{CQ}\). Этот ток, умноженный на напряжение питания, дает подаваемую мощность. Происходит следующее: по мере увеличения амплитуды сигнала все большая и большая мощность, рассеиваемая транзистором, переходит на нагрузку.При максимальном размахе нагрузки и транзистор, и нагрузка будут рассеивать \(P_{DQ}/2\). Как ни странно, если вы хотите охладить выходной транзистор усилителя класса А, не уменьшайте громкость, а увеличивайте ее.

Из вышеизложенного следует, что конструкции класса А не являются энергоэффективными. Это действительно ситуация. Как мы только что видели, в лучшем случае максимальная мощность нагрузки будет равна половине \(P_{DQ}\), при условии наличия центральной точки Q (нецентрированная будет хуже). Чтобы достичь этого колебания, источник питания должен быть как минимум в два раза больше, чем \(V_{CEQ}\), потому что он должен покрывать размах колебаний, в то время как \(V_{CEQ}\) представляет собой пиковое колебание для центральной точки Q. 1 В любом случае эффективность в лучшем случае оказывается удручающей, как показано ниже.

\[\eta = \frac{P_{out}}{P_{in}} = \frac{P_{load}}{P_{DC}} \nonumber\]

\[\eta = \frac{P_{DQ} /2}{2V_{CEQ} I_{CQ}} \nonumber\]

\[\eta = \frac{P_{DQ} / 2}{2 P_{DQ}} \номер\]

\[\эта = 25 \% \не число\]

Это представляет собой максимальную или наилучшую эффективность для усилителя класса A с \(RC\) связью. Это может быть значительно меньше в зависимости от того, как именно он предвзят.Это и есть ахиллесова пята топологии класса А: она расточительна. Он потребляет полную мощность от источника независимо от наличия сигнала и в лучшем случае преобразует только одну четверть этой мощности в полезную мощность нагрузки. В то же время мощность, рассеиваемая транзистором, должна быть как минимум в два раза больше мощности, подаваемой на нагрузку, а может быть и намного больше. Зачем тогда его использовать? Преимущество заключается в том, что это относительно простая конструкция, поэтому, если не требуется большая выходная мощность, она может оказаться полезной.Это наиболее определенно относится к ранним каскадам многокаскадного усилителя, где величина мощности нагрузки очень мала (в основном мощность, подаваемая на следующий каскад). В этом случае повышенная сложность более энергоэффективных конструкций не является оправданной или рентабельной.

Пример \(\PageIndex{1}\)

Для усилителя, показанного на рисунке \(\PageIndex{7}\), определите соответствие, максимальную мощность нагрузки, рассеяние транзистора в наихудшем случае и КПД.

Рисунок \(\PageIndex{7}\): Схема для примера \(\PageIndex{1}\).

\[I_{CQ} = \frac{∣V_{EE}∣−V_{BE}}{R_E} \nonumber\]

\[I_{CQ} = \frac{15 V−0,7 V}{120 \Omega} \nonnumber\]

\[I_{CQ} = 119 мА \номер\]

При осмотре \(V_{CEQ}\) = 5,7 В. Напряжение отсечки переменного тока составляет

\[v_{CE (отсечка)} = V_{CEQ} +I_{CQ} (r_C+r_E) \номер\]

\[v_{CE (отсечка)} = 5,7 В+119 мА(0+120 \Омега || 32 \Омега) \номер\]

\[v_{CE (отсечка)} = 5,7 В + 119 мА (25,3 \Омега) \номер\]

\[v_{CE (отсечка)} = 5.2}{32 \Омега} \номер\]

\[P_{нагрузка (макс.)} = 141 мВт \не число\]

Это не так уж много для чего-то вроде громкоговорителя, но достаточно для того, чтобы раскачать что-то вроде пары наушников.

В худшем случае рассеиваемая мощность транзистора равна

.

\[P_{D (макс.)} = P_{DQ} = I_{CQ} V_{CEQ} \номер\]

\[P_{D (макс.)} = 119 мА \ умножить на 5,7 В \ не число\]

\[P_{D (макс.)} = 678 мВт \нечисло\]

Подаваемая мощность цепи представляет собой среднее потребление тока, умноженное на общий перепад подаваемого напряжения

\[P_{DC} = I_{CQ} (V_{CC} −V_{EE}) \номер\]

\[P_{DC} = 119 мА \x 20 В \номер\]

\[P_{DC} = 2.38 Вт \номер\]

КПД – это отношение максимальной мощности нагрузки к подаваемой мощности постоянного тока

\[\eta = \frac{P_{нагрузка (макс.)}}{P_{DC}} \nonumber\]

\[\eta = \frac{141 мВт}{2,38 Вт} \номер\]

\[\эта = 5,9 \% \не число\]

Это намного хуже теоретического лучшего случая. Это связано, по крайней мере частично, с тем фактом, что точка Q не находится в центре линии нагрузки переменного тока.

Чтобы завершить анализ, обратите внимание, что номинальная мощность пробоя транзистора (\(BV_{CEO}\)) должна быть не меньше \(v_{CE(cutoff)}\) (8.7 вольт), а максимальный номинальный ток должен быть не менее \(i_{C(sat)}\) (119 мА + 5,7 В/25,3 \( \Omega \) = 344 мА).

Компьютерное моделирование

Далее рассматривается компьютерное моделирование эмиттерного повторителя класса А с использованием пары Дарлингтона. Основной интерес здесь представляет проверка соответствия выходных данных, поэтому будет использоваться переходный анализ. Схема симулятора показана на рисунке \(\PageIndex{8}\).

Рисунок \(\PageIndex{8}\): Повторитель класса A в симуляторе.

Мы можем сделать несколько быстрых вычислений, чтобы определить соответствие. Сначала находим ток точки коллектора Q.

\[I_{CQ} = \frac{∣V_{EE}∣−V_{BE}}{R_E} \nonumber\]

\[I_{CQ} = \frac{10 В − 1,4 В}{330 \Омега} \номер\]

\[I_{CQ} = 26 мА \номер\]

При осмотре эмиттер находится на два потенциала перехода база-эмиттер ниже земли, или -1,4 В. Поскольку коллекторы подключены к \(V_{CC}\), это означает, что \(V_{CEQ}\) = 6,4 В , Другая половина колебания от \(V_{CEQ}\) до \(v_{CE(cutoff)}\) составляет

.

\[v_{CE (отсечка)}-V_{CEQ} = I_{CQ}(r_C+r_E) \номер\]

\[v_{CE (отсечка)}-V_{CEQ} = 26 мА(0+330 \Омега || 50 \Омега) \номер\]

\[v_{CE (отсечка)}−V_{CEQ} = 26 мА( 43.4 \Омега ) \номер\]

\[v_{CE (отсечка)}-V_{CEQ} = 1,13 В \не число\]

Точка Q не отцентрована и находится ближе к отсечке. Это означает, что усилитель будет производить ограничение среза около 1,1 вольта и ограничение насыщения около 6 вольт. Другими словами, у тока больше возможностей для подъема до насыщения, чем для понижения до нуля. Поскольку это ток, протекающий через нагрузку, и у нас есть неинвертирующий повторитель, мы ожидаем, что напряжение нагрузки будет повторять это.То есть отрицательная часть напряжения нагрузки должна ограничиваться перед положительной частью.

Результаты анализа переходных процессов показаны на рисунке \(\PageIndex{9}\). Подается двухвольтовый пиковый входной сигнал (синяя кривая). Отрицательная часть напряжения нагрузки ограничивается примерно на 1,1 В, как и ожидалось (красная кривая). Входной сигнал недостаточно велик, чтобы вызвать отсечение насыщения. Это было сделано специально для проверки коэффициента усиления повторителя по напряжению. Оно должно быть очень близко к единице. На самом деле трассировка показывает, что коэффициент усиления составляет около 0.95 или около того.

Рисунок \(\PageIndex{9}\): Анализ переходных процессов повторителя класса A.

Если бы это был усилитель напряжения, а не повторитель, эти сигналы выглядели бы перевернутыми по вертикали. Чтобы убедиться в этом, схема модифицирована для получения усилителя напряжения с коэффициентом усиления примерно равным единице. Это достигается переносом нагрузки на коллектор и добавлением резистора смещения 330 Ом. Это приведет к тому же импедансу нагрузки переменного тока. Для поддержания аналогичного \(V_{CEQ}\), \(V_{CC}\) поднимают на 10 вольт.Наконец, исходный резистор смещения эмиттера 330 Ом разделен на два: 287 Ом (Омега) и 43 Ом (Омега). Это даст тот же \(I_{CQ}\) и достигнет единицы усиления по напряжению. В результате мы ожидаем увидеть отсечение примерно на 1,1 вольта на положительной части. Модифицированная схема показана на рисунке \(\PageIndex{10}\), а результирующая симуляция переходного процесса — на рисунке \(\PageIndex{11}\).

Рисунок \(\PageIndex{10}\): Усилитель класса A в симуляторе.

Рисунок \(\PageIndex{11}\): Анализ переходных процессов усилителя класса A.

Последний интересный момент, касающийся моделирования: если уровень входного сигнала увеличивается в попытке увидеть отсечение на другой половине сигнала, происходит что-то странное. Сначала будет казаться, что он никогда не обрезается. Однако при внимательном рассмотрении обнаруживается нечто иное. Учитывая значения в этих цепях, они будут демонстрировать определенное запирающее действие (фиксация была представлена ​​в Главе 3).Это приведет к смещению формы волны. Если вы проверите значение размаха, оно будет близко к значению \(v_{CE(cutoff)}\). Это будет немного меньше из-за того, что, особенно для пары Дарлингтона, \(V_{CE(sat)}\) не равно 0 V.

Каталожные номера

1 Это происходит, если линии нагрузки переменного и постоянного тока идентичны. Это нетипично. Следовательно, источник питания будет больше чем в два раза \(V_{CEQ}\), что еще больше усугубит ситуацию.

Введение в усилитель класса C

Привет, друзья! Надеюсь, у вас все отлично.В сегодняшнем уроке мы рассмотрим Введение в усилитель класса C. Усилитель класса С Категория усилителя, в котором транзистор работает при частоте входного напряжения в один-восемьдесят градусов. Обычно он работает от восьми до двадцати градусов сигнала. Эта операция для меньшего количества сигнала увеличивает эффективность этого усилителя, но создает некоторые искажения. Теоретически наивысший КПД усилителя класса С составляет почти девяносто градусов.

Из-за больших искажений сигнала этот тип усилителя не подходит для акустических приложений.Он в основном используется в радиочастотных схемах, таких как генератор, радиочастотные усилители. Эффективность усилителя класса C больше, чем двухтактных усилителей класса A, класса B и класса AB. Это означает, что мощность, полученная на выходе, больше, чем у других усилителей. Он не используется для линейных цепей приложений. В сегодняшнем посте мы подробно рассмотрим его работу, схемы и некоторые связанные параметры. Итак, давайте начнем с Введение в усилитель класса C.

Знакомство с усилителем класса C

Рабочий класс C

  • Основные операции усилителя класса C поясняются на рисунке ниже.

  • На приведенном ниже рисунке усилитель класса C с общим эмиттером, состоящий из нагрузки в виде сопротивления, обозначен буквой «a».
  • Усилитель класса C обычно работал с нагрузкой резонансной схемы из-за этого сопротивления, так как нагрузка используется для обсуждения основной идеи.
  • Эта схема имеет смещение отрицательного источника питания, обозначенного как VBB, меньше, чем область отсечки.
  • Пиковое значение источника переменного напряжения больше, чем ΙVBBΙ+VBE, поэтому базовое напряжение пересекает значение потенциального барьера перехода база-эмиттер за меньший интервал времени, близкий к положительному пику каждого цикла, как показано на рисунке, обозначенном буквой «b».
  • В течение этого времени транзистор выключен. Если используется полная линия нагрузки переменного тока, как показано на рисунке, обозначенном буквой «с», идеальный экстремальный ток коллектора будет Ic(sat), а идеальное наименьшее напряжение коллектора будет Vce(sat).

Рассеиваемая мощность усилителя класса C
  • Рассеиваемая мощность усилителя класса C меньше, поскольку, как мы обсуждали выше, он работает только с некоторой частью входного сигнала.
  • На рисунке обозначено как показаны импульсы коллекторного тока.

  • Время между импульсами T переменного входного сигнала. Время включения тока коллектора транзистора и напряжения коллектора показано на рисунке, обозначенном буквой «b».
  • Если выход перемещается выше полной нагрузки, максимальная амплитуда тока будет равна
    Ic(sat), а минимальная амплитуда напряжения равна Vce(sat) для времени включения транзистора.
  • Мощность, рассеиваемая за время работы транзистора, будет.

PD(вкл) = Ic (нас)Vce (нас)

  • Транзистор работает или включен в течение t на остается выключенным в течение оставшегося интервала времени.
  • Если предположить, что используется полная линия нагрузки, то средняя рассеиваемая мощность для полной волны сигнала будет равна.

PD(среднее)=t на /T(PD(вкл))

=(t на /T)Ic(sat)Vce (sat)

Настройка усилителя класса C
  • Поскольку выходное напряжение или напряжение коллектора не соответствует входному напряжению, то усилитель класса c подключается с сопротивлением, так как нагрузка одна, если в выходах линейного приложения нет значения.
  • Таким образом, обязательно использовать усилитель класса c с резонансным контуром или колебательным контуром в параллельной комбинации, как показано на рисунке, обозначенном буквой «a».
  • Резонансную частоту резонансного контура можно рассчитать по формуле fr=1/(2Π√LC).
  • Малосигнальный импульс тока коллектора на каждом волновом цикле входа запускает и поддерживает колебания резонансного контура за счет того, что выходное напряжение генерируется, как показано на рисунке, обозначенном буквой b.
  • Импеданс резонансной или накопительной схемы велик вблизи резонансной частоты из-за того, что коэффициент усиления высок только при этом значении частоты.

  • Импульсы тока заряжают конденсатор почти на величину, равную VCC, как показано на рисунке ниже, обозначенном буквой «a».
  • После движения импульса конденсатор быстро разряжается и заряжает индуктор.
  • Когда конденсатор полностью разряжается, магнитное поле катушки индуктивности разрушается, а затем снова быстро заряжает конденсатор до значения VCC в направлении, в котором он сначала зарядился.
  • Он завершает один половинный сигнальный цикл колебаний, как показано на рисунках, обозначенных как b’ и c.
  • После этого транзистор снова разряжается и увеличивает магнитное поле индуктора.
  • Затем катушка индуктивности снова перезаряжает конденсатор до положительного пикового значения меньше предыдущего, это происходит из-за потери энергии в обмотке.
  • Таким образом, он завершает один цикл, как показано на рисунке, обозначенном буквами d и e.
  • Таким образом, значение размаха выходного напряжения будет почти 2VCC.

  • Амплитуда каждого последующего цикла колебания будет меньше, чем в предыдущем цикле из-за потери энергии в сопротивлении схемы резервуара, как показано на рисунке, обозначенном буквой «а», и колебание в конечном итоге прекратится
  • Тем не менее, последовательные повторения импульса тока коллектора перезаряжают схему бака и выдерживают колебания с неизменной амплитудой.
  • Когда резонансная схема настроена на частоту входного сигнала, процесс повторного включения происходит в альтернативных циклах, как показано на рисунке, обозначенном буквой «с».
  • В этом состоянии усилитель класса C выполняет функцию умножителя частоты.

Ограничитель смещения для усилителя класса C
  • На рисунке ниже показан усилитель класса C с конфигурацией ограничения смещения базы.
  • Переход база-эмиттер работает как диод.

  • Если сигнал входного напряжения положительный, конденсатор C1 заряжается до пикового значения, имеющего полярность, показанную на рисунке ниже, обозначенную буквой «a».
  • Этот процесс создает среднее напряжение на клемме базы почти -Vp.
  • Благодаря этому транзистор находится в области отсечки, пропуская положительные пики при работе транзистора в течение небольшого промежутка времени.
  • Для хорошего процесса фиксации постоянная времени R1C1 схемы фиксации должна быть больше периода времени входного сигнала.
  • Схема, обозначенная как b,c,d,e,f, объясняет процесс ограничения смещения.
  • За время до положительного пика входного сигнала от t0 до t1 емкость конденсатора до значения Vp-0,7 вольта через диод база-эмиттер, как показано на рисунке «b».
  • В течение интервала времени от t1 до t2, как показано на рисунке c, конденсатор разряжается очень мало из-за большой постоянной времени RC.
  • Конденсатор так сохраняет средний заряд менее Vp-0,7 вольт.
  • Поскольку постоянное значение входного напряжения равно 0 на положительной стороне конденсатора c1, значение постоянного напряжения базы больше, чем -(Vp-0.7), как показано на рисунке, обозначенном как d.
  • На рисунке «е» конденсатор соединен с базой через сигнал входного напряжения, поэтому напряжение на базе транзистора представляет собой сигнал переменного тока, который движется на уровне постоянного тока, в основном положительное значение, затем
  • , так что напряжение на базе транзистора представляет собой сигнал переменного тока, находящийся на постоянном уровне, немного более положительном, чем -(Vp-0,7).
  • Вблизи положительного пикового значения входного напряжения базовое напряжение достигает значения несколько более 0,7 вольта, благодаря чему транзистор работает в течение небольшого промежутка времени.Он показан на рисунке «f».

Итак, друзья, это подробный пост про усилитель класса С, если есть вопросы задавайте в комментариях. Спасибо за прочтение.

Автор: Генри
//www.theengineeringknowledge.com

Я профессиональный инженер, выпускник известного инженерного университета, также имею опыт работы инженером в различных известных отраслях. Я также являюсь автором технического контента, мое хобби — исследовать новые вещи и делиться ими с миром.Через эту платформу я также делюсь своими профессиональными и техническими знаниями со студентами инженерных специальностей.

Почтовая навигация

Усилитель мощности класса D

%PDF-1.6 % 1 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 2 0 объект > поток pdfHarmony 2.0 Linux Kernel 2.6 64-разрядная версия 13 марта 2012 г. Библиотека 9.0.11122.13.8.5.14application/pdf

  • Джозеф Мальдонадо и Джеовани Вега
  • Усилитель мощности класса D
  • 2010-06-12T02:26:12ZПрименимый pdfHarmony 2.02019-12-16T10:15:43-08:002019-12-16T10:15:43-08:00activePDF Serveruuid:faaba269-a89e-11b2-0a00-b033b12dfd7fuuid:4bd1e7b7-ad34-11b2-0a00-701b7fb6fe конечный поток эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > эндообъект 6 0 объект > эндообъект 7 0 объект > эндообъект 8 0 объект > >> /Повернуть 0 /Тип /Страница /Анноты [51 0 R] >> эндообъект 9 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 10 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 11 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 12 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 13 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 14 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 15 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 16 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 17 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 18 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 19 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 20 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 21 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 22 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 23 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 24 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 25 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 26 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 27 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 28 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 29 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 30 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 31 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 32 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 33 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 34 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 35 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 36 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 37 0 объект > /Повернуть 0 /Тип /Страница >> эндообъект 38 0 объект > поток HSKo1V[säc; !qZ hj+u죻UP5Ҏ}E,~?O]p-«f8;B+KgCfqĒe!A#Cj Х6″d3O

    .

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.