En dies anteriors, abans de la invenció de amplificadors electrònics , els micròfons de carboni acoblats s'utilitzen com a amplificadors bruts en els repetidors de telefonia. El primer dispositiu electrònic que pràcticament s’amplifica va ser el tub de buit Audion, inventat per Lee De Forest l’any 1906. El terme amplificador i amplificació prové de la paraula llatina amplificare per ampliar o ampliar. El tub de buit és l’únic dispositiu simplificador durant 40 anys i va dominar l’electrònica fins al 1947. Quan el primer BJT va ser al mercat ha creat una altra revolució en l’electrònica i és un primer dispositiu electrònic portàtil com la ràdio de transistors desenvolupat l’any 1954. En aquest article es discuteixen les classes i la classificació dels amplificadors.
Què és un amplificador i classificació d'amplificadors?
Simplement, els amplificadors es diuen com un amplificador. L’amplificador és un dispositiu electrònic que s’utilitza per augmentar el senyal de corrent, tensió i potència. La funció de l'amplificador és utilitzar la potència de la font d'alimentació i a més altitud, controla el senyal de sortida amb l'ajut del senyal d'entrada. Un amplificador modula la sortida de la font d'alimentació en funció de les propietats del senyal d'entrada. L'amplificador és molt oposat a un atenuador si l'amplificador proporciona el guany, per tant, l'atenuador proporciona la pèrdua. L'amplificador també és una part discreta de el circuit elèctric que es continua amb l’altre dispositiu.
Amplificador
En tots els equips electrònics s’utilitza un amplificador. Els amplificadors es poden classificar en diferents tipus. La primera és la millora de la freqüència del senyal electrònic. El següent és l'amplificador d'àudio i amplifica el senyal en un rang inferior a 20 kHz i l'amplificador de RF amplifica els rangs de freqüència de ràdio de 20 kHz a 300 KHz. L'últim és la qualitat del corrent i s'està amplificant el voltatge
Hi ha diferents tipus d'amplificadors que inclouen un amplificador de corrent, un amplificador de tensió o l'amplificador de transconductància i l'amplificador de resistència trans. Actualment, la majoria dels amplificadors que s’utilitzen al mercat són transistors, però els tubs de buit també s’utilitzen en algunes de les aplicacions.
Classificació d'amplificadors
El classificació dels amplificadors es mostra a continuació
- Variable d'entrada i sortida
- Terminal comú
- Unilateral i bilateral
- Invertir i no invertir
- Mètode d'acoblament entre etapes
- Rang de freqüència
- Funció
Variable d'entrada i sortida
L’amplificador electrònic només utilitza una variable, és a dir, corrent o tensió. Pot ser que es pugui utilitzar corrent o tensió a l'entrada o bé a la sortida. Hi ha quatre tipus d'amplificadors que depenen de la font utilitzada com a anàlisi lineal.
| Entrada | sortida | Font dependent | Tipus d'amplificador | Unitats de guany |
Jo | Jo | CCCS de corrent controlat actual | Amplificador de corrent | Sense unitat |
Jo | V | Font de tensió controlada actual CCVS | Amplificador de resistència trans | Ohm |
V | Jo | Font de corrent controlada per tensió VCCS | Amplificador de conductància trans | Siemens |
V | V | Font de tensió controlada de tensió VCVS | Amplificador de tensió | Sense unitat |
Terminal comuna
La classificació de l'amplificador es basa en el terminal del dispositiu, comú al circuit d'entrada i sortida. Al transistor de connexió bipolar, hi ha tres classes, concretament. un emissor comú, una base comuna i un col·lector comú. En el cas que Transistor d'efecte de camp , té les configuracions corresponents com a font comuna, porta comuna i un drenatge comú. L'emissor comú és el que més freqüentment proporciona amplificació d'una tensió aplicada entre la base i l'emissor. El senyal d'entrada està entre el col·lector i l'emissor s'inverteix, és relatiu a l'entrada. El circuit col·lector comú s’anomena seguidor emissor, seguidor font i seguidor càtode.
Unilateral i bilateral
L'amplificador la sortida del qual no mostra cap retroalimentació al costat d'entrada s'anomena unilateral. L’amplificador unilateral de la impedància d’entrada és independent de la càrrega i la impedància de sortida és la impedància de la font de senyal independent.
L’amplificador que utilitza la retroalimentació per connectar una part de la sortida de nou a l’entrada s’anomena amplificador bilateral. La impedància d'entrada de l'amplificador bilateral depèn de la càrrega i la impedància de sortida de la impedància de la font. Els amplificadors lineals unilaterals i bilaterals es designen com a dues xarxes de ports.
Invertir i no invertir
En això, la classificació d’un amplificador utilitza la relació de fase del senyal d’entrada amb el de sortida. L'amplificador d'inversió proporciona una sortida de 180 graus desfasada amb el senyal d'entrada.
L’amplificador sense inversió continua la fase de les formes d’ona del senyal d’entrada i l’emissor és un amplificador sense inversió. El seguidor de tensió s’anomena amplificador sense inversió i té un guany d’unitat.
Mètode d'acoblament entre etapes
Aquest tipus d'amplificador es classifica mitjançant el mètode d'acoblament del senyal a l'entrada, sortida i entre les etapes. Hi ha diferents tipus de mètodes a l'amplificador d'acoblament entre etapes.
- Amplificador d’acoblament resistiu-capacitiu
- Amplificador d’acoblament inductiu-capacitiu
- Amplificador d’acoblament transformat
- Amplificador d’acoblament directe
Classes d'amplificadors
A continuació hi ha diferents tipus de classes d'amplificadors
- Amplificador de classe A.
- Amplificador de classe B.
- Amplificador de classe C.
- Amplificador de classe D.
- Amplificador de classe AB
- Amplificador de classe F.
- Amplificador de classe S.
- Amplificador de classe R.
Amplificador de classe A.
Els amplificadors de classe A són amplificadors de disseny senzill i aquest amplificador s’utilitza majoritàriament en amplificadors. Bàsicament, els amplificadors de classe A són els millors de classe a causa dels seus baixos nivells de distorsió. Aquest amplificador és el millor del sistema de so d’àudio i en la majoria del sistema de so utilitza l’amplificador de classe A. Els amplificadors de classe A estan formats pels dispositius de la fase de sortida que estan esbiaixats per a l'operació de classe A. En comparar la resta d’amplificadors de classe amb l’amplificador de classe A té la major linealitat.
Amplificador de classe A.
Per obtenir una elevada linealitat i guanyar a l'amplificador de classe A, la sortida de l'amplificador de classe A hauria d'ésser esbiaixada sempre. Per tant, es diu que l'amplificador és com un amplificador de classe A. El corrent ideal del senyal zero a l'etapa de sortida ha de ser igual o superior al corrent de càrrega màxima requerit per produir més quantitat de senyal.
Avantatges
- Elimina la distorsió no lineal
- Té un voltatge d’ondulació baix
- No requereix cap compensació de freqüència
- No hi ha distorsions creuades i de commutació
- Hi ha una baixa distorsió harmònica en l'amplificador de tensió i corrent
Desavantatges
- Els transformadors que s’utilitzen en aquest amplificador són massius i tenen un cost elevat
- El seu requisit de dos transistors idèntics
Amplificador de classe B.
Els amplificadors de classe B són les meitats positives i negatives dels senyals, que s’assignen a les diferents parts dels circuits i al dispositiu de sortida encès i apagat contínuament. Els amplificadors bàsics de classe B s’utilitzen en dos transistors complementaris que són FET i bipolars. Aquests dos transistors de cada meitat de la forma d'ona amb la seva sortida es configuren en una disposició tipus push-pull. Per tant, cada amplificador només la meitat de la forma d'ona de sortida.
Amplificador de classe B.
A l'amplificador de classe B, si el senyal d'entrada és positiu, la conducta del transistor esbiaixat positivament i el transistor negatiu s'apagaran. Si el senyal d'entrada és negatiu, el transistor positiu s'apaga i el transistor polaritzat negatiu s'encén. Per tant, el transistor condueix la meitat del temps com sigui el mig cicle positiu o negatiu del senyal d'entrada.
Avantatges
- Una certa quantitat de distorsió del circuit dóna més sortida per dispositiu perquè no hi ha presència d'harmònics parells
- L’ús del sistema push-pull a l’amplificador de classe B elimina l’harmònic uniforme
Desavantatges
- A l'amplificador de classe B, hi ha una distorsió harmònica elevada
- En aquest amplificador no hi ha necessitat de biaix en si mateix
Aplicacions
- Els amplificadors de classe B s’utilitzen en el disseny de baix cost
- Aquest amplificador és més significatiu que l’amplificador de classe A.
- L’amplificador de classe B pateix una mala distorsió si el nivell del senyal és baix
Amplificador de classe AB
La classe AB és la combinació d'amplificadors de classe A i classe B. Els amplificadors de classe AB estan utilitzant habitualment en els amplificadors de potència d'àudio . A partir del diagrama, els dos transistors tenen la petita quantitat de voltatge que és del 5 al 10% del corrent en repòs i la polarització del transistor just per sobre del punt de tall. Aleshores, el dispositiu pot ser FET o bipolar estarà engegat durant més de la meitat del cicle, però és inferior al cicle complet del senyal d’entrada. Per tant, en el disseny de l’amplificador de la classe AB, cadascun dels transistors push-pull condueix una mica més que el mig cicle de conducció de la classe B, però molt menys que el cicle complet de conducció de la classe A.
Amplificador de classe AB
L'angle de conducció de l'amplificador de la classe AB és d'entre 1800 i 3600, que depèn del punt de polarització. L’avantatge del petit voltatge de biaix és donar resistència en sèrie i un díode.
Avantatges
- La classe AB té un comportament lineal
- El disseny d’aquest amplificador és molt senzill
- La distorsió d’aquest amplificador és inferior al 0,1%
- La qualitat del so d’aquest so és molt alta
Desavantatges
- La dissipació de potència d’aquest amplificador genera calor i requereix una gran quantitat de dissipador de calor
- Aquest amplificador té una eficiència energètica baixa i l’eficiència mitjana és inferior al 50%
Aplicacions
Els amplificadors de classe AB s'utilitzen en sistemes d'alta fidelitat.
Amplificador de classe C.
El disseny d'amplificadors de classe C. té una gran eficiència i poca linealitat. En els amplificadors anteriors, hem comentat que la classe A, B i AB són els amplificadors lineals. L'amplificador de classe C és profundament esbiaixat, de manera que el corrent de sortida és zero durant més de la meitat del senyal d'entrada i el transistor al ralentí en el punt de tall. A causa de la greu distorsió d'àudio, els amplificadors de classe C són d'oscil·lació d'ona sinusoïdal d'alta freqüència.
Amplificador de classe C.
Avantatges
- L'eficiència de l'amplificador de classe C és elevada
- A l'amplificador de classe C la mida física és baixa per a la potència o / p donada
Desavantatges
- La linealitat de l'amplificador de classe C és baixa
- Els amplificadors de classe C no s’utilitzen en els amplificadors d’àudio
- El rang dinàmic de l'amplificador de classe c es redueix
- L’amplificador de classe C produirà més interfícies RF
Aplicacions
Aquest amplificador s’utilitza als amplificadors de RF
Amplificador de classe D.
L’amplificador de classe D són amplificadors de commutació no lineals o amplificadors PWM. Aquest amplificador pot assolir el 100% d’eficiència teòricament i no hi ha període durant el cicle. La tensió i les formes d'ona de corrent se superposen al corrent només es dibuixa amb l'ajut del transistor que es troba en estat ON. Aquests amplificadors també s’anomenen amplificadors digitals.
Amplificador de classe D.
Avantatges
- L’amplificador de classe D té més eficiència que supera el 90%
- Als amplificadors de classe D, hi ha una baixa dissipació de potència
Desavantatges
El disseny de l’amplificador de classe D és més complex que l’amplificador de classe AB.
Aplicacions
- Aquest amplificador s’utilitza a les targetes de so dels dispositius mòbils i ordinadors personals
- Aquests amplificadors s’utilitzen en cotxes d’amplificadors de subwoofer d’àudio.
- Avui en dia, en la majoria de les aplicacions, s’utilitzen aquests amplificadors.
Amplificador de classe F.
Els amplificadors F s’utilitzen per augmentar l’eficiència i la sortida dels ressonadors harmònics en forma de xarxa de sortida i per donar forma a la forma d’ona de sortida en una ona quadrada. Els amplificadors de classe F tenen més del 90% d’eficiència si s’utilitza una afinació harmònica infinita.
Amplificador de classe F.
Amplificador de classe S.
Els amplificadors de classe S són operacions similars als amplificadors de classe D. Aquests amplificadors són amplificadors de mode de commutació no lineal. Converteix els senyals d’entrada analògica als polsos d’ona quadrada digital mitjançant les modulacions delta-sigma. Els amplifica per augmentar la potència de sortida amb l'ajuda del filtre de pas de banda. El senyal digital de l'amplificador de commutació està completament en estat ON o OFF i la seva eficiència pot arribar al 100%.
Amplificador de classe S.
Amplificador de classe T.
Els amplificadors de classe T estan dissenyats amb un tipus d'amplificadors de commutació digitals. Actualment, aquests amplificadors es van popularitzar com a disseny d’amplificadors d’àudio a causa de l’extensió del xip DSP i de l’amplificador de so multicanal. Aquest amplificador converteix el senyal del senyal analògic al senyal de modulació de l'amplada del pols digital i l'amplificació augmenta l'eficiència dels amplificadors. Els amplificadors de classe T són la combinació d’un senyal de baixa distorsió de l’amplificador de classe AB i l’altre és l’eficiència de l’amplificador de classe D.
Amplificador de classe T.
Amplificador de classe G.
La millora de l'amplificador de classe G és la base de l'amplificador de classe AB. L’amplificador de classe G utilitzat en diversos rails d’alimentació de diferents tensions. Canvia automàticament entre els rails d’alimentació a mesura que canvia el senyal d’entrada. El canvi de contacte disminueix el consum mitjà d’energia i, per tant, la pèrdua d’energia es produeix per la pèrdua de calor. El diagrama de circuits següent mostra l'amplificador de classe G.
Amplificador de classe G.
Aquest article descriu la classificació dels amplificadors. A més, qualsevol dubte, heu trobat a faltar qualsevol cosa, voleu saber qualsevol informació sobre algun tema en particular, si us plau, feu-me-ho saber comentant a la secció de comentaris següent. Aquí teniu una pregunta, Quines són les funcions dels diferents tipus d'amplificadors?
Crèdits fotogràfics:
- Què és un amplificador Fabricat a la Xina
- Amplificador de classe A. electrònica-tutorials
- Amplificador de classe B. learnabout-electrònica
- Amplificador de classe AB mpstudy
- Amplificador de classe C. cablejat de circuits
- Amplificador de classe D. wikimedia
- Amplificador de classe F. micro-diari
- Amplificador de classe S. tubecad
- Amplificador de classe T. decdun
- Amplificador de classe G. blancs
