Aniol
01 marzec 2007 - 06:05
Klasy pracy wzmacniacza

Klasa A

Jest to podstawowa klasa pracy tranzystora (lampy) gdzie wykorzystywany jest jego liniowy odcinek charakterystyki wzmocnienia. A po ludzku to podczas pracy wzmacniacza przez element wzmacniający zawsze płynie prąd. Nie następuje jego wyłączenie. Wszystkie wzmacniacze pracujące w konfiguracji "single ended" pracują w klasie A. W układach tych nie występują zniekształcenia skrośne ale słyną z nieparzystych harmonicznych ocieplających dźwięk. Wzmacniacze klasy A posiadają niską sprawność energetyczną ze względu na duże straty mocy, które są zamieniane w ciepło. Dla tego przy tranzystorach mocy występował parametr "moc admisyjna", czyli jaką moc tranzystor może wypromieniować w postaci ciepła. Inaczej mówiąc ile mocy może stracić tak aby nie została uszkodzona jego struktura. Parametr ten jest teraz zastąpiony oznaczeniem Ptot - moc maksymalna, ale producent podaje ten parametr w odniesieniu do temperatury złącza lub otoczenia (przynajmniej powinien).

Klasa B

Określana jako klasa pracy tranzystorów (lamp) w konfiguracji przeciwsobnej lub z angielskiego "push pull". W układzie tym polaryzowany jest zawsze tylko jeden element wzmacniający i tylko przez jeden płynie prąd do obciążenia. Obciążenie jest sterowane z dwóch kluczy osobno dla dodatniej i ujemnej połówki sygnału. Wzmacniacz w takiej konfiguracji posiada największą sprawność energetyczną ze wzmacniaczy analogowych. Powstał układ par komplementarnych tranzystorów mocy przeznaczonych do pracy w takich układach. Dla tego nieraz taki wzmacniacz jest nazywany układem komplementarnym. Komplementarna para tranzystorów jest taka wtedy, gdy jeden z nich jest PNP, drugi NPN i odpowiadają sobie parametrami (tak jest najlepiej).

Klasa AB

Jest to pośredni układ pracy tranzystorów w układzie przeciwsobnym, gdzie do pewnego prądu wyjściowego polaryzowane są obie połówki w kluczach wyjściowych. Dopiero po przekroczeniu pewnego prądu wyjściowego, gdy na rezystorach emiterowych powstanie spadek napięcia odejmującego się od napięcia polaryzacji i jeden z kluczy zostanie odcięty, wzmacniacz przechodzi w klasę B. Generalnie to bez sygnału i przy małym wysterowaniu wzmacniacz taki pracuje w klasie A by przy dużym wysterowaniu przejść w klasę B. Zaletą takiego rozwiązania jest brak zniekształceń skrośnych przy małych sygnałach, a przy dużym wysterowaniu wzmacniacza zniekształcenia te są maskowane przez sygnał. Wzmacniacze te mają trochę mniejszą sprawność od wzmacniacza w klasie B. Niekiedy w takiej konfiguracji są budowane wzmacniacze w klasie A, po prostu ustawiony jest duży prąd spoczynkowy tranzystorów mocy i wzmacniacz nie wchodzi w klasę B. Nieraz niechcący tak wyjdzie i mówimy, że wzmacniacz brzmi bardzo miękko.

Klasa C

Tranzystor lub lampa pracują w nieliniowym odcinku swojej charakterystyki, nie posiadając stałej polaryzacji i sterowne są wyłącznie sygnałem wejściowym. Główne zastosowanie to stopnie mocy w.cz. w nadajnikach radiowych. W akustyce ta klasa pracy nie jest stosowana, chyba że wyjdzie znów niechcący i wtedy wzmacniacz "charczy".

Klasa D

Jest to układ pracy wzmacniacz w którym tranzystory mocy występują wyłącznie jako klucze i nie pracują w liniowym odcinku charakterystyki. Przewodzą lub nie. Sterowane są z generatora o zmiennej szerokości impulsu PWM (pulse with modulation). Może to być w najprostszej konfiguracji generator przebiegu trójkątnego z pływającym zerem w ten sposób wpływając na różnicę w czasie trwania dodatniej i ujemnej połówki sygnału. Generator ten jest oczywiście sterowany sygnałem wejściowym. Na wyjściu takiego wzmacniacza znajduje się filtr dolnoprzepustowy filtrujący z sygnału użytecznego częstotliwość nośną. Wzmacniacze te charakteryzują się małymi stratami mocy, na poziomie 5%, ale też bardzo dużymi zniekształceniami. Największym problemem w tych wzmacniaczach jest skonstruowanie układów sterujących kluczami tak aby dobrać odpowiednie czasy załączenia tak aby się nie pokrywały zbocza, lub nie "rozjeżdżały", czyli wypracować kompromis między zniekształceniami i mocą traconą, lub traconymi tranzystorami mocy.

Klasa "AA", New Class A, Optical Class A, Class H(+), Klasa T i inne

Są to oznaczenia marketingowe, nie techniczne. Chociaż pewne z nich (New i Optical Class A) podpierają się rozwiązaniami technicznym zawartymi w nazwie, ale nie są to wzmacniacze pracujące w klasie A. Klasa T nazywa się tak, gdyż jest to w zasadzie klasa D ale została w szczególny sposób obłaskawiona przez firmę Tripath. Opiszę te rozwiązania przy okazji prezentacji produktów różnych firm w dziale GALERIA.


Podobne tem