Penguat elektronik

Penguat elektronik ialah peranti yang dapat meningkatkan kuasa dan/atau amplitud suatu isyarat. Ia melakukannya dengan mengambil tenaga dari bekalan kuasa dan mengawal output supaya sepadan dengan bentuk isyarat input tetapi dengan amplitud yang lebih besar. Dari segi ini, penguat boleh dianggap memodulat output bekalan kuasa.

Litar penguat amali

Jenis penguat

Penguat boleh dikategorikan mengikut ciri input dan outputnya.

Kelas penguat kuasa

Penguat boleh dikelaskan mengikut sudut pengaliran, Θ, isyarat input.

Kelas A

Penguat kelas A

Penguat kelas A meluaskan alat-alat beroperasi pada keseluruhan bagi kitar kemasukan seperti isyarat output. Penguat-penguat kelas A adalah cara biasa bagi melaksanakan isyarat kecil penguat. Penguat kelas A tidaklah terlalu cekap; satu maksimum teoretis 50% dapat digandingkan dengan output induktif dan hanya 25% dengan gandingan muatan.

Dalam satu litar Kelas A, penguat ini unsur adalah berat sebelah supaya peranti sentiasa ada menjalankan untuk takat beberapa, dan dikendalikan lebih yang terbanyak bahagian linear bagi lengkung ciriannya (terkenal sebagai pemindahannya ciri atau transkonduktans lengkung). Kerana peranti sentiasa ada menjalankan, walaupun jika terdapat tidak diimput di semua, kuasa adalah tercabut daripada bekalan kuasa. Ini merupakan sebab utama untuk ketidakcekapannya.

Jika kuasa-kuasa pengeluaran tinggi adalah diperlukan daripada satu litar Kelas A, sisa kuasa (yang mengiringi haba) akan menjadi penting. Untuk setiap watt menyampaikan untuk beban, penguat sendiri akan, paling baik, menghamburkan satu lagi watt. Untuk kuasa-kuasa besar ini bermaksud bekalan tenaga sangat besar dan mahal dan penenggelaman haba.

Rekaan-rekaan A kelas telah sebahagian besar wujud menggantikan untuk penguat-penguat audio, walaupun sesetengah audiophile percaya yang Kelas A memberi kualiti bunyi terbaik, akibat ia dikendalikan dalam sebagai linear satu cara sebagai mungkin yang menyediakan satu pasaran kecil untuk hi-fi mahal penguat kelas A. Seperkara lagi, sebahagian peminat suka injap termionik (atau "tiub") rekaan-rekaan daripada transistor, untuk beberapa musabab:

• Tiub-tiub banyak biasanya digunakan dalam kelas A reka, yang mempunyai satu tak simetri fungsi perpindahan. Ini bermaksud herotan itu satu gelombang sinus cipta kedua ganjil- dan walaupun bernombor ilmu harmonik. Tuntutan adalah yang bunyi-bunyi ini lebih "muzik" daripada peringkat lebih tinggi ilmu harmonik ganjil menghasilkan oleh satu tolakan simetri–menarik penguat.

• Walaupun reka bentuk penguat yang bagus boleh mengurangkan herotan harmonik pola-pola hampir tidak ada, herotan adalah penting untuk bunyi penguat-penguat gitar elektrik, sebagai contoh, dan diadakan oleh rakaman jurutera-jurutera untuk menawarkan mikrofon yang lebih pujian dan untuk meningkatkan "klinikal pemeruman" teknologi digital.

• Injap menggunakan banyak lebih elektron berbanding sebuah transistor, dan plumbum kesan yang jadi statistik untuk satu "lebih selesa" penghampiran bagi bentuk gelombang yang benar — melihat hingar tembakan untuk lebih mengenai ini. Persimpangan kesan medan transistor (JFETs) telah ciri-ciri serupa untuk injap-injap, supaya ini sedang didapati lebih kerap dalam penguat-penguat berkualiti tinggi daripada dwikutub transistor. Dari segi sejarah, penguat-penguat injap sering digunakan satu penguat kuasa Kelas A mentang-mentang injap-injap adalah besar dan mahal; banyak Kelas A reka menggunakan hanya satu alat tunggal.

Transistor adalah jauh lebih murah, dan maka lebih banyak reka bentuk terperinci begitu beri kecekapan lebih besar hanya penggunaan lebih banyak bahagian masih kos efektif. Satu permohonan klasik untuk sepasang alat-alat A kelas adalah pasangan ekor panjang, yang adalah luar biasa linear, dan membentuk asas itu lebih banyak litar-litar kompleks, termasuk banyak penguat-penguat audio dan hampir semua pembedahan amps.

Penguat-penguat A kelas kerap kali digunakan dalam mengeluarkan peringkat-peringkat pembedahan amps; mereka kadang-kadang digunakan sebagai sederhana kuasa, rendah kecekapan, dan penguat-penguat audio kos yang tinggi. Penggunaan kuasa adalah tidak berkaitan untuk kuasa keluaran. Pada terbiar (tidak input), penggunaan kuasa pada asasnya adalah selaras pada volum output tinggi. Hasil adalah rendah kecekapan dan pelesapan haba tinggi.

Kelas B & AB

Penguat kelas B tarik-tolak

Penguat kelas B hanya menguatkan sebelah bagi kitar gelombang input. Oleh itu mereka mewujudkan satu jumlah yang besar herotan, tetapi kecekapan mereka sungguh lebih baik dan adalah banyak lebih baik daripada Class A Class B mempunyai satu maksimum kecekapan teoretis 78.5% (i.e., π/ 4).

Ini kerana meluaskan unsur memadamkan separuh dari masa sekali, dan supaya tidak boleh menghamburkan kuasa. Satu tunggal unsur Class B jarang-jarang ditemui pada praktik, walaupun ia boleh digunakan dalam penguat kuasa RF di mana peringkat herotan adalah kurang penting. Bagaimanapun Class C adalah lebih biasanya digunakan untuk ini.

Satu buah litar praktikal menggunakan unsur-unsur Class B adalah pasangan saling melengkapi atau "menolak–menarik" susunan. Di sini, saling melengkapi atau separa pelengkap alat-alat adalah sudah biasa setiap satu menguatkan lawan itu mengurangkan separuh bagi isyarat input, yang adalah kemudian recombined di output.

Susunan ini memberi kecekapan cemerlang, tetapi boleh menderita dari kelemahan bahawa terdapat satu tak padan kecil pada "menyertai" antara dua mengurangkan separuh bagi isyarat. Ini dipanggil herotan lintas. Satu peningkatan adalah bagi mempengaruhi peranti-peranti supaya mereka adalah tidak sepenuhnya di luar apabila mereka bukan dalam penggunaan.

Dalam operasi Class AB, setiap peranti cara beroperasi sama dengan Class B .lebih separuh bentuk gelombang, tetapi juga dikendalikan sedikit pada sebelah yang lain. Hasilnya, rantau di mana alat-alat kedua serentak adalah hampir di luar (the "zon mati") dikurangkan. Hasil adalah yang apabila bentuk gelombang daripada dua peranti-peranti adalah digabungkan, lintasan adalah amat mengurangkan atau menyingkirkan kesemua.

Pengorbanan AB kelas kecekapan beberapa lebih kelas B dalam menyebelahi kelinearan, supaya akan selalu berada kurang cekap (di bawah 78.5%). Ia adalah lazimnya banyak lebih efisien daripada kelas A.

Litar kelas B atau AB menolak–menarik adalah jenis rekabentuk paling biasa didapati dalam penguat-penguat tenaga audio.

Kelas AB adalah dianggap dengan meluas satu kompromi yang bagus untuk penguat-penguat audio, sejak banyak bagi masa muzik itu diam cukup bahawa isyarat itu kekal di "kelas A" rantau, di mana ia dikuatkan dengan kesetiaan baik, dan secara definisi jika kelulusan daripada rantau ini, adalah besar cukup bahawa herotan itu produk biasa kelas B adalah agak kekecilan. Herotan lintas boleh jadi dikurangkan lebih jauh dengan menggunakan maklum balas negatif. Kelas B dan AB penguat-penguat sedang kadang-kadang digunakan untuk RF penguat-penguat linear juga. Penguat-penguat B kelas adalah juga disokong dalam bateri dikendalikan alat-alat, seperti radio transistor.

Kelas B digital

Satu keluaran kuasa terhad penguat kelas B dengan satu berhujung tunggal rel bekalan 5±0.5 V.