パワーアンプ。パートXNUMX。スキーム、説明

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パワーアンプ。パートXNUMX。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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だから、で前回あなたと私は、1,4ボルトの穴が開いて、ビールの20％をトイレに注ぎ、すべての秘密を漏らした猫に悲しみから餌を与えるという事実に落ち着きました。

私たちは続けます。次の授業 AB。実際、名前からすでに、出力ステージを構築するためのこのスキームがタコとハンガーを交差させることによって得られることは明らかです。つまり、クラス A とクラス B です。最初から、ゼロ以外の静止電流 I0>0 をとります。したがって、トランジスタのベースにはバイアス電圧が存在します。それは次のように考えられます。

U0=RL*I0

月から落ちたばかりの人のために、RL は負荷抵抗であり、I0 は必要な静止電流であることを思い出していただきたいと思います。さて、クラスから В 他のすべてを採用します。静止電流は出力電流と比較して非常に小さいため (I0<<0,1ILmax)、出力、消費、散逸電力はクラスの電力とほぼ等しくなります。 В 同じ計算式を使用して計算されます

パワーアンプ

一般に、出力段を構築するこれら XNUMX つの方法を組み合わせることにより、一方では非線形歪みの大幅な低減 (図を参照) が達成され、他方ではかなり適切な出力と効率が得られます。最近の家庭用アンプのほとんどはこのクラスで動作し、統合アンプ、つまり超小型回路に関してはそれだけです。以下で説明する XNUMX つの例外を除いて、その通りです。とりあえず、これら XNUMX つのクラスの内容をまとめてみましょう。

パワーアンプ

だからクラス А - 優れた直線性、非線形歪みはほぼ完全に存在しませんが、特に消費と熱放散の点で絶対に耐えられない電力特性を備えています。つまり、ストーブが必要な場合は、クラスAの出力段を作成してください。

クラス В - ほとんど食べません、ほとんど食べません。しかし同時に、出力信号は非常にフックされているため、何もしないほうが良いでしょう。

クラス AB - 前の XNUMX つのクラス間の妥協ソリューション。どちらか一方の最善の部分がすべて取り込まれます。もちろん、ひどい人、つまりオーディオマニアを除いて、誰もが価格と品質の比率に満足しているようです。彼らは熱い方が好きです。

もちろん、問題はこれら XNUMX つのクラスに限定されません。たとえば、A + や G などのエキゾチックなモードもありますが、普及率が非常に低いため、それらは考慮しません。特に好奇心旺盛な同志は、文献やインターネットに興味を持つことができます。

さて、猫が寝ている間に乗ります。

上で説明したすべてのアンプは、信号の処理にあらゆる自由があるにもかかわらず、線形アンプでした。つまり、これらの回路は、入力信号を増幅する前に意図的に歪めることはありません。ここで、入力信号を意図的に歪め、増幅後に元の形式に戻すアンプのクラスを考えます。

これがクラスです D。（ニャー！クールクラス！）同じことから、猫は目覚めました。一般的に言うと、クラスは D - これは出力段の構成方式や動作モードだけではありません。これはまったく別のクラスのアンプです。しかし、Cat がそれについて暴言を吐いているので、それをすべて出力ステージに関する会話に押し込む必要があります。

まず、アンプの一般的なブロック図を検討します。

（クリックして拡大）

図で変形されたブロックをすばやく実行してみましょう。 PIジェネレーター - 方形パルス発生器は、固定周波数 Fs で方形パルスを生成します (グラフ а）に到着します インテグレーター、そこで三角波または鋸歯状パルスに変換されます (グラフ б)、その後入力の XNUMX つに到着します。 コンパレータ.

パワーアンプ

コンパレータのもう一方の入力は、ソースから入力オーディオ信号を受信します。ここはメインの肉挽き機が呼んだ場所です PWM （パルス幅変調）または PWM （パルス幅変調）ブルジョワ的な方法であれば。比較器の働きについて図を見てみましょう。

パワーアンプ

したがって、すでに述べたように、コンパレータの XNUMX つの入力はジェネレータからの三角パルス (写真の青色) を受信し、もう XNUMX つの入力は増幅する必要があるオーディオ信号 (写真の赤色、正弦波に似たもの) を受信します。

次に、コンパレータは次の処理を行います。「saw」レベルの現在 (瞬間) 値が入力信号レベルの値を超えると、コンパレータは Low 論理レベルに切り替わり、逆の場合は、「saw」信号のレベルになります。がオーディオ信号より小さい場合、コンパレータは論理ユニットに切り替わります。

もちろん、これらすべてはジェネレーター (長方形のジェネレーター) の XNUMX クロックサイクルで発生します。

したがって、コンパレータの出力では、方形信号が得られます。そのパルス幅は入力信号の振幅に依存し、その周波数はマスターオシレータFsの周波数に等しくなります。これは次のようになります。市変調信号。

実際、図をわかりやすくするために、鋸歯状パルスがまれに描かれています。実際、これらのパルスの周波数は、オーディオ信号の最大周波数よりも 10 ～ 20 倍高くなります。通常は 200 ～ 500 kHz の範囲で選択されます。

さらに、変調された信号は、スイッチモードで動作する電界効果トランジスタに基づく電力増幅器に供給されます。アンプの後にローパスフィルターが挿入され、信号の高周波成分が除去されてアナログ信号が復元され、負荷によって再生されます。

では、これらのダンスが何のためにあるのかを見てみましょう。

まずは効率化から。理論的には、このようなアンプの効率は 100% に達するはずですが、残念なことに、トランジスタチャネルの抵抗は、小さいとはいえ依然としてゼロではありません。しかし、それにもかかわらず、負荷抵抗に応じて、このタイプのアンプの効率は 90% ～ 95% に達することがあります。もちろん、この効率であれば出力トランジスタの発熱はほとんどないので、非常に小型で経済的なアンプを作成することができます。出力ローパスフィルターを適切に構成すると、高調波歪み係数を最大 0,01% に抑えることができ、これは非常に価値があります。このクラスのアンプは、AB と同様に統合設計で製造されています。

さて、今のところ、私が最終カスケードについて話したかったのはこれだけです。その後、前置増幅カスケードについての計画があります。それは何なのか、何と一緒に食べるのか、そして...

出版物: radiokot.ru

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