dom > Najczęściej zadawane pytania > Często zadawane pytania dotyczące wzmacniacza mocy >

Jaka jest różnica między klasą A, klasą B i klasą D?

Jaka jest różnica między klasą A, klasą B i klasą D?

Zaktualizowano:2019-09-07
Jaka jest różnica między klasą A, klasą B i klasą D?
Jeśli przez dłuższy czas stosowałeś technologię wzmacniaczy mocy, zauważysz wzmiankę o „klasie”, jako klasie A, klasie AB itp., Te terminy nie odnoszą się do jakości, ale do parametru roboczego wyjścia Sekcja. Większość stopni wyjściowych wzmacniacza działa w konfiguracji push-pull, w której moc jest dostarczana z dwóch zasilaczy po obu stronach uziemienia lub zerowych woltów. (Są takie, które tego nie robią, ale są one stosunkowo nieliniowe i nie muszą być tutaj brane pod uwagę).
Klasa B
Tranzystory wyjściowe działające w trybie push-pull dzielą obciążenie i teoretycznie są wymagane do pracy tylko wtedy, gdy sygnał odchyla się od ziemi, w kierunku dodatnim lub ujemnym. Jeśli tranzystory zostaną całkowicie wyłączone przy zerowym wyjściu i zaczną przewodzić dopiero przy obecnym sygnale, jest to określane jako działanie klasy B. Jest to skuteczny sposób obsługi wyjścia, a wzmacniacz pracuje bez chłodzenia, ale ma jedną wadę; Urządzenia wyjściowe zawsze mają pewien czas opóźnienia w działaniu, a zatem pojawia się mała, ale potencjalnie irytująca martwa strefa, zwana „zniekształceniem zwrotnicy”, w punkcie zerowym. Chociaż ta nieliniowość zwrotnicy niekoniecznie dodaje duże ilości liczb zniekształceń (prawdopodobnie 0,05% jest typowa), łatwo to usłyszeć.
Klasa AB
Na szczęście zniekształcenie zwrotnicy można zredukować do nieistotnych proporcji przez prosty cel uruchomienia tranzystorów wyjściowych „z tendencją” lekko „włączony” na biegu jałowym, więc zaczynają przewodzić, zanim wyjście nie przejdzie przez punkt zerowy. Kiedy wzmacniacz uruchamia ten tendencyjny mechanizm wyjściowy, nazywa się go „klasą AB”. Umiarkowane ilości stronniczości są wszystkim, czego potrzeba, a ponieważ produkuje tylko trochę ciepła, ten typ wzmacniacza jest nadal dość wydajny. Zniekształcenie crossovera ma jednak wiele sposobów na podniesienie swojej brzydkiej główki, nawet jeśli występuje spore obciążenie, więc inżynieria tego typu wzmacniacza musi być bardzo wymagająca i precyzyjna, aby zapewnić najniższe zniekształcenie przy wszystkich częstotliwościach . Jednak przy prawidłowym wykonaniu nie ma dostępnego bardziej dokładnego wzmacniacza o niższych zniekształceniach; 0,01% jest typowe, a 0,001% jest osiągalne.
Klasa A
Niektórzy inżynierowie wolą nie mieć do czynienia z możliwością zniekształceń zwrotnicy w swoich projektach i wybierają inny system polaryzacji, zwany „klasą A”, w którym tranzystory wyjściowe są tak obciążone, że stale przewodzą więcej niż prąd pełnego obciążenia , nawet na biegu jałowym. Dlatego nigdy nie włączają się ani nie wyłączają, teoretycznie zapobiegając zniekształceniom zwrotnicy.
Niestety ten system operacyjny ma pewne oczywiste (i niektóre nie tak oczywiste) wady. Uruchomienie tak dużej ilości prądu generuje ogromną ilość ciepła, więc wzmacniacz jest nie tylko nieefektywny, ale jest duży i drogi, ze względu na wymagane ogromne mechanizmy rozpraszające ciepło. To w konsekwencji rozgrzewa cały pokój jako efekt uboczny. (Miło zimą, ale pamiętaj, że ciepło elektryczne jest najdroższym dostępnym rodzajem).

Nieoczywistą wadą konstrukcji klasy A jest to, że ten wysoki prąd jałowy ma konsekwencje dla poziomów zniekształceń znacznie wykraczających poza teoretyczną eliminację artefaktów krzyżowych (co nawet samo w sobie jest dyskusyjne). Tranzystory mają wiele rodzajów mechanizmów zniekształcających, między innymi odchylenia od liniowości w warunkach jednoczesnego wysokiego napięcia i wysokiego prądu. Są to oczywiście dokładne parametry niezbędne do działania w klasie A, a typowy wzmacniacz klasy A prowadzi poziomy zniekształceń co najmniej 10 razy, a często ponad 100 razy, tak wysokie jak wzmacniacz klasy AB o podobnej mocy lub około 0,1% . Dokładna kontrola spektrum zniekształceń pokazuje również, że wszystkie harmoniczne są zwiększone, w tym te reprezentowane przez zniekształcenie krzyżowe, na które przede wszystkim skierowana była operacja klasy A.
Klasa D.
Idąc w innym kierunku, klasa D oferuje wysoką wydajność dzięki zupełnie odmiennemu podejściu do operacji wyjściowej. Klasa D, często mylnie określana jako „wzmocnienie cyfrowe”, jest w rzeczywistości systemem analogowym, który zmienia szerokość cyklu pracy od góry do dołu częstotliwości nośnej fali prostokątnej. Wzmacniacz wciąż przechodzi od napięć ujemnych do dodatnich iz powrotem, ale robi to w sposób ciągły, z wysoką częstotliwością, być może 500 kHz. Czas, jaki spędza z jednej lub drugiej strony, jest proporcjonalny do umiejscowienia lub dokładnej relacji napięcie-czas pożądanego sygnału w tym momencie.

Ponieważ urządzenia wyjściowe spędzają prawie cały czas na pełnym lub całkowitym wyłączeniu (obszary absolutnie minimalnego rozproszenia), wydajność jest bardzo wysoka, od 80 do 90%. Zatem wzmacniacze te wytwarzają bardzo mało ciepła i nie muszą być tak ciężkie ani tak duże jak typowe wzmacniacze klasy AB (nie mówiąc już o potworach klasy A)! Są też oczywiście wady. Klasa D z definicji wykorzystuje bardzo duże sygnały RF i musi być ekranowana i dobrze filtrowana, aby zapobiec zakłóceniom i uszkodzeniom głośników. To z kolei szkodzi ogólnej liniowości, a także zwiększa koszty, dlatego nie jest to niedroga technologia. Ogólne zniekształcenie jest zwykle równe wzmocnieniu klasy A; dobre, ale nie świetne, około 0,1%. Jeśli jednak Twoim celem jest wydajność, to jest to właściwa droga.