Wzmacniacze mocy - Krzysztof Sikora

Wzmacniacze to bardzo ważne elementy w elektronice. W zależności od zastosowania wzmacniają one amplitudę sygnału lub działają jako bufor dostarczając więcej prądu do odbiornika sygnału. Sumarycznie nazywamy je więc wzmacniaczami mocy. Dawniej oparte były one o lampy elektronowe, dzisiaj o tranzystory. Mając na uwadze ich budowę, dzielimy je na różne klasy, które mam zamiar krótko tu przedstawić.

Wstęp

A

Klasy wzmacniaczy

B

Podział

AB

D

Pozostałe klasy takie jak C, H itd.

We wzmacniaczach klasy A punkt ich pracy znajduje się w środkowej części charakterystyk tranzystora czy lampy, w związku z czym elementy te przewodzą przez cały okres sinusoidy. Wiąże się to z minimalnymi zniekształceniami liniowymi, brakiem zniekształceń przejścia, jednak niewielką sprawnościa dochodzącą zwykle do klilkunastu %.

Klasa A

We wzmacniaczach klasy B prąd płynie przez element wzmacniający tylko przez połowę okresu sinusoidy, przez co do wzmocnienia całego jej przebiegu potrzebna jest komplementarna para tranzystorów bądź lamp. Dzięki takiej konstrukcji można uzyskać sprawność nawet 70%, jednak dzieje się to kosztem zniekształceń przejścia i konieczności dobierania elementów bądź ręcznej regulacji układu.

Klasa B

Wzmacniacze klasy AB powstały, aby uzyskać zniekształcenia na poziomie klasy A, jednocześnie zwiększając sprawność. Udało się to uzyskać dzięki zastosowaniu dwóch komplementarnych tranzystorów lub lamp, z których każda przewodzi przez nieco ponad połowę okresu sinusoidy (zwykle 190-200 stopni). Dzięki temu znacząco wzrosła sprawność, która wynosi około 50%.

Klasa AB

W przypadku klasy D na wyjściu wzmacniacza nie pojawia się kopia sygnału wejściowego, lecz sygnał PWM. Dzięki temu osiąga się wysoką sprawność na poziomie ponad 90% lecz większe zniekształcenia. Dzięki obecnemu postępowi w elektronice problemy tych wzmacniaczy są kolejno eliminowane dzięki czemu coraz częsciej spotykamy takie wzmacniacze nawet w konstrukcjach audio.

Klasa D

Wraz z rozwojem technologii pojawiają się kolejne rozwiązania wzmacniaczy nazywane np. klasą H, których nie chciałem tutaj omawiać ze względu na pewne kontrowersje w nazewnictwie i ich budowie. Istnieją też wzmacniacze klasy C stosowane w układach dużych mocy, które można jednak porównać do klasy A w której wzmacniana jest tylko część sygnału. Producenci zależnie od zastosowań starają się eliminować niedoskonałości swoich produktów, dzięki czemu powstają takie elementy jak TPA-6120, który okazał się genialnym wzmacniaczem słuchawkowym, a jego parametry biją na głowę o wiele droższe konstrukcje. Jedno jest pewne - bez wzmacniaczy nie można by było skonstrować prawie żadnego obecnie znanego nam urządzenia.

Podsumowanie