Amplifikatör

Bir bipolar transistörlü amplifikatör devresi

Elektronik amplifikatör, elektronik sinyalleri arttırmak için kullanılan elektronik cihazlardır. Amplifikatörler bu işlemi bir güç sağlayacısından alıp bu çıkış sinyallerinin şeklini eşleştirerek yaparlar. Yani, bir amlifikatör güç sağlayıcısından aldığı sinyalleri düzenler. Dört adet basit elektronik amplfikatör çeşidi bulunur : voltaj amplifikatörü , akım amplifikatörü , transkondüktans amplifikatörü ve transresistans amplifikatörü. Amplifikatörler arasındaki bir diğer ayrım ise amplifikatör çıkışlarının doğrusal ya da doğrusal olmayışıdır.Amplifikatörler aynı zamanda sinyal zincirinin fiziksel yerleştirilmesine göre de sınıflandırılabilirler.

Amplifikatörlerin özellikleri:

Gain, çıkış sinyalleri arasındaki büyüklük oranıdır. Bant genişliği , kullanılabilir frekans aralığındaki genişliğidir. Etkililik, güç kullanımı ve çıkış gücü arasındaki oranıdır. Doğrusallık, giriş ve çıkış arasındaki orantı derecesidir. Gürültü, çıkıştan gelen ve gelmesi istenmeyen sesin ölçüsüdür. Çıkış dinamik aralığı, kullanılabilir seviyedeki en küçük ve en büyük çıkışların oranıdır. Dönüştürme oranı, çıkıştaki maksimum değişim oranıdır.

Amplifikatör Çeşitleri

Amplifikatörler giriş ve çıkış özelliklerine göre tanımlanırlar. Amplifikatörler giriş ve çıkış sinyallerine bağlı olan gain ya da kat oranına göre özellikler gösterirler. Gain kavramı giriş ve çıkış voltajları arasındaki oran olarak da tanımlanabilir. Birçok durum için , eğer giriş ve çıkış aynı birimlerdeyse , gain'in herhangi bir birimi yoktur.( Genellikle birimi desibel olarak ifade edilir.) Dört çeşit amplifikatör aşağıda verilmektedir:[1]

Pratik olarak, bir amplifikatörün gücü kaynak ve yüklenme impedansına göre belirlenir. Bir RF amplifikatörü transfer gücünü ayarlamak için olan impedansına sahip olurken, ses ve alet amplifikatörleri genellikle amplifikatörün giriş ve çıkış impedansının sinyal toplamının yüklenmesine göre dizayn edilmiştir. 20 desibel gücünde olan bir amplifikatör , kendi sahip olduğu voltajın on katı büyüklüküğünde bir güç oranına sahip olabilir. Lakin hala iletilen çok az miktardaki güç kazanımı eğer, örnek olarak , giriş 600 ohm büyüklüğünde olan mikrofonun çıkışı 47 kiloohmluk bir giriş soketine bağlanmıştır. Çoğu durumda bir amplifikatör doğrusal olacaktır. Yani, gain herhangi bir normal seviyenin giriş ve çıkış sinyalleri için sabittir. Eğer gain doğrusal değil ise, sinyalin kırpılması çıkış sinyalini değiştirip bozacaktır. Değişken gainlerin kullanıldığı amplifikatörler kullanım için daha uygundur. Üstel gain amplifikatörleri sinyal işleme aletlerinde kullanılmaktadır. Birçok elektronik amplifikatörler radyo ve televizyon verici ve alıcıları mikrobilgisayarlar ve dijital olan diğer cihazlar ayrıca gitar ve enstrüman amplifikatörlerinde kullanılmaktadır. Önemli bileşenler vakum tüpleri ya da transistörler gibi aktif aletler içerir. Birçok elektronik amplifikatöre ait kısa bilgilere aşağıda verilmektedir.

Güç Amplifikatörü

Bu terim yüklemeye aktarılan güç ile bağlıdır. Genel olarak, Güç amplifikatörü son amplifikatördür ya da sinyal zincirindeki gerçek devrenin ihtiyaç duyduğu amplifikatör güç yeterliğidir. Verim değişen sınıflarda çıkış transistör ya da tüplerine bağlı olan güç amplifikatörlerine yol açar.

Uygulamadaki güç amplifikatörleri

Ses güç amplifikatörleri RF güç amplifikatörleri Servo motor kontrol ediciler ( doğrusallık burada önemli değildir.) Piezoelektrik ses amplifikatörleri gerekli olan yüksek voltajı piezoelektrik hoperlörleri[3] ne sağlayabilmek için DC den DC dönüştürücüsü kullanırlar.

Güç amplifikatörleri devreleri

Güç amplifikatörleri devreleri aşağıda geçen devreleri içerirler:

Vakum-tüp amplifikatörleri

An ECC83 Vakum tüp amplifikatörü preamp

Symons'a göre , yarı iletken amplifikatörleri valf amplifikatörlerine göre genişçe yerleştirilmişken , valf amplifikatörleri çok daha efektif yüksek güç uygulamalarıdır. Bunlara örnek olarak radar veya iletişim ekipmanları verilebilir. Birçok mikrodalga amplifikatörü klystron gyrotron ve çarpışan alan amplifikatörleri gibi özel olarak dizayn edilmiştir. Ayrıca bu mikrodalga valfleri mikrodalga frekansında çok daha fazla çıkış gücü sağlarlar. Valf amplifikatörleri birçok alanda kullanılırlar. Bu alanlardan birkaçı ise;

Transistörlü Amplifikatörler

Transistörlü amplifikatörlerdeki önemli rol giriş sinyalini önemli ölçüde büyütecek verimde manyetize edip çıkış sinyali elde etmektir. Magnetizasyon büyüklüğü dış devre dizaynı tarafından belirlenir. Transistörlü amplifikatörlerde en yaygın kullanım bipolar transistörler (BJTs) ve metal oksit yarı iletken alan etkili transistörlerdir. Uygulamalar sayısaldır. Bazı genel örnekler ise evlerde kullanılan ses sitemleridir. RF'nin yarı iletken ekipmanlar için olan yüksek güçlü üretimi mikrodalga uygulamarlını doğurur. Radyo vericileri buna örnek olarak gösterilebilir.

Transistör bazlı amplifikasyon cihazları birçok çeşitli şekilde kullanılmaktadır. Örnek olarak, bir BJT ile ortak bazlı ortak toplayıcılı veya ortak yayılan amplifikasyonları farkedebiliriz. Eğer bir MOSFET kullanırsak, ortak kapı ortak kaynak ya da ortak akımlı amplifikatörler elde edebiliriz. Her bir konfigürasyon farklı bir yapıya sahiptir.(Gain empedans gibi)

Operasyonel amplifikatörler. (op-amps)

Bir LM741 'nin genel amacı op-amp

Operasyonel bir amplifikatör gain ya da değişken girişleri kontrol eden dış geribeslemeyi kontrol eden transfer fonksiyonunu gören bir amplifikasyon devresidir. Bu günlerde bu terim genellikle toplanan devreler için kullanılır.

Tamamiyle Değişken Amplifikatörler

Tamamiyle değişken bir amplifikatör gain ya da transfer fonksiyonunu kontrol altında tutmak için dışarıdan aldığı geri beslemeyi kullanan katı hal devrelerinin birleştirilmiş halidir. Bu amplifikatörler operasyonel amplifikatörlere benzerler ama değişken çıkış pimlerine sahiptirler. Bu amplifikatörler genellikle BJT veya FET lerin kullanımıyla inşa edilir.

Video amplifikatörleri

Bu amplifikatörler SDTV,EDTV,HDTV olup değişmekte olan sinyal bant genişliğini düzenlerler. Bant genişliğinin kendi içinde olduğu açıklama hangi filtrenin olduğuna bağlıdır. Kabul edilebilir bir televizyon görüntüsü için gerekli olan ekipman video amplifikatörleridir.

Osiloskop dikey amplifikatörleri

Osiloskop ekran tüpü için gerekli olan video sinyalleri 500 MHz olan bant genişliğine sahip olabilir. Bu amplifikatörleri yapmayı değiştiren etkenler ise yükseliş zamanı ve sapmalardır. Tektronix şirketi yüksek bant genişliğine sahip bu amplifikatör çeşidini ortaya çıkaran öncü şirketlerden biridir.

Dağıtılmış amplifikatörler

Her parçayı başarılı bir şekilde ayırmak için kullanılan yüksek bant genişliği transmisyon çizgilerini geçici bir şekilde büyütür ve ayırır. Bu işlem ancak tek bir amplifikatör tarafından yapılabilir. Her bir aşamanın çıkışları çıkış transmisyon çizgileriyle kombine edilir. Bu çeşit amplifikatörler osiloskoplarda yaygınca kullanılır. Transmisyon çizgileri genellikle ekran tüpünün içinde muhafaza edilir.

Değişken modlu amplifikatörler

Doğrusal olmayan bu amplifikatörler doğrusal olan amplifikatörlere göre yüksek verimde çalışırlar. Bu tarz amplifikatörler genellikle güç tasarrufu yapılan ve daha fazla kompleks olan sistemler içinde kullanılırlar.

Negatif resistans aletleri

Negatif resistanslar amplifikatörler gibi kullanılabilirler. Buna örnek olarak tünel diyot amplifikatörü gösterilebilir.

Hareketli dalga tüp amplifikatörleri

Hareketli dalga tüpleri amplifikatörleri genellikle yüksek güçlü amplifikasyonlarda düşük mikrodalga frekanslarında kullanılırlar. Genel olarak bu amplifikatörler düz bir frekans spektrumunda değerleri büyütebilirler. Lakin, klistronlar gibi düzenlemeye uygun değillerdir.

Klistronlar

Klistronlar özelleşmiş doğrusal hüzme vakum cihazlarıdır. Bu cihazlar genişçe düzenlenebilen amplifikasyon işlemlerinde ve yüksek güç sağlamak için dizayn edilmiştir. Klistronlar TWTA 'lara karşı daha dar bir bant genişliğinde olmasına karşı geniş bir skalada düzenleme yapabilmesi için dizayn edilmiştir.Bu cihazları kullanmanın avantajı referans sinyallerinin büyütülmesinin tutarlı olmasıdır. Yani çıkış sinyalleri kolaylıkla büyüklük, frekans ve faz olarak kontrol edilebilir.

Müzik aletleri amplifikatörleri

Ses için kullanılan bir amplifikatör genellikle müzik ya da ses olan sinyalleri güçlendirmek için kullanılır. Bu amplifikatörleri seçerken birkaç etken bu seçime etkili olur ( örnek olarak gitar amplifikatörleri) .( Tüm ses sisteminin bileşenenleri bu parametreleri etkiler) Bu etkiler ise şöyle sıralanabilir:

Amplifikatör aşama ve sistemlerinin sınıflandırılması

Birçok alternatif sınıflandırma , amplifikatör hakkında farklı bakış açıları , ve hepsi devrenin amacına bağlı olan tasarımlara sahip olan bakış açıları. Amplifikatör tasarımları her zaman bazı sayısal faktörlerde uzlaşırlar. Bunlar ; maliyet, güç tüketimi, gerçek dünya kusurları ve performans betimlemelerinin çokluğudur. Aşağıda bu sınıflandırılmaların birkaçı görülmektedir.

Giriş ve çıkış değişkenleri

Dört çeşit değişken

Elektronik amplifikatörler değişken bir akım ya da voltaj kullanırlar. Akım ya da voltaj giriş ya da çıkış olarak kullanılabilir. Dört çeşit amplifikatör ve bağıl kaynakları aşağıdaki figürde gösterilmiştir. Giriş Çıkış Bağıl kaynak Amplifikatör çeşidi I I Akım kontrollü akım kaynağı (CCCS) Akım I V Akım kontrollü voltaj kaynağı (CCVS) Transresistans V I Voltaj kontrollü akım kaynağı (VCCS) Transkondüktans V V Voltaj kontrollü voltaj kaynağı (VCVS) Voltaj Her çeşit amplifikatör bağıl kaynağına bağlı olan giriş ve çıkış rezistanslarına sahiptir. Amplifikatör eşidi Bağıl kaynak Giriş empedansı Çıkış impedansı Akım CCCS 0 ? Transresistans CCVS 0 0 Transkondüktans VCCS ? ? Voltaj VCVS ? 0

Pratikte ideal impendanslar yalnyzca tahmin edilmi?tir. Herhangi bir devre için, bir küçük sinyal analizi genellikle gerçekte ölçülen impendansy bulmak içindir. Bir küçük sinyal AC test akymy Ix giriş ve çıkış düğümlerine uygulanırsa,ve tüm dış kaynaklar AC sıfır olursa, ve buna ait alternatif voltaj Vx uygulanırsa bu devredeki impedans R = Vx  / Ix olur. Amplifiktörler transmisyon çizgisini giriş ve çıkış olarak tutturmak için tasarlanmıştır. Özellikle RF amplifikatörler bu sınıflandırmaya uymamaktadır. Voltaj ya da akımla uğraşmak yerine , voltaj ve akımın uyum oranı olan giriş ve çıkış impedanslarının eşleşmesiyle oluşur. Verilen uygun bir kaynak ve yüklü empedansa karşın, RF amplifikatörleri voltaj ya da akımı güçlendirmek adına çalışırlar. Genellikle bu amplifikatörler gücü önemli ölçüde yükseltirler.

Ortak Terminal

Amplifikatörler için bir set sınıflandırma hangi terminalin giriş ve çıkış devrelerindeki ortaklığına dayanır. BJP lerde bu sınıflar ortak çıkarıcı , ortak temel ve ortak toplayıcıdır. Alan etkili transistörlerde buna uygun konfigürasyon ise ortak kaynak ortak kapı ve ortak kanaldır. Trioit vakum aletlerinde ise ortak katod ortak şebeke ve ortak tabakadır. Ortak çıkarıcı genellikle ortak temel ve ortak çıkarıcı arasındaki güçlendirmeyi yapmak için konfigüre edilmiştir. Ayrıca toplayıcı ve çıkarıcıdan alınan çıkış sinyali ters olacaktır. Ortak toplayıcı düzenlemeleri ortak baz ve ortak toplayıcı arasındaki giriş voltajına uygulanır. Ayrıca ortak çıkarıcı ve ortak toplayıcı arasındaki çıkış voltajını alır. Negatif geri beslemede olan bu sonuç, ve çıkış volrajı girş voltajını takip etmeye eğilimlidir. Ortak toplayıcı devresi daha bu çıkarım kullanılarak çıkarıcı takipçisi , kaynak takipçisi ya da katod takipçisi olarak daha iyi bilinir.

Tek taraflı ya da çift taraflı

Bir amplifikatör çıkışından girişine geri beslemesi olmadığı zaman , bu amplifikatör tek taraflı olarak adlandırılır. Tek taraflı bi amplifikatörün giriş empedansı yüklemeden bağımsızdır, ve çıkış empedansı sinyal kaynağının empedansından bağımsızdır. Eğer geri besleme amplifikatöürün çıkışından girişine bağlanıdysa bu amplifikatör çift taraflı olarak adlandırılır. Çift taraflı amplifikatörün giriş empedansı yüklemeye bağlıdır, ve çıkış empedansı sinyal kaynağının empedansına bağlıdır. Tüm amplifikatörler bir derece çift taraflıdır. Lakin, geri beslemenin ihmal edilebilecek kadar düşük olduğu durumlarda bu amplifikatörler tek taraflı gibi davranmak için tasarlanmıştır. Negatif geri besleme genellikle amplifikatör davranışlarını kasten şekillendirmek için uygulanır. Pozitif ya da negatif olan bazı geri beslemeler, beklenilemez ve kaçınılamaz. Örnek olarak, giriş ve çıkış arasındaki kapasitansı beklenmeyen biçimde parazit yapan üyeler bulunduruyorsa , bu amplifikatörün yarattığı pozitif ya da negatif geri beslemelerden kaçınılamaz. Doğrusal , tek taraflı ve çift taraflı amplifikatörler iki girişli ağlar olarak tanımlanabilir.

Geri çevrilmiş ya da geri çevrilmemiş

Amplifikatörleri sınıflandırmanın başka bir yolu ise giriş ve çıkış sinyallerinden kaynaklanan faz ilişkileridir. Geri çevrilmiş bir amplifikatör giriş sinyalinin 180 derece geri çevrilmiş bir şekilde çıkış fazı üretir. Geri çevrilmemeiş bir amplifikatör ise giriş sinyallerini kendi fazında sinyal dalga boyları olarak saklar.Transistöründe ve yayıcısında sinyal barındıran yayıcı takip eden bir çeşit geri çevrilmemiş amplifikatör, giriş sinyalini takip eder.

Fonksiyon

Diğer tür amplifikatörler fonksiyonlarına ya da çıkış özelliklerine göre sınıflandırılabilirler. Bu işlevsel tanımlar genellikle tamamnlanmış amplifikatör sistemlerine ya da sub sistemlerine ve nadiren de olsa bireysel aşamalara uygulanır.

Güç Amplifikatörü, kulaklık amplifikatörleri ya da konser alanda kullanılan amplifikatörlerdir. Tampon amplifikatörleri , yayıcı takip eden barındırabilen yüksek giriş empedansı sağlayabilen cihaz amplifikatörleridir. Genellikle bilgisayarlarda kullanılan özel bir çeşit amplfikatör, sinyal işlemesini ölçmede ve birçok farklı kullanımlara sahiptir. Bu amplifikatörler operasyonel amplifikatörler olarak adlandırılır. “operasyonel” kelimesi amplifikatörün devrede matematiksel algoritmik işlevlerde ya da sinyalleri işleyip farklı çıkış sinyalleri almasından gelir. Modern operasyonel amplifikatörler genellikle toplu devrelerde bulunurlar. Sıradan bir modern operasyonel amplifikatör farklı girişlere ve çıkışlara sahiptir. İdeal bir operasyonel amplifikatör aşağıdaki özelliklere sahiptir. Sonsuz giriş empedansı Sıfır çıkış empedansı Sonsuz gain Sıfır gecikme yayılması Bu özelliklere sahip olan bir operasyonel amplifikatörün performansı içeriklerinin oluşturduğu negatif geri besleme döngüsüne bağlıdır. Bu amplifikatörün kendisi çıkışı tek başına etkileyemez. Tüm dünyadaki operasyonel amplifikatörler yukarıda özelliği verilen ideal amplifikatörlere benzetilmeye çalışılmıştır.

Aşamalar arası çift yapma yöntemi

Amplifikatörler bazen giriş ve çıkışlarındaki sinyallerin çift olarak incelenmesiyle sınıflandırılır. Bunlardan farklı çeşitlerde olanları aşağıda belirtilmektedir:

Direnç gösterici- ve saklayıcı (LC) çift amplifikatörleri

Bu çeşit amplifikatörler seçici radyo dalgaları devrelerinde kullanılır.

Çevirici çift amplifikatörler

LC amplifikatörleriyle farkları bulunmaz.

Doğrudan çift amplifikatörler

Bu çeşit amplifikatörler vakum tüplü amplifikatörler arasında ortak değildir. Yani bu tarz amplifikatörler yalnızca gain elde etmek için kullanılırlar.

Frekans aralığı

Frekansa bağlı ve diğer özelliklere bağlı olarak amplifikatörler farklı amaçlara hizmet edecek şekilde tasarlanmıştır.

Güç amplifikatör sınıfları

Güç amplifikatörü devreleri (çıkış katları) analog tasarımları için A, B, AB ve C olarak sınıflandırılır, ve her giriş döngüsü (iletim açısı) oranına dayalı tasarımlar geçiş için sınıf D ve E,sırasında yükseltici cihaz akım geçer .İletim açısı görüntü sinüzoidal sinyalin amplifiye türetilmiştir. Cihaz, her zaman ise, iletken açısı 360 ° 'dir. Her döngünün sadece yarısı için ise, açısı 180 ° 'dir. Akış açısı yakından amplifikatör güç verimliliği ile ilgilidir.Çeşitli sınıflar daha aşağı bireysel başlıklar altında daha ayrıntılı bir tartışma ardından, aşağıda tanıtılmaktadır.

İletim açısı sınıfları

A sınıfı

A sınıfı amplifikatör

Giriş sinyallerinin %100 ü kullanılır

B sınıfı

B sınıfı amplifikatör
B sınıfı amplifikatör

Giriş sinyallerinin %50'si kullanılır.

AB sınıfı

AB sınıfı A ve B sınıfları için bir orta noktadır.

C Sınıfı

C sınıfı amplifikatör

%50'den daha az giriş sinyali kullanılır.

Ek sınıflar

Bu esas olarak bir önceki sınıfların varyasyonları vardır, ancak birçok yükseltici sınıfları vardır. Örneğin, sınıf ve sınıf-G-H amplifikatörler, giriş sinyalinin, aşağıdaki (sırasıyla, ayrı adımda veya sürekli bir şekilde,), besleme rayları değişimi ile işaretlenir. Aşırı gerilim minimumda tutulur gibi çıkış cihazları boşa ısı azalabilir. Bu raylar kendisi ile beslenir yükseltici bir sınıfı olabilir. Yükselticilerin Bu tür daha karmaşık ve esas olarak, çok yüksek güç birimleri gibi özel uygulamalar için kullanılır. Ayrıca, sınıf ve sınıf-E-F amplifikatörler genellikle geleneksel sınıfların etkinliği önemli olan bir radyo frekanslı uygulamalar için literatürde tarif edilmektedir, ancak çeşitli yönleri, ideal değerlerinden önemli ölçüde sapma. Bu sınıflar, yüksek verim elde etmek için, çıkış ağlarının kullanımı ve harmonik ayarlama nedeniyle iletim açılı özelliklerine C sınıfı bir alt kümesi olarak düşünülebilir.

A sınıfı

Sınıf giriş döngüsünün tüm aralığı üzerinden bir davranış yapan cihazlar amplifiye edilmesi. A sınıfı-A sınıfı kuvvetlendirici için bir operasyon biyaslanmaktadır çıkış aşamasında cihazlar tarafından ayırt edilir. Alt Sınıf A2 bazen normal bir sınıf A (A1, ızgara her zaman negatiftir) biraz daha fazla güç elde, ızgara sinyal doruklarına hafifçe pozitif tahrik izin vakum tüp sınıfı-A aşamaları başvurmak için kullanılır, ancak Bu yüksek bir bozulma düzeyini doğurur.

A sınıfıfın avantajları
A sınıfının dezavantajları
Tek çıkışlı ve triod A sınıf amplifikatörler

A sınıfı amplifikatörler tercih eden bazı hobi ayrıca çeşitli nedenlerden dolayı yerine transistörlerin termoiyonik vana (ya da "tüp") kullanımını tasarımları tercih etmelerinin nedenleri ise:

Transistörler çok daha ucuz ve daha fazla verimlilik vermesi için daha ayrıntılı tasarımlara sahiptir. A sınıfı amplifikatörler genellikle yüksek kalitedeki operasyonel amplifikatörlerin çıkış aşamasında kullanılır. Bazen ise ortalama güç veya az verimlilik ve yüksek fiyatlı ses güç amplifikatörleri olmak üzere kullanılır. Güç tüketimi çıkış gücünden bağımsızdır.

B Sınıfı

B sınıfı amplifikatörler yalnızca girişten gelen sinyallerin yarısını işleyebilirler. Yani büyük oranda bozulma üretirler fakat verimliliği A sınıfı amplifikatörlere göre çok daha fazla geliştirilmiştir. B sınıfı amplifikatörler transistör radyoları gibi pil işlemli cihazlarda kullanılırlar. B sınıfı amplifikatörlerin ölçülmüş en büyük teorik değeri %78.5 tir. Çünkü büyütme elemanlarının hepsi zamanın yarısında kapalı konuma geçer yani dışarıya güç aktarımında bulunulmaz. Tek bir B sınıfı elemanı pratikte nadiren bulunur. B sınıfı üyeleri kullanılan bir devre it-çek aşamasıdır.Tamamlayıcı ya da quasi-tamamlayıcı cihazlar girişteki diğer yarıyı büyütürler. Bu düzenleme harika bir verimlilik sağlar. İki yarısı olan bağlantı noktalarında bir diğer yarı diğeri bitene kadar çok fazla güç yüklemesi yapar. Bu atlama bozulması olarak adlandılır. Bu cihazlardaki bir gelişim ise cihazın kullanımda olmadığı durumda bile tamamen kapanmamasıdır. Bu AB operasyonu olarak adlandılır.

AB sınıfı

AB sınıfı amplifikatörler adına iyi bir uzlaşma olarak yaygın bir şekilde düşünülür.A sınıfı alanında olan ve büyütme işleminin çok iyi doğrulukta olması oğu zaman müzik sinyalleri yeterince iyidir. Yapılan tanımlamalara uygun olduğu gibi eğer bir alan yeterince geniş ve bu alandan çıkılıyorsa B sınıfının buna kıyasla ürettiği bozulma daha azdır. Ayrıca atlama bozulması negatif geri besleme kullanılarak ta azaltılabilir. AB sınıfı operasyonunda, her bir cihaz B sınıfında olduğu gibi diğer dalga formunu işler, ama küçük bir miktarı da diğer yarıya iletir. Bunun sonucu olarak iki cihazın aynı anda kapalı olan alan düşürülmüş olur. Bu sonuç iki cihazdaki dalga formlarının uyumlu olduğu anda, atlama bozulması büyük oranda azaltılmış ya da tümüyle yok edilmiş olur. Pasif akımın seçilmesi, cihazlarda sinyal olmadığı anda akımın cihazlara yönlenmesine ve yüksek miktarda bozulma elde edilmesini sağlar. AB sınıfı doğrusallık açısından bir kısım verimliliği B sınıfına göre feda eder, yani B sınıfına göre daha az verimli olur. Bu da verimliğiliğinin %78.5 den küçük olduğunu ifade eder. Lakin AB sınıfı amplifikatörler A sınıfına göre çok daha verimlidir.

C sınıfı

C sınıfı amplifikatörler %50'den daha az giriş sinyalini iletirler ve bozulma fazladır, ama verimlilik çok yüksek oranlara çıkabilir. %90'a kadar verimlilik mümkündür. C sınıfı amplifikatörlerin genel uygulanımı bozulmanın amplifikatörün değiştirilmiş yüklemesi tarafından yapıldığı ve tek bir sabit frekans taşımanın bulunduğu RF vericileridir. C sınıfı amplifikatörlerin iki çalışma şekli vardır: ayarlı ve ayarsız. Şema C sınıfındaki bir amplifikatörde ayarsız olan bir dalga formu göstermektedir. Bu ayarsız operasyon olarak adlandırılır, ve dalga formlarının analizi sinyalde aşırı bir bozulma olduğunu gösterir. Eğer düzgün bir yükleme olursa, iki şey olur. Bunlardan ilki ilk çıkışın eğilim seviyesi ortalama çıkış voltajına kenetlenir ve bunlar kaynak voltajına eşit olur. Bundan dolayı bu operasyona kenetleyici operasyon adı da verilir. Bu durum amplifikatörün tek kutuplu kaynağının olmasına karşın dalga formunun düzgün şeklini elde edibilmek için kullanılır. Bu olay ikinci bir fenomen ile doğrudan bağlantılıdır: merkezdeki frekansın dalga formu daha az bozulmaya başlar. Geri kalan bozulma ise bant değiştirilmiş yüklemedeki bant genişliğiyle bağlantılıdır. Değiştirilmiş devre bir frekans ile tınlama yapar, sabit taşıyıcı frekans, ve istenmeyen frekanslar ayıklanır ve istenen tüm sinyal değiştirilmiş yükleme tarafından çekilir. Amplifikatörün sinyal bant genişliği değiştirilen devrenin Q faktörü tarafından sınırlanır lakin bu sınırlama hesaba katılacak büyüklükte değildir. Arta kalan harmoniler daha farklı bir filtreleme sistemi kullanılarak silinebilir. Aktif elementler yalnızca boşaltma voltajı minimumken iletirler. Yani, Aktif cihazın dışarıya harcadığı güç en düşük seviyede olur, ve verimlilik artar. İdeal olarak, devrede olan voltaj sıfırken aktif elementten anlık bir akım geçer. Bu da %100 verimlilik sağlar. Lakin, gerçekte kullandığımız cihazlarda belirli bir tepe noktası bulunur ve bu noktanın bulunduğu yerden daha fazla akım geçemez. Ortalama bir cihazın verimliğiliği %60-%70 arasındadır.

D sınıfı

D sınıfı amplifikatörler aktif cihazlar elektronik anahtarlar olarak kullanılırlar. Analog olan sinyaller düzenleme ile dalgalı hale çevrilirler, dalga yoğunluğu düzenlemesi, delga-sigma düzenlemeleri amplifikatöre uygunlanmadan düzenlenirler.dalga için olan ortalama gücün zamanı analog sinyalle doğru orantılıdır. Yani büyütme işleminden sonra sinyaller analog sinyale geri çevrilebilir. Çıkış filtresinin amacnı dalgayı daha da düzleştirmek içindir. Ayrıca yüksek frekanslı dijital sprektrumdaki dalgaları da ortadan kaldırır. Çıkış sinyalindeki frekans giriş sinyalinden on ya da daha fazla kat daha büyüktür. D sınıfı bir amplifikatör kullanmanın genel avantajı verimli oluşudur. Çünkü çıkış frekansları sabitleşmiş bir büyüklüğe sahiptir ve değiştirme elemanları tamamen açılıp ya da tamamen kapanamaz. Bir MOSFET en düşük direnci en yüksek olduğu zamanda düzenlemek için kullanılır. Yani bu durumdayken cihaz dışarıya en az enerjiyi verir. Kendi eşdeğer sınıflarından AB ile karşılaştırıldığı zaman , D sınıfı bir amplifikatör diğer sınıflarına göre çok daha az miktarda dışarıya enerji salınımı yapar. Yani dirençten dolayı dışarı salınan ısı az olur ve amplifikatör uzun sürelerle çok daha verimli salınabilir. D sınıfı amplifikatörün bir diğer avantajı ise analogdan dijitale çeviren bir cihaz olmadan dijital kaynağı düzenleyebilme kapasitesine sahiptir. Ayrıca geniş bir frekans aralığında bu işlemi yapabilir. Yüksek kalitedeki D sınıfı ses amplifikatörü piyasalardalarda daha yeni satılmaya başlanmıştır. D sınıfı amplifikatörlerin tasarımlarından dolayı çoğu rakip şirket AB amplifikatörlerini kalite açasından daha kullanışlı görmüşlerdir. D sınıfı amplifikatörler ilk arabaların hoperlör sistemlerinde kullanılmaya başlanmıştır. Çünkü hoperlörler belirli bir dalga boyuna kadar sınırlandırılmıştır. D sınıfı amplifikatörler AB sınıfı amplifikatörlerle kıyaslama yapıldığında kısmen daha ucuzdur.

Ek sınıflar

E sınıfı

E sınıfı amplifikatör

E ve F sınıfı amplifkatörler yüksek derecede değiştirmesi olan güç amplifikatörleridir, sıradan kullanımı ise kısa zamanlamalarda değiştirmenin zor olduğu yüksek frekanslarda bu işi yapabilmeleridir. D sınıfı amplifikatörlerde daha önceden de söylendiği gibi , transistör LC devresi yardımıyla yüklemeye bağlanmıştır. Transistör açık olduğu zaman, seri olan LC devresi yardımıyla paralel olan ve topraklanmış olan paralel LC devresine bir akım iletir. Bu noktada transistörden geçen akım sıfırdır ve transistör kapalı konuma geçer. İki LC devresi de o anda enerji doldurulmuştur. Daha sonra seri LC devresi geri salınım yapar ve paralel LC devresindeki akımı karşılar. Yani tüm devre bitecek olan salınım yapar. E sınıfı amplifikatör alttaki akımı sıfır yapar ve devredeki direnci belirli bir seviyede tutar. Bu da transistördeki akımın ve voltajın birbirine simetrik olduğu anlamına gelir. Dörtleme çevirisi karmaşık LC ağlarının içinden yüklemeye doğru harmonik geçebileceğini söyler, her harmonik daha kıslamış ve yükselmiştir. E sınıfı önemli miktarda ikincil harmonik voltaj kullanır. İkincil voltaj keskin kenar ve sonsuz keskinlikle üst üste binmeyi azaltmak için kullanılabilir. Bunun çalışması için, ikincil harmonikteki enerjinin transistördeki yüklemeye akması gerekir, ve bunu devrede görünür kılabilecek hiçbir kaynak yoktur. Gerçekte, impedans çoğunlukla reaktif ve bunun E ve F sınıfı amplifikatörlerdeki tek sebebi ise amplifikatörün ok fazla basitleştirilmiş yükleme ağının olmasıdır. Yani amplifikatör bu kusurlarla baş etmelidir. Çoğu E sınıfı amplifikatörlerin amatör canlandırmalarında, keskin akım köşeleri E sınıfı için motivasyonu sıfırlıyor olarak kabul edilmektedir transistörlerin yanlarındaki frekans ölçümleri simetrik eğriler göstermektedir,bu eğriler F sınıfı amplifikatörler canlandırmalarıyla çok benzerlerdir. E sınıfı amplifikatörler ilk olarak 1972 de Nathan O. Sokal ve Alan D Sokal tarafından icat edilmiştir, ve detayları 1975 te basılmıştır. Bu tarz amplifikatörlerle ilgili yapılmış olan daha önceki açıklamalar Rusça olarak yapılmıştır.

F sınıfı

İt-çek amplifikatörlerinde ve CMOS olan cihazlarda, transistörün harmonikleri önlenmiştir. Yapılan deneyler kare dalgaların bu amplifikatörler tarafından üretilebileceğini göstermiştir. Teorik olarak kare dalgalar sadece tek harmonikler içerirler. D sınıfı bir amplifikatörün çıkış filtresi tüm harmonikleri engeller. Yani harmonikler açık bir yükleme görürler. Harmoniklerdeki küçük akımlar bile voltaj kare dalgası üretmek için yeterlidir. Akım filtreye uygulanan voltajın fazındadır, ama transistördeki voltaj bu fazın dışındadır. Yani, transitörden geçen akım ve transistörden geçen voltaj atarsında küçültülmüş bir üst üste binme vardır. D sınıfında, transistörler ve yükleme iki ayrı modülde bulunurken,F sınıfı transistöründeki parazitik kusurları kabul eder ve bu kusurları daha iyi getirebilmek için harmoniğinde yüksek empedans bulunur. Tabiki sınırlı bir transistör üstünden geçen sınırlı bir voltaj vardır. Çünkü kombine olmuş iki transistörden de geçen akım çoğunlukla ilk harmoniktedir, ve sinüs gibi görünür. Bu da karenin ortasındaki maksimum akım akmak zorundadır. Yani kesimiş frekansından altında ve üstündekini de yansıtır. Kesilmiş frekansın altında uzanan herhangi bir frekans kendinin ikinci harmoniğine büyütülebilir, ve bu oktav bant genişliğidir. Bir diğer taraftan,geniş bir indüktansı olan ve düzenlebilir bir kapasitansı olan indüktif ve kapasitif seriler uygulama açısından daha kolaydır. Görev çemberini 0.5 in altına düşürerek, çıkış büyüklüğü düzenlenebilir. F sınıfı sinüs ya da kare dalga olarak ifade edilebilir, sinüs için giriş bir indüktör tarafından gaini arttırmak için düzenlenebilir. Eğer F sınıfı tek transistörlü bir sisteme uygulanırsa, filtre harmoniği kısaltmak için karmaşıklaşır. Tüm önceki tasarım üst üste binmeyi en aza indirmek için keskin kenarlar kullanırlar.

G ve H sınıfları

Ray voltajı düzenlemesi
Klasik bir H amplifikatörü şeması

Amplifiktör tasarımlarında çok fazla çeşit bulunmaktadır. Bunların bazılarının temel amacı bozulmayı minimuma indirip çok yüksek verimlilikler elde etmektir. Çoğu tasarım geniş ses amplifikatörlerinde yaygındır. G ve H terimleri farklı tasarımların değiştirilebilirliğini göstermek için, tanımlarında değişim göstermektedir. G sınıfı amplifikatörler AB sınıfı amplifikatörlerden çok daha verimlidir. Bu amplifikatörler farklı voltajlarda birkaç güç rayı sağlarlar ve voltajlar ve bunların arasındaki anahtar sinyal çıkışı seviyesi olarak kullanılır. Yani, amplifikatör çıkış transistörlerindeki dışarı atılan gücün düşürülmesiyle verimlileştirilebilir. H sınıfı amplifikatörler G sınıfından aldığı fikri bir adım ileri götürerek sonsuz değişken kaynak rayı kurmuşlardır. Bu olay kaynak raylarını düzenleyerek gerçekleşmiştir, ve bunun gerçekleşmesi herhangi bir zamandaki raylardaki voltajın çıkış voltajından birkaç volt daha yüksek olması için olmuştur.Çıkış aşaması maksimum verimliliğini her zaman düzenler. Değiştirilmiş mod güç kaynakları izlenen ray yaratmak için kullanılabilir. Gözle görülür bir verimlilik kazanamı bu şekilde elde edilebilir, ama daha karmaşık bir kaynağın sakıncasıyla ve azaltılmış THD performansıyla sağlanır. Yaygın tasarımlarda, 10 volt gibi bir voltaj düşüşü H sınıfı devrelerinin çıkış transistörlerinde korunur. Büyütme işleminin diğer düzenlemeleri mümkündür, ama verilenler anlaşılması en kolay ve pratikte uygulanması en kolay cihazlardır. Eğer büyütme üyeleri doğrusal ise, çıkış girişin tam bir kopyasıdır sadece daha büyük ve ters çevrilmiş şekildedir. Pratik olarak, transistörler doğrusal değildir, ve çıkış girişe aşağı yukarı yakındır. Birkaç kaynaktan olan doğrusal olmayışlık amplifikatördeki bozulmadır. Amplifikatör çeşitleri (A,B,AB ya da C) büyütme işleminin nasıl bir şekilde taraflı olduğuna bağlıdır. Herhangi bir gerçek amplifikatör ideal bir amplifikatöre göre pek tabiki kusurludur.

Doherty amplifikatörleri

Doherty melez bir konfigürasyondur, ve ilgi çekicidir. İlk olarak 1934 te William H. Doherty tarafından Bell Labaratuarları için icat edilmiştir. Doherti amplifikatörleri B ve C sınıfı amplifikatörleri barındırır. Girişn sinyali geçmek için iki amplifikatöre yayılıri ve ağ toplamlarının çıkış sinyallerinin kombine edilmesinden oluşur. Düşük sinyal seviyelerinin olduğu periotlarda, B sınıfı amplifikatörü C sınıfı amplifikatör üstünde verimli bi ielilde çalışır ve çok küçük bir güç harcar. Yüksek sinyal seviyelerinin olduğu periyotlarda, B sınıfı amplifikatör maksum gücünü verir ve C sınıfı amplifikatör maksimum gücüne kadar olan gücü verir.AM verci tasarımının verimi düzenlemesiyle doğru orantılıdır, fakat ortalama bir düzenleme olan %20 ile, vericinin verimliliği %50 den daha azdır. Doherty nin tasarımında, hiç düzenleme olmasa bile verici en az %60 verimliliğe sahiptir. Western Electric'in başarılı kişisi olarak, Doherty konsepti Continental Electronics'e göre işlenmiş olarak düşünülebilir. Nihai işlenme Jospeh B. Sainton tarafından icat olmuş ekran şebekesi düzenlemesiydi.Sainton amplifikatöründe C sınıfı birincil bir taşıyıcı vardır. Aşamalar birbnirinden ayrılmış ve birbirine 90 derece ile bakan faz kaymaları bulunan ağlardan oluşmuştur. Düzenlenmemiş radyo frekans taşıyıcısı iki tüpteki şebekelere uygulanır. Taşıyıcı düzenlenmesi iki tüpteki ekran şebekelerine uygulanır. Tepe tüpleri ve taşıyıcıların ayrım noktası farklıdır. İki tüp C sınıfı içinde düzenleme yaparken, verimlilikteki büyük bir gelişim son aşamasında başarılmıştır. Ek olarak, Tetrod taşıyıcı ve tepe tüpleri çok küçük miktarda sürüş gücüne ihtiyaç duyarken, büyük bir miktarda gelişim de aynı anda başarılmıştır. Sainton amplifikatörünün piyasaya sürülmüş versiyonu katod izleyici işlemcisi bulundurur, ve it çek işlemcisi değildir. Doherty amplifikatörü çok yüksek güç AM vericilerini sürdürür, ama daha düşük güç AM vericileri için, vakum tüp amplifikatörleri 80'lerde olan amplifikatörleri gölgede bırakmıştır. Son zamanlarda, Doherty amplifikatörleri hücresel temel istasyon vericilerinde çok geniş bir şekilde yayılmıştır.

Uygulama

Amplifikatörler aktif üyeler kullanılarak aşağıdaki gibi farklı çeşitlerde uygulanmıştır:

Uygulamalar üstündeki notlar

Bunun bir sonucu ise güç sağlayıcısın kendisi çıkışı etkileyebilir, ve kendisi amplifikatör tasarımında göz önüne alınmalıdır. Bir güç amplifikatörü etkili olarak güç düzenleyicisi kontrollü bir giriş sinyalidir. Amplifikatör devresi açık bir döngü performansına sahiptir, bu birkaç parametre tarafından açıklanabilir. Birçok modern amplifikatör negatif geri besleme tekniklerini gaşnş beklenen seviyede tutmak ve bozulmayı düşük tutmak için kullanır. Negatif döngü geri beslemesi sönümlü hoperlör hareketinden etkilenmeye eğilimlidir ve mekanik olan bu hareket hoperlörün performansını belirler. Belirleme oranının kullanıldığı amplifikatör güç çıkışları yükleme kullanmak için çok uygundur, sinyalin formu yani konuşma ya da müzik dinamik aralığı belirler. Yüksek güçlü ses uygulamalarının olduğu durumlarda yükleme için uzun kablolar gerekir, sinemalar bunun en önemli örneklerinden biridir. Dengesizliği ya da aşırı ısınmayı önleyebilmek için katı halli amplifikatörler için ilgi gerekir. Çünkü birçok amplifikatör oranlı bir yüklü empedansa sahiptir. Tüm amplifikatörler elektriksel nedenlerden yani dirençlerden geçen akım yüzünden dılarıya ısı yayarlar. Ayrıca ısı elektronik aletlerin çalışma şekillerini etkileyeceklerinden aşırı ısınma bir sistemi bozabilir ve bunun için bazı soğutma sistemleri gerekebilir.

This article is issued from Vikipedi - version of the 12/15/2016. The text is available under the Creative Commons Attribution/Share Alike but additional terms may apply for the media files.