เราได้พูดคุยกันแล้ว คลาสและการจำแนกประเภทของเพาเวอร์แอมป์ ในบทความก่อนหน้านี้ของเรา วงจรขยายกำลังใช้ในการส่งกำลังสูงเพื่อขับเคลื่อนโหลดเช่นเดียวกับลำโพง เพาเวอร์แอมป์ถูกจัดประเภทตามโหมดการทำงานซึ่งเป็นส่วนของวงจรอินพุตที่คาดว่ากระแสของคอลเลกเตอร์จะไหล บนพื้นฐานนี้เพาเวอร์แอมป์ถูกจัดประเภทตามที่ระบุด้านล่าง ในบทความนี้เราจะพูดถึงเครื่องขยายเสียง Class A โดยละเอียด
- เพาเวอร์แอมป์คลาส A
- เพาเวอร์แอมป์คลาส B
- เพาเวอร์แอมป์คลาส C
- เพาเวอร์แอมป์คลาส AB
- เพาเวอร์แอมป์ Class D, E, G, S, T (การสลับเพาเวอร์แอมป์)
โดยทั่วไปเพาเวอร์แอมป์ (สัญญาณขนาดใหญ่) จะใช้ในขั้นตอนเอาต์พุตของระบบขยายเสียงเพื่อขับเคลื่อนโหลดลำโพง ลำโพงทั่วไปมีอิมพีแดนซ์ระหว่าง4Ωถึง8Ωดังนั้นเพาเวอร์แอมป์จึงต้องสามารถจ่ายกระแสไฟสูงสุดที่จำเป็นในการขับลำโพงอิมพีแดนซ์ต่ำได้
เพาเวอร์แอมป์คลาส A
ในแอมพลิฟายเออร์คลาส A หากกระแสของคอลเลกเตอร์ไหลตลอดเวลาระหว่างวงจรอินพุตเต็มวงจรเพาเวอร์แอมป์จะเรียกว่าเพาเวอร์แอมป์คลาส A ใช้น้อยกว่าสำหรับขั้นตอนการส่งออกพลังงานที่สูงขึ้นเนื่องจากมีประสิทธิภาพต่ำ
วัตถุประสงค์ของคลาส A ไบแอสคือการทำให้แอมพลิฟายเออร์ค่อนข้างปราศจากสัญญาณรบกวนโดยการทำให้รูปคลื่นสัญญาณอยู่นอกพื้นที่ระหว่าง 0v ถึง 0.6v โดยที่คุณสมบัติอินพุตของทรานซิสเตอร์ไม่เป็นเชิงเส้น
การออกแบบเครื่องขยายเสียง Class A ทำให้เกิดเครื่องขยายเสียงเชิงเส้นที่ดี แต่ส่วนใหญ่ผลิตโดย เครื่องขยายเสียง สูญเสียไปในรูปของความร้อน เนื่องจากทรานซิสเตอร์ในแอมพลิฟายเออร์คลาส A มีการเอนเอียงไปข้างหน้าตลอดเวลาจึงมีกระแสเพียงเล็กน้อยที่จะไหลผ่านแม้ว่าจะไม่มีสัญญาณอินพุตก็ตามและนี่คือสาเหตุหลักที่ทำให้ประสิทธิภาพไม่ดี แผนภาพวงจรของเพาเวอร์แอมป์คลาส A แบบคู่ตรงแสดงในรูปด้านล่าง
Transformer ควบคู่เครื่องขยายเสียง Class A
วงจรที่แสดงด้านบนเป็นแอมพลิฟายเออร์ Class A ที่เชื่อมต่อโดยตรง เครื่องขยายเสียงที่โหลดคู่กับเอาต์พุตของ ทรานซิสเตอร์ การใช้หม้อแปลงเรียกว่าเครื่องขยายเสียงคู่โดยตรง
การใช้เทคนิคการมีเพศสัมพันธ์ของหม้อแปลงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องขยายเสียงได้ในระดับมาก หม้อแปลงข้อต่อให้การจับคู่อิมพีแดนซ์ที่ดีระหว่างโหลดและเอาต์พุตและเป็นเหตุผลหลักที่อยู่เบื้องหลังประสิทธิภาพที่ดีขึ้น
โดยทั่วไปกระแสจะไหลผ่านโหลดตัวต้านทานซึ่งจะทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน DC ในนั้น เป็นผลให้ไฟฟ้ากระแสตรงนี้กระจายไปในโหลดในรูปแบบของความร้อนและไม่ส่งผลต่อไฟ AC เอาต์พุตใด ๆ
ดังนั้นจึงไม่แนะนำให้ส่งกระแสผ่านอุปกรณ์เอาท์พุต (เช่น: ลำโพง) โดยตรง
ด้วยเหตุนี้การจัดเรียงพิเศษโดยใช้หม้อแปลงที่เหมาะสมสำหรับการเชื่อมต่อโหลดกับเครื่องขยายเสียงตามที่ระบุในวงจรข้างต้น
วงจรนี้มีตัวต้านทานตัวแบ่งที่เป็นไปได้ R1 & R2 ตัวต้านทานแบบไบซิงและอิมิตเตอร์บายพาส Re ใช้สำหรับการรักษาเสถียรภาพของวงจร ตัวเก็บประจุบายพาสตัวปล่อย CE และตัวต้านทานตัวปล่อย Re เชื่อมต่อแบบขนานเพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ
ตัวเก็บประจุอินพุต Cin ( Coupling Capacitor ) ใช้เพื่อจับคู่แรงดันสัญญาณอินพุต AC กับฐานของทรานซิสเตอร์และบล็อก DC จากขั้นตอนก่อนหน้า
ถึง หม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step-down ให้อัตราส่วนการหมุนที่เหมาะสมเพื่อจับคู่ตัวสะสมอิมพีแดนซ์สูงกับโหลดอิมพีแดนซ์ต่ำ
การจับคู่ความต้านทานของเครื่องขยายเสียง Class A
การจับคู่ความต้านทาน สามารถทำได้โดยทำให้อิมพีแดนซ์เอาท์พุตของแอมพลิฟายเออร์เท่ากับอิมพีแดนซ์อินพุตของโหลด นี่เป็นหลักการสำคัญสำหรับการถ่ายโอนกำลังสูงสุด (ตามทฤษฎีบทการถ่ายโอนกำลังสูงสุด)
ที่นี่การจับคู่อิมพีแดนซ์สามารถทำได้โดยการเลือกจำนวนรอบของหลักเพื่อให้อิมพีแดนซ์สุทธิเท่ากับอิมพีแดนซ์เอาต์พุตของทรานซิสเตอร์และเลือกจำนวนรอบของรองเพื่อให้อิมพีแดนซ์สุทธิเท่ากับอิมพีแดนซ์อินพุตของลำโพง
ลักษณะเอาต์พุตของเพาเวอร์แอมป์คลาส A
จากรูปด้านล่างเราสามารถสังเกตได้ว่าจุด Q วางอยู่ตรงกลางของสายโหลด AC และทรานซิสเตอร์จะดำเนินการทุกจุดในรูปคลื่นอินพุต ประสิทธิภาพสูงสุดตามทฤษฎีของเพาเวอร์แอมป์คลาส A คือ 50%
ลักษณะเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง Class A - สายโหลด AC
ในทางปฏิบัติด้วยการเชื่อมต่อแบบ capacitive และโหลดอุปนัย (ลำโพง) ประสิทธิภาพจะลดลงต่ำถึง 25% ซึ่งหมายความว่า 75% ของกำลังที่แอมพลิฟายเออร์ดึงมาจากสายจ่ายจะสูญเปล่า
พลังงานที่สูญเสียไปส่วนใหญ่จะสูญเสียไปในรูปแบบของความร้อนบนองค์ประกอบที่ใช้งานอยู่ (ทรานซิสเตอร์) ด้วยเหตุนี้เพาเวอร์แอมป์ Class A ที่ใช้พลังงานปานกลางก็ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟขนาดใหญ่และฮีทซิงค์ขนาดใหญ่
ข้อดีและข้อเสียของแอมพลิฟายเออร์ Class A ที่เชื่อมต่อโดยตรง
เราใช้เพาเวอร์แอมป์เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆขึ้นอยู่กับข้อ จำกัด เพาเวอร์แอมป์แต่ละคลาสทุกตัวมีข้อดีและข้อเสียตามความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพ
ข้อดีของเครื่องขยายเสียง Class A
- มีความเที่ยงตรงสูงเนื่องจากเอาต์พุตแบบจำลองที่แน่นอนของสัญญาณอินพุต
- มีการปรับปรุงการตอบสนองความถี่สูงเนื่องจากอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่เปิดแบบเต็มเวลากล่าวคือไม่ต้องใช้เวลาในการเปิดอุปกรณ์
- ไม่มีการบิดเบือนครอสโอเวอร์เนื่องจากอุปกรณ์ที่ใช้งานดำเนินการสำหรับวงจรทั้งหมดของสัญญาณอินพุต
- การกำหนดค่าแบบ single end สามารถทำได้อย่างง่ายดายและเป็นจริงในแอมป์คลาส A
ข้อเสียของเครื่องขยายเสียง Class A
- เนื่องจากแหล่งจ่ายไฟและชุดระบายความร้อนขนาดใหญ่แอมพลิฟายเออร์คลาส A จึงมีราคาแพงและมีขนาดใหญ่
- มีประสิทธิภาพต่ำ
- เนื่องจากการตอบสนองความถี่ของการมีเพศสัมพันธ์ของหม้อแปลงไม่ดีเท่า
การใช้งานเครื่องขยายเสียง Class A
- แอมพลิฟายเออร์ Class A เหมาะสำหรับระบบดนตรีกลางแจ้งมากกว่าเนื่องจากทรานซิสเตอร์จะสร้างรูปคลื่นเสียงทั้งหมดโดยไม่ต้องตัดออก เป็นผลให้เสียงมีความชัดเจนและเป็นเส้นตรงมากขึ้นกล่าวคือมีระดับความผิดเพี้ยนต่ำกว่ามาก
- โดยปกติจะมีขนาดใหญ่มากหนักและผลิตพลังงานความร้อนได้เกือบ 4-5 วัตต์ต่อหนึ่งวัตต์ ดังนั้นจึงร้อนมากและต้องการการระบายอากาศมาก ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับรถยนต์และไม่ค่อยเป็นที่ยอมรับในบ้าน
หวังว่าทุกท่านจะชอบบทความนี้ สำหรับข้อสงสัยข้อเสนอแนะหรือ โครงการอิเล็กทรอนิกส์ล่าสุด ข้อมูลโปรดแสดงความคิดเห็นด้านล่าง เรายินดีรับคำแนะนำของคุณเสมอ
