คลาสและการจำแนกประเภทของเครื่องขยายเสียงพร้อมการใช้งาน

ในช่วงก่อนหน้านี้ก่อนการประดิษฐ์ของ เครื่องขยายเสียงอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครโฟนคาร์บอนคู่ถูกใช้เป็นแอมพลิฟายเออร์หยาบในตัวทวนสัญญาณโทรศัพท์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชิ้นแรกที่ขยายได้จริงคือหลอดสุญญากาศ Audion ซึ่งคิดค้นโดย Lee De Forest ในปี พ.ศ. 2449 คำว่าแอมพลิฟายเออร์และการขยายสัญญาณมาจากคำภาษาละตินว่าขยายหรือขยาย หลอดสูญญากาศเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยลดความซับซ้อนเพียง 40 ปีและครองตำแหน่งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ถึงปี 1947 เมื่อใด BJT คนแรก อยู่ในตลาดได้ก่อให้เกิดการปฏิวัติอีกครั้งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาเครื่องแรกเช่นวิทยุทรานซิสเตอร์ที่พัฒนาขึ้นในปี พ.ศ. 2497 บทความนี้กล่าวถึงคลาสและการจำแนกประเภทของเครื่องขยายเสียง

เครื่องขยายเสียงและการจำแนกประเภทของเครื่องขยายเสียงคืออะไร?

เพียงแค่เครื่องขยายเสียงเรียกว่าเป็นแอมป์ เครื่องขยายเสียงเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้เพื่อเพิ่มสัญญาณของกระแสไฟฟ้าแรงดันและกำลังไฟฟ้า ฟังก์ชั่นของเครื่องขยายเสียงคือการใช้พลังงานจาก แหล่งจ่ายไฟ และระดับความสูงที่ยาวขึ้นจะควบคุมสัญญาณเอาต์พุตโดยใช้สัญญาณอินพุต แอมพลิฟายเออร์ปรับการออกของแหล่งจ่ายไฟขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสัญญาณอินพุต เครื่องขยายเสียงค่อนข้างตรงข้ามกับตัวลดทอนถ้าเครื่องขยายเสียงให้อัตราขยายดังนั้นตัวลดทอนจึงให้การสูญเสีย เครื่องขยายเสียงยังเป็นส่วนที่ไม่ต่อเนื่องของ วงจรไฟฟ้า ซึ่งต่อกับอุปกรณ์อื่น

เครื่องขยายเสียง

เครื่องขยายเสียงใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด เครื่องขยายเสียงสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ อันแรกคือความถี่ของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ที่ได้รับการปรับปรุง ตัวต่อไปคือเครื่องขยายเสียงและขยายสัญญาณในช่วงน้อยกว่า 20 kHz และเครื่องขยายสัญญาณ RF จะขยายช่วงความถี่วิทยุตั้งแต่ 20 kHz ถึง 300 KHz ประการสุดท้ายคือคุณภาพของกระแสไฟฟ้าและกำลังขยายแรงดันไฟฟ้า

แอมพลิฟายเออร์มีหลายประเภท ได้แก่ แอมพลิฟายเออร์ปัจจุบันแอมพลิฟายเออร์แรงดันไฟฟ้าหรือแอมพลิฟายเออร์ทรานส์คอนดัคแตนซ์และแอมป์ต้านทานการแปลง ปัจจุบันแอมพลิฟายเออร์ส่วนใหญ่ที่ใช้ในตลาดเป็นทรานซิสเตอร์ แต่หลอดสุญญากาศก็ใช้ในแอพพลิเคชั่นบางตัวเช่นกัน

การจำแนกประเภทของเครื่องขยายเสียง

การจำแนกประเภทของเครื่องขยายเสียง จะแสดงดังต่อไปนี้

• ตัวแปรอินพุตและเอาต์พุต
• เทอร์มินัลทั่วไป
• ฝ่ายเดียวและทวิภาคี
• การเปลี่ยนกลับและไม่กลับด้าน
• วิธีการเชื่อมต่อระหว่างเวที
• ช่วงความถี่
• ฟังก์ชัน

ตัวแปรอินพุตและเอาต์พุต

เครื่องขยายเสียงอิเล็กทรอนิกส์ใช้ตัวแปรเดียวเช่นกระแสหรือแรงดันไฟฟ้า อาจเป็นกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าสามารถใช้ในอินพุตหรือในเอาต์พุตได้ เครื่องขยายเสียงมีสี่ประเภทและขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาที่ใช้ในการวิเคราะห์เชิงเส้น

เทอร์มินัลทั่วไป

การจำแนกประเภทของเครื่องขยายเสียงขึ้นอยู่กับขั้วอุปกรณ์ซึ่งเป็นเรื่องปกติของวงจรอินพุตและเอาต์พุต ในทรานซิสเตอร์ Bipolar Junction มีสามคลาส ได้แก่ ตัวปล่อยทั่วไปฐานทั่วไปและตัวสะสมทั่วไป ในกรณีของ ทรานซิสเตอร์สนามผล มันมีการกำหนดค่าที่สอดคล้องกันเช่นแหล่งที่มาทั่วไปประตูทั่วไปและท่อระบายน้ำทั่วไป ตัวปล่อยทั่วไปเป็นตัวขยายสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ระหว่างฐานและตัวปล่อยบ่อยที่สุด สัญญาณอินพุตอยู่ระหว่างตัวเก็บรวบรวมและตัวปล่อยกลับด้านซึ่งสัมพันธ์กับอินพุต วงจรตัวรวบรวมทั่วไปเรียกว่าเป็นผู้ติดตามตัวปล่อยผู้ติดตามต้นทางและผู้ติดตามแคโทด

ฝ่ายเดียวและทวิภาคี

แอมพลิฟายเออร์ที่เอาต์พุตไม่แสดงผลตอบกลับไปยังด้านอินพุตเรียกว่าเป็นด้านเดียว แอมพลิฟายเออร์ข้างเดียวของอิมพีแดนซ์อินพุตไม่ขึ้นกับโหลดและอิมพีแดนซ์เอาต์พุตเป็นอิมพีแดนซ์ของแหล่งสัญญาณอิสระ

เครื่องขยายเสียงที่ใช้ข้อเสนอแนะเพื่อเชื่อมต่อส่วนหนึ่งของเอาต์พุตกลับไปยังอินพุตเรียกว่าเป็นเครื่องขยายเสียงทวิภาคี อิมพีแดนซ์อินพุตของแอมพลิฟายเออร์ทวิภาคีขึ้นอยู่กับโหลดและอิมพีแดนซ์เอาต์พุตของอิมพีแดนซ์ต้นทาง แอมพลิฟายเออร์เชิงเส้นข้างเดียวและทวิภาคีแสดงเป็นเครือข่ายพอร์ตสองพอร์ต

Inverting และ Non-Inverting

ในสิ่งนี้การจำแนกประเภทของเครื่องขยายเสียงใช้ความสัมพันธ์เฟสของสัญญาณอินพุตกับสัญญาณเอาต์พุต แอมพลิฟายเออร์กลับด้านให้เอาต์พุต 180 องศานอกเฟสพร้อมกับสัญญาณอินพุต

แอมพลิฟายเออร์ที่ไม่กลับด้านต่อเนื่องเฟสของรูปคลื่นสัญญาณอินพุตและอีซีแอลเป็นแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่กลับด้าน ตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าเรียกว่าเป็นแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่กลับด้านและมีค่าเอกภาพ

วิธีการเชื่อมต่อระหว่างเวที

เครื่องขยายเสียงประเภทนี้จำแนกโดยใช้วิธีการต่อสัญญาณที่อินพุตเอาต์พุตและระหว่างขั้นตอน มีวิธีการหลายประเภทในเครื่องขยายสัญญาณการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างเวที

• Resistive-capacitive coupling amplifier
• แอมพลิฟายเออร์การมีเพศสัมพันธ์แบบเหนี่ยวนำ - คาปาซิทีฟ
• แอมพลิฟายเออร์การมีเพศสัมพันธ์ที่เปลี่ยนรูป
• เครื่องขยายเสียงแบบมีเพศสัมพันธ์โดยตรง

คลาสของเครื่องขยายเสียง

มีคลาสของแอมพลิฟายเออร์ประเภทต่างๆที่กล่าวถึงต่อไปนี้

• เครื่องขยายเสียง Class A
• เครื่องขยายเสียงคลาส B
• เครื่องขยายเสียง Class C
• เครื่องขยายเสียง Class D
• เครื่องขยายเสียงคลาส AB
• เครื่องขยายเสียง Class F
• เครื่องขยายเสียง Class S
• เครื่องขยายเสียง Class R

เครื่องขยายเสียง Class A

เครื่องขยายเสียงคลาส A เป็นเครื่องขยายเสียงที่ออกแบบมาอย่างเรียบง่ายและเครื่องขยายเสียงนี้ส่วนใหญ่ใช้เครื่องขยายเสียงทั่วไป โดยทั่วไปแอมพลิฟายเออร์คลาส A เป็นแอมพลิฟายเออร์คลาสที่ดีที่สุดเนื่องจากมีระดับความผิดเพี้ยนต่ำ เครื่องขยายเสียงนี้ดีที่สุดในระบบเสียงและในระบบเสียงส่วนใหญ่ใช้เครื่องขยายเสียงคลาส A แอมพลิฟายเออร์คลาส A ถูกสร้างขึ้นโดยอุปกรณ์สเตจเอาต์พุตซึ่งเอนเอียงสำหรับการดำเนินการคลาส A โดยการเปรียบเทียบแอมพลิฟายเออร์คลาสอื่น ๆ กับแอมพลิฟายเออร์คลาส A จะมีความเป็นเชิงเส้นสูงสุด

เครื่องขยายเสียง Class A

เพื่อให้ได้ความเป็นเชิงเส้นสูงและได้รับในแอมพลิฟายเออร์คลาส A เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์คลาส A ควรเอนเอียงตลอดเวลา ดังนั้นเครื่องขยายเสียงจึงกล่าวได้ว่าเป็นเครื่องขยายเสียงคลาส A กระแสไฟฟ้าในอุดมคติของสัญญาณศูนย์ในขั้นตอนการส่งออกควรมีค่าเท่ากับหรือมากกว่ากระแสโหลดสูงสุดที่จำเป็นเพื่อผลิตสัญญาณจำนวนมากขึ้น

ข้อดี

• ช่วยขจัดความผิดเพี้ยนที่ไม่ใช่เชิงเส้น
• มีแรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมต่ำ
• ไม่ต้องการการชดเชยความถี่ใด ๆ
• ไม่มีการบิดเบือนข้ามและสลับ
• มีความเพี้ยนของฮาร์มอนิกต่ำในเครื่องขยายแรงดันและกระแส

ข้อเสีย

• หม้อแปลงที่ใช้ในเครื่องขยายเสียงนี้มีจำนวนมากและมีราคาสูง
• ข้อกำหนดของทรานซิสเตอร์ที่เหมือนกันสองตัว

เครื่องขยายเสียงคลาส B

แอมพลิฟายเออร์คลาส B คือครึ่งบวกและลบของสัญญาณที่จัดสรรให้กับส่วนต่างๆของวงจรและอุปกรณ์เอาต์พุตจะเปิดและปิดอย่างต่อเนื่อง แอมพลิฟายเออร์คลาส B พื้นฐานใช้ในทรานซิสเตอร์เสริมสองตัวซึ่ง ได้แก่ FET และไบโพลาร์ ทรานซิสเตอร์สองตัวนี้ของรูปคลื่นครึ่งหนึ่งที่มีเอาต์พุตได้รับการกำหนดค่าในการจัดเรียงแบบผลักดึง ดังนั้นแอมพลิฟายเออร์แต่ละตัวมีเพียงครึ่งหนึ่งของรูปคลื่นเอาท์พุต

เครื่องขยายเสียงคลาส B

ในแอมพลิฟายเออร์คลาส B หากสัญญาณอินพุตเป็นบวกดังนั้นทรานซิสเตอร์ที่มีอคติเชิงบวกและทรานซิสเตอร์เชิงลบจะปิด หากสัญญาณอินพุตเป็นลบทรานซิสเตอร์บวกจะปิดและทรานซิสเตอร์เอนเอียงเชิงลบจะเปิดขึ้น ดังนั้นทรานซิสเตอร์จะดำเนินครึ่งหนึ่งของเวลาไม่ว่ามันจะเป็นครึ่งรอบบวกหรือลบของสัญญาณอินพุต

ข้อดี

• ความผิดเพี้ยนจำนวนหนึ่งในวงจรให้เอาต์พุตต่ออุปกรณ์มากขึ้นเนื่องจากไม่มีฮาร์มอนิกแม้แต่น้อย
• การใช้ระบบ push-pull ในแอมพลิฟายเออร์คลาส B จะกำจัดฮาร์มอนิกที่สม่ำเสมอ

ข้อเสีย

• ในเครื่องขยายเสียงคลาส B มีความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกสูง
• ในเครื่องขยายเสียงนี้ไม่จำเป็นต้องมีอคติในตัวเอง

การใช้งาน

• แอมพลิฟายเออร์คลาส B ใช้ในการออกแบบต้นทุนต่ำ
• เครื่องขยายเสียงนี้มีความสำคัญมากกว่าเครื่องขยายเสียงคลาส A
• แอมพลิฟายเออร์คลาส B มีความผิดเพี้ยนไม่ดีหากระดับสัญญาณต่ำ

เครื่องขยายเสียง Class AB

คลาส AB คือการรวมกันของเครื่องขยายเสียงคลาส A และคลาส B กำลังใช้เครื่องขยายเสียงคลาส AB โดยทั่วไปในเครื่องขยายกำลังเสียง . จากแผนภาพทรานซิสเตอร์สองตัวมีแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยซึ่งอยู่ที่ 5 ถึง 10% ของกระแสไฟฟ้าที่หยุดนิ่งและไบอัสทรานซิสเตอร์อยู่เหนือจุดตัด จากนั้นอุปกรณ์อาจเป็น FET หรือไบโพลาร์จะเปิดนานกว่าครึ่งหนึ่งของรอบ แต่น้อยกว่าหนึ่งรอบของสัญญาณอินพุตเต็ม ดังนั้นในแอมพลิฟายเออร์คลาส AB การออกแบบทรานซิสเตอร์แบบพุชพูลแต่ละตัวจะดำเนินการมากกว่าครึ่งรอบของการนำไฟฟ้าในคลาส B เล็กน้อย แต่น้อยกว่าวงจรการนำไฟฟ้าทั้งหมดของคลาส A

เครื่องขยายเสียง Class AB

มุมการนำของเครื่องขยายเสียง Class AB อยู่ระหว่าง 1800 ถึง 3600 ซึ่งขึ้นอยู่กับจุดอคติ ข้อได้เปรียบของแรงดันไบแอสขนาดเล็กคือการให้ความต้านทานแบบอนุกรมและไดโอด

ข้อดี

• คลาส AB มีพฤติกรรมเชิงเส้น
• การออกแบบเครื่องขยายเสียงนี้ง่ายมาก
• ความผิดเพี้ยนของเครื่องขยายเสียงนี้น้อยกว่า 0.1%
• คุณภาพเสียงของเสียงนี้สูงมาก

ข้อเสีย

• การกระจายกำลังของแอมพลิฟายเออร์นี้สร้างความร้อนและต้องใช้ฮีตซิงค์จำนวนมาก
• เครื่องขยายเสียงนี้มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำและประสิทธิภาพเฉลี่ยน้อยกว่า 50%

การใช้งาน

แอมพลิฟายเออร์คลาส AB ใช้ในระบบไฮไฟ

เครื่องขยายเสียง Class C

การออกแบบเครื่องขยายเสียงคลาส C มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและความเป็นเชิงเส้นที่ไม่ดี ในแอมพลิฟายเออร์ก่อนหน้านี้เราได้กล่าวถึงคลาส A, B และ AB เป็นแอมพลิฟายเออร์เชิงเส้น แอมพลิฟายเออร์คลาส C มีความเอนเอียงอย่างมากดังนั้นกระแสเอาต์พุตจึงเป็นศูนย์สำหรับสัญญาณอินพุตมากกว่าครึ่งหนึ่งและทรานซิสเตอร์ไม่ทำงานที่จุดตัด เนื่องจากความผิดเพี้ยนของเสียงที่ร้ายแรงแอมพลิฟายเออร์คลาส C จึงเป็นการสั่นของคลื่นไซน์ความถี่สูง

เครื่องขยายเสียง Class C

ข้อดี

• ประสิทธิภาพของเครื่องขยายเสียง Class C สูง
• ในแอมพลิฟายเออร์คลาส C ขนาดทางกายภาพต่ำสำหรับกำลังไฟฟ้า o / p ที่กำหนด

ข้อเสีย

• ความเป็นเชิงเส้นของเครื่องขยายเสียง Class C อยู่ในระดับต่ำ
• เครื่องขยายเสียงคลาส C ไม่ได้ใช้ในเครื่องขยายเสียง
• ไดนามิกเรนจ์ของเครื่องขยายเสียงคลาส c ลดลง
• แอมพลิฟายเออร์คลาส C จะสร้างอินเทอร์เฟซ RF มากขึ้น

การใช้งาน

เครื่องขยายเสียงนี้ใช้ในเครื่องขยายสัญญาณ RF

เครื่องขยายเสียง Class D

แอมพลิฟายเออร์คลาส D คือแอมพลิฟายเออร์สวิตชิ่งแบบไม่ใช่เชิงเส้นหรือแอมพลิฟายเออร์ PWM เครื่องขยายเสียงนี้สามารถบรรลุประสิทธิภาพ 100% ในทางทฤษฎีและไม่มีช่วงเวลาใดระหว่างรอบ แรงดันไฟฟ้าและรูปคลื่นปัจจุบันที่ทับซ้อนกันในปัจจุบันจะถูกดึงด้วยความช่วยเหลือของทรานซิสเตอร์ซึ่งอยู่ในสถานะเปิดเท่านั้น เครื่องขยายเสียงเหล่านี้เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเครื่องขยายเสียงดิจิตอล

เครื่องขยายเสียง Class D

ข้อดี

• เครื่องขยายเสียงคลาส D มีประสิทธิภาพมากกว่า 90%
• ในแอมพลิฟายเออร์คลาส D มีการกระจายพลังงานต่ำ

ข้อเสีย

การออกแบบแอมพลิฟายเออร์คลาส D นั้นซับซ้อนกว่าแอมพลิฟายเออร์คลาส AB

การใช้งาน

• เครื่องขยายเสียงนี้ใช้ในการ์ดเสียงของอุปกรณ์มือถือและคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล
• เครื่องขยายเสียงเหล่านี้ใช้ในรถยนต์ของเครื่องขยายเสียงซับวูฟเฟอร์
• ปัจจุบันในแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ใช้เครื่องขยายเสียงเหล่านี้

เครื่องขยายเสียง Class F

แอมพลิฟายเออร์ F ใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและเอาต์พุตโดยตัวสะท้อนฮาร์มอนิกในรูปแบบของเครือข่ายเอาท์พุตและเพื่อกำหนดรูปคลื่นเอาท์พุตให้เป็นคลื่นสี่เหลี่ยม แอมพลิฟายเออร์คลาส F มีประสิทธิภาพมากกว่า 90% หากใช้การปรับจูนฮาร์มอนิกแบบไม่มีที่สิ้นสุด

เครื่องขยายเสียง Class F

เครื่องขยายเสียง Class S

แอมพลิฟายเออร์คลาส S มีการดำเนินการคล้ายกับแอมพลิฟายเออร์คลาส D แอมพลิฟายเออร์เหล่านี้เป็นแอมพลิฟายเออร์โหมดสวิตชิ่งแบบไม่เชิงเส้น มันแปลงสัญญาณอินพุตแบบอะนาล็อกเป็นพัลส์คลื่นสี่เหลี่ยมดิจิตอลโดยใช้การปรับเดลต้าซิกม่า มันขยายพวกมันเพื่อเพิ่มกำลังขับโดยความช่วยเหลือของแบนด์พาสฟิลเตอร์ สัญญาณดิจิตอลของแอมพลิฟายเออร์สวิตชิ่งอยู่ในสถานะเปิดหรือปิดอย่างสมบูรณ์และประสิทธิภาพสามารถเข้าถึงได้ 100%

เครื่องขยายเสียง Class S

เครื่องขยายเสียง Class T

แอมพลิฟายเออร์คลาส T ได้รับการออกแบบด้วยแอมพลิฟายเออร์สวิตชิ่งดิจิตอลประเภทหนึ่ง ปัจจุบันเครื่องขยายเสียงเหล่านี้ได้รับความนิยมมากขึ้นในการออกแบบเครื่องขยายเสียงเนื่องจากมีการขยายชิป DSP และเครื่องขยายเสียงหลายช่องสัญญาณ แอมพลิฟายเออร์นี้จะแปลงสัญญาณจากสัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณมอดูเลตความกว้างพัลส์ดิจิทัลและการขยายจะเพิ่มประสิทธิภาพของแอมพลิฟายเออร์ แอมพลิฟายเออร์คลาส T เป็นการรวมกันของสัญญาณความผิดเพี้ยนต่ำของแอมพลิฟายเออร์คลาส AB และอีกอันคือประสิทธิภาพของแอมพลิฟายเออร์คลาส D

เครื่องขยายเสียง Class T

เครื่องขยายเสียง Class G

การเพิ่มประสิทธิภาพของแอมพลิฟายเออร์คลาส G เป็นพื้นฐานของแอมพลิฟายเออร์คลาส AB เครื่องขยายเสียงคลาส G ที่ใช้ในรางจ่ายไฟหลายตัวที่มีแรงดันไฟฟ้าต่างกัน สลับระหว่างรางจ่ายโดยอัตโนมัติเมื่อสัญญาณอินพุตเปลี่ยนไป การสลับหน้าสัมผัสจะลดการใช้พลังงานโดยเฉลี่ยดังนั้นการสูญเสียพลังงานจึงเกิดจากความร้อนที่สูญเสียไป แผนภาพวงจรด้านล่างแสดงเครื่องขยายเสียงคลาส G

เครื่องขยายเสียง Class G

บทความนี้อธิบายถึงการแบ่งประเภทของเครื่องขยายเสียง นอกจากนี้คำถามใด ๆ รู้สึกว่าพลาดอะไรไปคุณต้องการทราบข้อมูลเกี่ยวกับหัวข้อใด ๆ โปรดแจ้งให้เราทราบโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณ ฟังก์ชั่นของเครื่องขยายเสียงประเภทต่างๆมีอะไรบ้าง?

เครดิตภาพ:

• เครื่องขยายเสียงคืออะไร ผลิตในประเทศจีน
• เครื่องขยายเสียง Class A บทเรียนอิเล็กทรอนิกส์
• เครื่องขยายเสียงคลาส B เรียนรู้เกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์
• เครื่องขยายเสียงคลาส AB mpstudy
• เครื่องขยายเสียง Class C วงจร
• เครื่องขยายเสียง Class D วิกิมีเดีย
• เครื่องขยายเสียง Class F ไมโครเวฟวารสาร
• เครื่องขยายเสียง Class S tubecad
• เครื่องขยายเสียง Class T Decdun
• เครื่องขยายเสียง Class G คนผิวขาว