ตัวแยกเฟส: วงจร การทำงาน ประเภท ข้อดี และการใช้งาน

ตัวแยกเฟสหรืออินเวอร์เตอร์เฟสหมายถึงขั้วของกระแสและทำได้ง่ายๆ โดยการเปลี่ยนชนิดต่างๆ เครื่องขยายเสียง (หรือ) การปรับหม้อแปลงให้เหมาะสมเพื่อแยกกระแสอย่างมีประสิทธิภาพ สิ่งเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องดนตรีและอุตสาหกรรมการผลิตเพื่อควบคุมกำลังขับ ในการผลิตสิ่งนี้ หนึ่งในวิธีที่ซับซ้อนน้อยกว่าคือการใช้หม้อแปลงไฟฟ้า บทความนี้ให้ข้อมูลโดยย่อเกี่ยวกับก ตัวแยกเฟส การทำงาน ประเภท และการประยุกต์

ตัวแยกเฟสคืออะไร?

อุปกรณ์ที่ใช้ในการแบ่งกระแสเฟสเดียวออกเป็นสองกระแส (หรือมากกว่า) ที่เปลี่ยนแปลงภายในเฟสหนึ่งเรียกว่าตัวแยกเฟส บางครั้งจำเป็นต้องจัดหาสัญญาณสองตัวที่เท่ากันภายในแอมพลิจูด แม้ว่าจะอยู่ห่างจากเฟส 180 องศาซึ่งกันและกันก็ตาม ดังนั้นสัญญาณทั้งสองนี้สามารถได้รับจากสัญญาณอินพุตเดียวพร้อมตัวแยกเฟสซึ่งใช้ในการรัน มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียว - คำว่า 'ตัวแยกเฟส' มักใช้กับแอมพลิฟายเออร์ที่สร้างแอมพลิจูดแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตที่สมดุลเท่ากันสองค่า แต่มีขั้วกลับขั้ว แต่บางครั้งก็ใช้ในการสร้างสัญญาณการสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส

ตัวแยกเฟสทำงานอย่างไร?

การทำงานของอินเวอร์เตอร์เฟสนั้นง่ายมากในทุกวงจรของแอมป์หลอด ใช้อินพุตสัญญาณ & ให้เอาต์พุตสองตัวโดยที่เอาต์พุตหนึ่งตัวเหมือนกันกับต้นฉบับหรือในเฟส และเอาต์พุตอื่นเป็นเฟสสะท้อนภาพหรือเฟสกลับด้าน/พลิกกลับ ดังนั้นตลอดการดำเนินการนี้ จึงไม่จำเป็นต้องมีการขยายสัญญาณ และตัวแยกเฟสโดยปกติจะได้รับหน่วยขยายเพื่อเปลี่ยนเฟส ทุกสัญญาณจะป้อนท่อส่งกำลังที่เชื่อมต่อกับทุกด้านของขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงเอาท์พุตภายในรูปแบบพุชพูล

วงจรแยกเฟส

วงจรแยกเฟสใช้เพื่อสร้างสัญญาณเอาท์พุตสองตัวที่เท่ากันภายในแอมพลิจูด แต่จะตรงกันข้ามกันภายในเฟสจากสัญญาณอินพุตเดียว นี่เป็นอีกประเภทหนึ่ง บีเจที การกำหนดค่าที่สัญญาณไซน์ซอยด์อินพุตเดี่ยวสามารถแบ่งออกเป็นสองเอาต์พุตที่แตกต่างกันซึ่งเปลี่ยนภายในเฟสจากกันที่ 180 องศา

วงจรแยกเฟสโดยใช้วงจรทรานซิสเตอร์ตัวเดียวแสดงอยู่ด้านล่าง วงจรนี้เพียงแค่รวม แอมพลิฟายเออร์ตัวปล่อยทั่วไป (CE) ลักษณะด้วย แอมพลิฟายเออร์ตัวสะสมทั่วไป (CC) - วงจรในการกำหนดค่าวงจรแอมพลิฟายเออร์ CC และ CE มีเอนเอียงไปข้างหน้าเพื่อใช้งานเป็นแอมพลิฟายเออร์คลาส A เชิงเส้นเพื่อลดความผิดเพี้ยนของสัญญาณเอาท์พุต

หากเรารวมการกำหนดค่าทั้งตัวปล่อยทั่วไปและตัวรวบรวมแอมพลิฟายเออร์ทั่วไปและรับเอาต์พุตจากทั้งขั้วตัวส่งและตัวสะสมพร้อมกัน เราสามารถออกแบบวงจรทรานซิสเตอร์ที่สร้างสัญญาณเอาท์พุตสองสัญญาณที่มีขนาดเท่ากันแต่กลับกัน

การทำงาน

วงจรตัวแยกเฟสได้รับการออกแบบด้วยทรานซิสเตอร์ตัวเดียวเพื่อสร้างเอาต์พุตแบบกลับด้านและไม่กลับด้านดังที่แสดงด้านล่าง ในวงจรนี้ สัญญาณอินพุตจะถูกนำไปใช้กับเทอร์มินัลฐานของทรานซิสเตอร์ และสัญญาณเอาท์พุตหนึ่งสัญญาณจะถูกนำมาจากเทอร์มินัลตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ และสัญญาณ o/p ที่สองจะถูกนำมาจากเทอร์มินัลตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ ดังนั้น วงจรแยกเฟสของทรานซิสเตอร์จึงเป็นแอมพลิฟายเออร์เอาต์พุตคู่ที่สร้าง o/ps เสริมจากทั้งเทอร์มินัลตัวส่งและตัวสะสมซึ่งอยู่นอกเฟส 180 องศา

สำหรับเครื่องขยายเสียง CE แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับคืออัตราส่วนของ RL ต่อ RE เช่น -RL/RE ที่นี่เครื่องหมายลบระบุเครื่องขยายสัญญาณแบบกลับด้าน หากเราต้องการให้ค่าของตัวต้านทานทั้งสองมีค่าเท่ากัน เช่น RL = RE ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับของตัวปล่อยทั่วไปจะเท่ากับเอกภาพหรือ -1

สำหรับแอมพลิฟายเออร์คอมมอนคอลเลกเตอร์ (CC) วงจรแอมพลิฟายเออร์ผู้ติดตามตัวปล่อยจะมีแรงดันเกนที่ไม่กลับด้านใกล้เอกภาพ (+1) ตามธรรมชาติ สัญญาณเอาท์พุตทั้งสองจากเทอร์มินัลตัวส่งสัญญาณและตัวสะสมจะมีขนาดแอมพลิจูดเท่ากัน แม้ว่าจะอยู่นอกเฟส 180 องศาก็ตาม ดังนั้นสิ่งนี้ทำให้วงจรตัวแยกเฟสมีประโยชน์อย่างยิ่งในการให้อินพุตป้องกันเฟสหรืออินพุตเสริมให้กับเฟสของแอมพลิฟายเออร์อื่นเช่น เพาเวอร์แอมป์แบบพุชพูลคลาส B

ดังนั้น เพื่อการทำงานที่ถูกต้อง ควรเลือกเครือข่ายตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อข้ามรางจ่ายไฟและกราวด์เพื่อสร้างเสถียรภาพที่เหมาะสมของสถานะ DC สำหรับการแกว่งแรงดันไฟฟ้า o/p จากขั้วทรานซิสเตอร์ทั้งสองที่สร้างเอาต์พุตแบบสมมาตร

ประเภทของตัวแยกเฟส

มีตัวแยกเฟสหลายประเภทซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่างนี้

ตัวแยกเฟสแคโทดน์

ตัวแยกเฟสที่ใช้กันมากที่สุดคือตัวแยกเฟสแคโทดเนื่องจากมีการออกแบบที่เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพมาก แคโทดน์เป็นวิธีการง่ายๆ ในการแบ่งเฟสซึ่งต้องใช้หลอดเดียวเท่านั้นและเทียบเท่ากัน ใน Phase Splitter นี้ ค่า Unity Gain ที่ต่ำกว่าเล็กน้อย & Headroom ที่จำกัดคือข้อดีของความเรียบง่ายนี้ ในวงจรนี้ สัญญาณเอาท์พุตไม่สามารถแกว่งผ่านกราวด์ได้ และท่อยังสามารถปล่อยส่วนหนึ่งของแรงดันไฟจ่ายพร้อมกับโหลดตัวต้านทานได้ ตัวแยกเฟสแคโทดใช้ในแอมป์กีต้าร์ยอดนิยมต่างๆ เช่น; แบบพุชพูล แอมป์สีส้มส่วนใหญ่ และแอมป์ต่างๆ

เมื่อใดก็ตามที่สัญญาณอินพุตของตัวแยกสัญญาณนี้แกว่งเป็นลบ วาล์วก็จะลดการนำไฟฟ้าลง ดังนั้นกระแสไฟที่ไหลตลอดวาล์วจะลดลง ดังนั้นแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานโหลดสองตัวภายในวงจรก็ลดลงเช่นกัน ซึ่งหมายความว่าแรงดันแคโทดควรลดลงทุกครั้งที่แรงดันแอโนดเพิ่มขึ้น ในทำนองเดียวกัน เมื่อใดก็ตามที่สัญญาณอินพุตแกว่งไปในทางบวก สิ่งตรงกันข้ามจะเกิดขึ้น o/p จากขั้วบวกจะกลับด้าน ในขณะที่ขั้วแคโทดกลับตรงกันข้าม เมื่อกระแสที่คล้ายกันจ่ายตลอดทั้งโหลด สัญญาณที่สร้างขึ้นจะเท่ากันแต่อยู่นอกเฟส 180 องศา

ตัวแยกเฟสการถอดความ

ตัวแยกเฟสการถอดความเป็นแบบที่ง่ายที่สุดและเก่าแก่ที่สุด ตัวแยกสัญญาณนี้ช่วยในการปิดช่องทางสัญญาณหลัก & ให้ระยะการขยายเพิ่มเติม ดังนั้นมันจึงกลับด้าน คำว่า 'para' หมายถึง 'เคียงข้างกัน' ซึ่งอธิบายวิธีที่วงจรสร้างเลนใหม่ขนานกับเลนเดิม อย่างไรก็ตามคำว่า 'การถอดความ' ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับวงจรอินเวอร์เตอร์เฟสอื่น ๆ ในก่อนหน้านี้

ตัวแยกเฟสการถอดความช่วยปกป้องพื้นที่ว่างด้านบนมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแคโทด และต้องการเพียงหนึ่ง (หรือ) สองเพิ่มเติมเท่านั้น ตัวต้านทาน - แต่อิมพีแดนซ์เกนและเอาท์พุตของทั้งสองเฟสจะซับซ้อนในการจับคู่ ดังนั้นสิ่งนี้จึงผิดปกติภายในวงจรไฮไฟ แม้ว่าจะเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับการขยายเสียงกีตาร์เป็นหลักก็ตาม การกำหนดค่าตัวแยกสัญญาณประเภทนี้เป็นเรื่องยากมากที่จะเชื่อมต่อโดยตรง ดังนั้นจึงจำกัดการตอบรับเชิงลบ

คู่หางยาว

ตัวแยกเฟสคู่หางยาวเป็นที่นิยมอย่างมากในแอปพลิเคชันไฮไฟแบบพุชพูล ตัวแยกสัญญาณนี้จะรักษาพื้นที่ว่างด้านบนและให้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น มีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตเทียบเท่ากับข้อแม้เดียว และส่วนท้ายควรยาวเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด

ในวงจรนี้ ไตรโอดตัวแรกอาจดูเหมือนแอมพลิฟายเออร์แคโทดที่มีการต่อสายดิน ไตรโอดตัวที่สองภายในการจัดเรียงนี้โดยมีกริดกราวด์จะรับสัญญาณจากแคโทด ซึ่งหมายความว่าจะไม่ย้อนกลับเอาต์พุตที่ขั้วบวก โหลดแคโทดที่ใช้ร่วมกันคือ 'ส่วนท้าย' และมีความสำคัญต่อความสมดุลที่ดี
โดยปกติแล้ว อิมพีแดนซ์ส่วนท้ายจะสูงกว่า ดังนั้นจะจับคู่อิมพีแดนซ์เอาต์พุตและเกนของตัวแยกสัญญาณได้ดีกว่า ข้อเสียเปรียบหลักของตัวแยกเฟสนี้คือ มันต้องมีไทรโอด, CCS และรางเนกาทีฟเพิ่มเติมเพื่อให้มีความซับซ้อนมากขึ้นเมื่อเทียบกับตัวแยกเฟสอื่นๆ

ข้อดีข้อเสีย

ที่ ข้อดีของตัวแยกเฟส รวมสิ่งต่อไปนี้

• ตัวแยกเฟสนั้นออกแบบง่ายมาก
• สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับก่อนเวทีได้
• สิ่งเหล่านี้เป็นเส้นตรงมาก
• สิ่งเหล่านี้ปรับและเสถียรได้ง่ายมาก
• มีการบิดเบือนน้อยกว่า
• สิ่งเหล่านี้มีกำไรสูง
• สิ่งเหล่านี้มีเอาต์พุตแอมพลิจูดสูง
• มีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตน้อยกว่า

ที่ ข้อเสียของตัวแยกเฟส รวมสิ่งต่อไปนี้

• ตัวแยกเฟสได้รับกำไรน้อยลง
• สิ่งเหล่านี้ไวต่อโหลดมาก
• สิ่งเหล่านี้ไม่เป็นเส้นตรงมากนักเนื่องจากความจุภายในของท่อที่ไม่เท่ากันระหว่างกริดและเพลต (หรือ) กริดและแคโทด แม้ว่าโดยทั่วไปค่าของพวกมันจะต่ำดังนั้นเอฟเฟกต์จึงอยู่ไกลจากช่วงของ เสียง
• ท่อของตัวแยกควรจับคู่จากท่อคู่
• คุณภาพขึ้นอยู่กับหม้อแปลงอย่างมาก

การใช้งาน/การใช้งาน

ที่ การใช้ตัวแยกเฟส รวมสิ่งต่อไปนี้

• ตัวแยกเฟสมีความสำคัญภายในแอมพลิฟายเออร์เสียงแบบพุชพูล
• ตัวแยกเฟสที่สมดุล DC ถูกใช้โดยทั่วไปในแอปพลิเคชันเสียง เช่น ปรีแอมพลิฟายเออร์ & เพาเวอร์แอมป์ -
• วงจรแยกเฟสรับสัญญาณอินพุตและแยกออกเป็นสองสัญญาณที่เทียบเท่ากัน แต่เป็นเฟสย้อนกลับ
• การใช้งานจริงของตัวแยกเฟสคือ อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเพื่อควบคุมความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้าในเครื่องจักรอุตสาหกรรมทุกประเภท อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ในภาคเครื่องดนตรีเพื่อขยายกำลังให้กับอุปกรณ์เสียง
• การใช้ตัวแยกเฟสในภาคอุตสาหกรรม ทำให้ต้นทุนการแปลงพลังงานลดลงอย่างมาก
• เป็นองค์ประกอบสำคัญภายในวิศวกรรมเสียงและไฟฟ้าที่แยกสัญญาณเดียวออกเป็นเฟสต่างๆ โดยให้การกระจายพลังงานที่สมดุล และปรับปรุงคุณภาพเสียงภายในระบบสเตอริโอ
• ตัวแยกเฟสเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการประมวลผลสัญญาณแม้ว่าจะทำหน้าที่ต่างๆ กันก็ตาม
• สัญญาณเอาท์พุตสองตัวของตัวแยกเฟสใช้สำหรับขับเคลื่อน เครื่องขยายเสียงแบบพุชพูล การกำหนดค่าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของแอมพลิฟายเออร์และลดการบิดเบือน
• สิ่งเหล่านี้ถูกใช้ภายในแอปพลิเคชันเสียง
• วงจรเปลี่ยนเฟสใช้เพื่อเปลี่ยนเฟสของสัญญาณอินพุตตามจำนวนที่กำหนด
• ตัวเปลี่ยนเฟสใช้สำหรับปรับความสัมพันธ์ของเฟสระหว่างสัญญาณต่างๆ (หรือ) เพื่อทำการเลื่อนเฟสเฉพาะสำหรับการใช้งานการประมวลผลสัญญาณเป็นหลัก
• ตัวเปลี่ยนเฟสถูกใช้กันทั่วไปใน ระบบการสื่อสาร ชอบ; การประยุกต์ใช้คลื่นความถี่วิทยุ
• มันถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนแอมพลิฟายเออร์ภายในโทโพโลยีที่สมดุล เช่น; สะพาน H หรือแบบกดดึง
• สิ่งเหล่านี้ใช้เพื่อขับเคลื่อนสายสัญญาณเสียงแบบบาลานซ์ (หรือ) แบบบาลานซ์ สายส่ง -
• สิ่งเหล่านี้ใช้เพื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าภายใน ออสซิลโลสโคป ไปยังแผ่นโก่งคู่ภายใน ซีอาร์ที -
• สิ่งเหล่านี้ใช้เพื่อสร้างสัญญาณต่อต้านเฟสที่ใช้ภายในการออกแบบตัวกรองบางอย่างเช่น ตัวกรองแบบ all-pass สำหรับสัญญาณการสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสโดยประมาณที่ใช้ภายในการสร้างสัญญาณ SSB (หรือ) ตัวถอดรหัส quadraphonic แบบเก่า

อย่างนี้นี่เอง ภาพรวมของตัวแยกเฟส วงจร การทำงาน ประเภท ข้อดี ข้อเสีย และการประยุกต์ เป็นอุปกรณ์ประเภทหนึ่งที่แบ่งสัญญาณออกเป็นเฟสต่างๆ มันเปลี่ยนเฟสของสัญญาณ AC; และสร้างเอาท์พุตการเปลี่ยนเฟส 90 องศา และ 180 องศาจากอินพุต นี่คือคำถามสำหรับคุณ ตัวแยกเฟสชื่ออื่นคืออะไร?