FMUSER-Wat is een eindversterker? Typen, klassen, toepassingen

Een versterker is een elektronisch apparaat dat wordt gebruikt om de grootte van spanning / stroom / vermogen van een ingangssignaal te vergroten. Het neemt een zwak elektrisch signaal / golfvorm op en reproduceert een vergelijkbare sterkere golfvorm aan de uitgang door een externe stroombron te gebruiken.

Afhankelijk van de wijzigingen die het aanbrengt in het ingangssignaal, worden versterkers in grote lijnen geclassificeerd in stroom-, spannings- en vermogensversterkers. In dit artikel zullen we leren over eindversterkers in detail.

Wat is een eindversterker?
Een eindversterker is een elektronische versterker die is ontworpen om de kracht van een bepaald ingangssignaal te vergroten. Het vermogen van het ingangssignaal wordt verhoogd tot een niveau dat hoog genoeg is om ladingen van uitvoerapparaten zoals luidsprekers, hoofdtelefoons, RF-zenders enz. Aan te sturen. 

In tegenstelling tot spannings- / stroomversterkers is een eindversterker ontworpen om belastingen rechtstreeks aan te sturen en wordt hij gebruikt als laatste blok in een versterkerketen.

Het ingangssignaal naar een eindversterker moet boven een bepaalde drempel liggen. Dus in plaats van het ruwe audio / RF-signaal rechtstreeks door te geven aan de eindversterker, wordt het eerst voorversterkt met behulp van stroom- / spanningsversterkers en wordt het als input naar de eindversterker gestuurd nadat de nodige wijzigingen zijn aangebracht. U kunt het blokschema van een audioversterker en het gebruik van de eindversterker hieronder bekijken.

Eindversterker blokschema

In dit geval wordt een microfoon gebruikt als invoerbron. De omvang van het signaal van de microfoon is niet genoeg voor de eindversterker. Dus eerst wordt het voorversterkt waar het voltage en de stroom iets worden verhoogd. Vervolgens wordt het signaal door het toon- en volumeregelingscircuit geleid dat esthetische aanpassingen aan de audiogolfvorm maakt. Tenslotte wordt het signaal gevoerd door een versterker en de uitgang van versterker wordt toegevoerd aan een luidspreker.

Soorten eindversterkers
Afhankelijk van het type uitvoerapparaat dat is aangesloten, zijn eindversterkers onderverdeeld in de volgende drie typen.

Audio eindversterkers
Dit type eindversterkers worden gebruikt om de kracht van een zwakker audiosignaal te vergroten. De versterkers die worden gebruikt in luidsprekercircuits van televisies, mobiele telefoons enz. Vallen onder deze categorie.

De output van een audio eindversterker varieert van enkele milliwatts (zoals in hoofdtelefoonversterkers) tot duizenden watt (zoals eindversterkers in hifi / home cinema-systemen).

Radiofrequentie eindversterkers
Draadloze transmissies vereisen dat gemoduleerde golven via de lucht over lange afstanden worden verzonden. De signalen worden verzonden via antennes en het transmissiebereik hangt af van de kracht van de signalen die naar de antenne worden gestuurd.

Voor draadloze uitzendingen zoals FM-uitzendingen hebben antennes ingangssignalen nodig met een vermogen van duizenden kilowatt. Hier worden radiofrequente vermogensversterkers gebruikt om de kracht van gemoduleerde golven te vergroten tot een niveau dat hoog genoeg is om de vereiste transmissieafstand te bereiken.

DC-versterkers
DC-vermogensversterkers worden gebruikt om het vermogen van PWM-signalen (Pulse Width Modulated) te versterken. Ze worden gebruikt in elektronische regelsystemen die krachtige signalen nodig hebben om motoren of actuatoren aan te drijven. Ze ontvangen input van microcontrollersystemen, verhogen het vermogen en sturen het versterkte signaal naar gelijkstroommotoren of actuatoren.

Eindversterkerklassen
Er zijn meerdere manieren om het ontwerpen van een vermogensversterker. De bedienings- en uitvoerkarakteristieken van elk van de circuitconfiguraties verschillen van elkaar.

Om de kenmerken en het gedrag van verschillende eindversterkercircuits te onderscheiden, worden vermogensversterkerklassen gebruikt waarin lettersymbolen worden toegewezen om de werkingsmethode te identificeren.

Ze zijn globaal ingedeeld in twee categorieën. Eindversterkers die zijn ontworpen om analoge signalen te versterken, vallen in de categorie A, B, AB of C. Eindversterkers die zijn ontworpen om digitale signalen met pulsbreedte-modulatie (PWM) te versterken, vallen onder D, E, F enz.

De meest gebruikte eindversterkers zijn die welke worden gebruikt in audioversterkercircuits en ze vallen onder de klassen A, B, AB of C. Laten we ze daarom in detail bekijken.

Klasse A eindversterker
Analoge golfvormen bestaan ​​uit positieve hoogten en negatieve dieptepunten. In deze klasse versterkers wordt de volledige ingangsgolfvorm gebruikt in het versterkingsproces.

Een enkele transistor wordt gebruikt om zowel de positieve als negatieve helften van de golfvorm te versterken. Dit maakt hun ontwerp eenvoudig en maakt klasse A-versterkers het meest gebruikte type eindversterkers. Hoewel deze klasse van eindversterkers worden vervangen door betere ontwerpen, ze zijn nog steeds populair onder hobbyisten.

In deze klasse van versterkers is het actieve element (de elektronische component die wordt gebruikt voor versterking, wat in dit geval transistor is) de hele tijd in gebruik, zelfs als er geen ingangssignaal is. Dit genereert veel warmte en vermindert het rendement van klasse A-versterkers tot 25% in normale configuratie en 50% in een transformator-gekoppelde configuratie.

De geleidingshoek (het deel van de golfvorm dat wordt gebruikt voor versterking, buiten 360 °) voor klasse A-versterkers is 360 °. De signaalvervormingsniveaus zijn dus veel minder waardoor betere prestaties bij hoge frequenties mogelijk zijn.

Klasse B eindversterker
Klasse B eindversterkers zijn ontworpen om de efficiëntie en verwarmingsproblemen in de klasse A versterkers te verminderen. In plaats van een enkele transistor om de hele golfvorm te versterken, gebruikt deze klasse versterkers twee complementaire transistors.

Een transistor versterkt de positieve helft van de golfvorm en de andere versterkt de negatieve helft van de golfvorm. Elk actief apparaat geleidt dus de helft (180 °) van de golfvorm en twee ervan versterken samen het volledige signaal.

Klasse B eindversterker

De efficiëntie van klasse B-versterkers is veel verbeterd ten opzichte van klasse A-versterkers vanwege het ontwerp van twee transistors. Ze kunnen een theoretisch rendement bereiken van ongeveer 75%. Eindversterkers van deze klasse worden gebruikt in apparaten op batterijen zoals FM-radio's en transistorradio's.

Vanwege superpositie van twee helften van de golfvorm, is er een kleine vervorming in het crossover-gebied. Om deze signaalvervorming te verminderen, zijn klasse AB-versterkers ontworpen.

Klasse AB eindversterker
Klasse AB-versterkers zijn een combinatie van klasse A- en klasse B-versterkers. Deze klasse van versterkers is ontworpen om het minder efficiëntieprobleem van klasse A-versterkers en signaalvervorming op crossover-gebied in klasse B-versterkers te verminderen.

Het behoudt een hoge frequentierespons zoals in klasse A-versterkers en een goede efficiëntie zoals in klasse B-versterkers. Een combinatie van diodes en weerstanden wordt gebruikt om een ​​kleine voorspanning te leveren die de vervorming van de golfvorm nabij het crossover-gebied vermindert. Hierdoor is er een kleine daling in efficiëntie (60%).

Klasse C eindversterker
Het ontwerp van klasse C eindversterkers zorgt voor een grotere efficiëntie, maar vermindert de lineariteit / geleidingshoek, die kleiner is dan 90 °. Met andere woorden, het offert de kwaliteit van de versterking op om de efficiëntie te verhogen.

Een kleinere geleidingshoek impliceert een grotere vervorming en daarom is deze klasse versterkers niet geschikt voor audioversterking. Ze worden gebruikt in hoogfrequente oscillatoren en versterking van radiofrequentiesignalen.

Klasse C-versterkers bevatten over het algemeen een afgestemde belasting die ingangssignalen met een bepaalde frequentie filtert en versterkt, en de golfvormen van andere frequenties worden onderdrukt.

Klasse C eindversterker

Bij dit type eindversterker geleidt het actieve element alleen wanneer de ingangsspanning een bepaalde drempel overschrijdt, wat de vermogensdissipatie vermindert en de efficiëntie verhoogt.

Andere vermogensversterkerklassen
Eindversterkerklassen D, E, F, G etc. worden gebruikt om PWM-gemoduleerde digitale signalen te versterken. Ze vallen onder de categorie van schakelende versterkers en schakelen de uitgang constant AAN of constant UIT zonder dat er andere niveaus tussenin zitten.

Vanwege deze eenvoud kunnen eindversterkers die onder de bovengenoemde klassen vallen, theoretische rendementen bereiken tot (90-100)%.

Toepassingen
Hieronder staan ​​de toepassingen van eindversterkers in verschillende sectoren:

Consumentenelektronica:

 Audio-eindversterkers worden gebruikt in bijna alle elektronische consumentenapparatuur, van magnetrons, hoofdtelefoonstuurprogramma's, televisies, mobiele telefoons en thuistheatersystemen tot theatrale en concertversterkingssystemen.

Industrial: 

Eindversterkers van het schakeltype worden gebruikt voor het regelen van de meeste industriële actuatorsystemen zoals servo's en gelijkstroommotoren.

Draadloze communicatie: 

Krachtige versterkers zijn belangrijk bij het verzenden van cellulaire of FM-uitzendsignalen naar gebruikers. Hogere vermogensniveaus mogelijk gemaakt door vermogensversterkers verhoogt de overdrachtssnelheden en bruikbaarheid. Ze worden ook gebruikt in satellietcommunicatieapparatuur.

Laat een bericht achter 

Message List