מגברי כוח. חלק ראשון. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מגברי כוח. חלק ראשון. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חובב רדיו מתחיל

ובכן, ליתר דיוק, לא ממש ההתחלה, אלא הסוף, כי כמו אינדיאנים אמיתיים, החתול ואני (מיאו! - להלן הערות החתול) החלטנו להתחיל את הסאגה הזו על המוח עם שלבי הפלט.

למען האמת, אני אצטרך לקחת את הראפ לשניים, מכיוון שלחתול אין שום מושג למה אנחנו בני האדם צריכים גיזמו כמו מגברי כוח עבור איזה כלב. ובכן, הם, חתולים, לא מבינים את זה - הם כבר צורחים בעוצמה רבה כשמישהו דורך על הזנב. (MEAAAAY!) כן, כן. סליחה, אני לא מתכוון לזה מתוך רוע.

ובכן, בואו לא נמשוך את החתול בזנב ונתחיל.

מהו מגבר כוח - בהמשך, לקיצור, נקרא לו MIND. באופן קונבנציונלי, ניתן לחלק את הדיאגרמה המבנית שלו לשלושה חלקים:

שלב קלט

מפל ביניים

שלב הפלט

כל שלושת החלקים הללו מבצעים משימה אחת - להגדיל את עוצמת אות המוצא לרמה כזו שאפשר להניע עומס בעל עכבה נמוכה - ראש או אוזניות דינמיות. איך הם עושים את זה? זה מאוד פשוט - זרם אספקת החשמל הישיר של ה-PA נלקח ומומר לזרם חילופין, אבל בצורה כזו שצורת אות המוצא חוזרת על צורת אות הקלט.

מגברי כוח

זה מודגם בדיוק באיור. בכניסה יש לנו אות קטן (מיאו!), ביציאה גדול (MEOW!). יחד עם זאת, צורתו (מיאו! -מיאו!) לא השתנתה כלל. תודה חתול.

אבל, למרבה הצער, הכל טוב רק בתיאוריה. בפועל, בעת תכנון ציוד רדיו, אנו משתמשים בנגדים, קבלים ובעיקר טרנזיסטורים שאינם אידיאלים. לכן, צורת אות המוצא יכולה להיות שונה באופן משמעותי מאותות הקלט, ולבעיה זו קוראים עיוות. כל שלבי המגבר תורמים את שני הסנטים שלהם לנזק של האות, אבל חלק הארי בו - הייתי אומר, רובל שלם בשינוי - תורם על ידי השלב הסופי אם הוא בנוי או מחושב שגוי.

למה עיוות רע? ובכן, כדי לא לעסוק בדמגוגיה, פשוט גזרו, נגיד, כל מילה חמישית מהמאמר הזה. מה קרה? לא, המשמעות, כמובן, עדיין ברורה, אבל זה קצת שונה, נכון? אותו דבר קורה עם סאונד.

אז, בואו נסתכל על הדרכים השונות לבנות שלבי סופי של PA, הנקראים גם מחלקות (או מצבי פעולה) של מגברים. בטח שמעתם - מגבר Class A, Class AB מגבר - זה מה שזה.

נתחיל בהתבוננות בתרשים המעגל הכללי של שלב הפלט של ה-PA.

מגברי כוח

זהו שלב יציאה מסוג push-pull באמצעות טרנזיסטורים משלימים. כפי שניתן לראות, המעגלים הבסיסיים של הטרנזיסטורים כוללים מקורות מתח המהווים את ההיסט הראשוני של נקודת הפעולה של כל טרנזיסטור. אז זה בדיוק גודל המתח הזה שקובע באיזה מצב (מחלקה) שלב פלט זה או אחר יפעל.

ובכן, בואו נתחיל לפי הסדר - מצב А .

אנחנו יכולים להשיג מצב זה במתח הטיה גבוה למדי , כך ש

כאשר I0 הוא זרם השקט במפל. לפיכך, שני הטרנזיסטורים נמצאים באזור הפעיל וכאשר זרם האספן של טרנזיסטור אחד יורד, הזרם של השני גדל. כתוצאה מכל הריקודים הללו, אנו מקבלים ליניאריות כמעט מושלמת של המפל והיעדר מוחלט של עיוותים לא ליניאריים. אבל. תמיד יש כמה אבל, שמתם לב? ראשית, ההספק הנצרך מאספקת החשמל שווה פי שניים מהעוצמה של אות המוצא והוא ערך קבוע, בלתי תלוי באות הכניסה. כלומר, אם המגבר מפתח הספק מרבי של 100 וואט, אז ההספק הנצרך מהספק יהיה 200 וואט, ולא משנה באיזה ווליום אתה מאזין למוזיקה. ואם המגבר הוא דו-ערוצי, כלומר סטריאו? מה אם זה קולנוע ביתי? נוסף. לטרנזיסטורי פלט, כידוע, יש הרגל רע להתחמם. כלומר, הם מפזרים קצת כוח. במקרה של מצב A, פיזור ההספק עבור טרנזיסטור אחד הוא כדלקמן:

כאשר a הוא תנודת מתח המוצא.

מה אנחנו עושים? תכונה נוספת של Class A היא שפיזור ההספק של טרנזיסטורים גדול יותר, ככל שאות הכניסה קטן יותר. כלומר, אם תשאירו את המגבר פועל ללא אות כניסה, הוא יתחמם כמו תנור, שכן בהיעדר אות כניסה, פיזור ההספק של הטרנזיסטור שווה להספק המוצא המרבי של המגבר. אגב, אני רוצה לומר שזה נבדק בפועל - Technics A 900 Reference שלי למעשה מתחמם יותר אם לא מסופק אות לכניסה שלו - פעם הייתי מאוד מופתע מהנסיבות האלה ואפילו רציתי לקחת את זה לתיקון. פרמטר חשוב נוסף של המגבר הוא יעילות. ובכן, אתה מבין - עם חימום כזה של טרנזיסטורים, לא נקבל שום יעילות אנושית (מיאו!) או חתול.

היעילות מחושבת כך:

כאשר a, כמו בנוסחה הקודמת, הוא תנודת מתח המוצא. לפיכך, היעילות אינה קבועה ועולה ככל שאות הכניסה, ולכן הספק המוצא, עולה ומגיע לערך מקסימלי של 50%. (רוצה לשתות בקבוק בירה? מיאו, שום דבר לא יסתדר - אנחנו שופכים חצי מהבקבוק לאסלה, שותים את החצי הנותר ורצים שוב על כולו.) כן, זה בערך, אבל זה צריך להיות יש לציין שהבירה הזו תהיה פשוט מעולה. נכון, ככל שזה יהיה יותר פוגע לזרוק חצי ממנו.

אז בואו נסכם - מה טוב בכיתה א'? קודם כל, ליניאריות מצוינת וחוסר עיוות - צורת אות המוצא נשארת זהה כפי שהייתה בכניסה. אבל אנחנו צריכים לשלם על זה עם צריכת חשמל קטלנית ויעילות מגבר נמוכה במיוחד. לא כל אחד יכול להקריב קורבנות כאלה, ובאופן הפעולה הזה של מגברים משתמשים רק במערכות Hi-End מאוד איכותיות, שעלותן מתחילה מ-1000 דביבונים דרוסים והם נראים כמו ארונות קבורה מעוצבים.

מחלקה הבאה של מגברים היא מחלקה B

בדיוק כמו בפעם הקודמת, בואו נשקול מפל דחיפה-משיכה באמצעות טרנזיסטורים משלימים.

מגברי כוח. מפל דחיפה-משיכה Class B

המעגל פושט מעט בגלל הספציפיות של פעולת המגבר במצב זה. כפי שאתה יכול לראות, אין הטיה כלל, כלומר, הטרנזיסטורים נפתחים אך ורק מאות הכניסה. לפיכך, המוזרות של מצב זה היא שבהיעדר אות כניסה, שני הטרנזיסטורים סגורים, והמפל צורך לחלוטין דבר ממקור הכוח - I0 = 0. אם יש אות כניסה, הטרנזיסטורים פועלים לסירוגין - טרנזיסטור T1 עובד עבור חצאי גלים חיוביים, ו-T2 עבור חצאי גלים שליליים. בואו נראה איך אנחנו מסתדרים עם צריכת חשמל, יעילות וחימום של טרנזיסטורים.

ראשית, הבה נציג מקדם מסוים a - מה שנקרא מקדם ניצול.

כלומר, היחס בין מתח המוצא הנוכחי למתח המוצא המרבי. אם לנסח זאת בשפה אנושית, האיור הזה מראה עד כמה המגבר עסוק כרגע - או שהוא נושא דליים של אלקטרונים במהירות מסחררת - a=1, או שהוא רדום לחלוטין - a=0.

אז, הספק המוצא מחושב באמצעות הנוסחה הבאה:

;

פיזור הספק של הטרנזיסטור הפועל:

צריכת חשמל:

ובכן, באופן כללי, במקרה של מצב B, הכל הוגן - צריכת החשמל גדלה ככל שאות הכניסה ובהתאם לכך, הספק המוצא גדל. צריכת החשמל המקסימלית ב-a=1 מגיעה

היעילות גם עולה עם עליית רמת האות ומגיעה ל-78,5%. ובכן, זה עניין אחר לגמרי. (מיאו! ובכן, כן - לשפוך 20% מהבירה זה לא 50%).

אז נראה שפספסנו משהו. ובכן, זה נכון - הם שכחו מהעיוותים. וכל החתול עם הבירה שלו. מסיח את הדעת.

אז בואו נסתכל על העיוותים.

מגברי כוח. לוח זמנים

אוווווו...שם הגענו - תראו מה קורה. במחלקה טהורה ב' מחכה לנו ממ"מ מאוד גדול... (מיאו! תחת!) ובכן, כן, משהו כזה - לא ליניארי או כפי שהם נקראים גם עיוותים חולפים מהסוג ה-1. אתה רואה - על הגרף - במקום שהסינוסואיד יעבור בצורה חלקה דרך האפס, כפי שהוא עושה באות הכניסה, אנו מקבלים בדרך כלל צניחה ברוחב מסוים - כלומר, הרגע שבו האות נעלם כליל - אין כזה. למה זה קורה? העניין הוא שכדי שהטרנזיסטור ייפתח ויתחיל לעבוד, הוא צריך מתח סף מסוים שיסופק לבסיס - עבור טרנזיסטורי סיליקון דו-קוטביים הוא שווה ל-0,7 וולט.

מגברי כוח. I-V מאפיין של הטרנזיסטור

כלומר, מה שאנחנו מקבלים. נניח שגודל חצי הגל החיובי מתחיל לרדת. טרנזיסטור T1 מתחיל להיסגר. ומגיע רגע שערך חצי הגל הראשון יורד מתחת ל-0,7 וולט ו-T1 נסגר, אבל T2 עדיין לא נפתח, והוא ייפתח רק כשהאות יכנס לחצי גל שלילי וערכו יגיע למתח. של -0,7 וולט. לפיכך, אנו מקבלים חור באות ברוחב 1,4 וולט. אה אה אה, מה עלינו לעשות עכשיו, הא? (שתו בירה, שפכו 20% לשירותים, מיאו!)

ובכן, כדי לא לסיים את החלק הזה בנימה עצובה, ארוץ קדימה ואגיד שנמצא פתרון לבעיה הזו, נמצא מזמן והוא נקרא מצב א.ב. . יש פשרה בין איכות האות לפרמטרים של הספק. אבל נסתכל על זה בחלק הבא. (אנחנו נסתכל גם על מגבר דיגיטלי Class D, מיאו!)

פרסום: radiokot.ru

ראה מאמרים אחרים סעיף חובב רדיו מתחיל.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

מקלדת Primium Seneca 05.05.2024

מקלדות הן חלק בלתי נפרד מעבודת המחשב היומיומית שלנו. עם זאת, אחת הבעיות העיקריות שעמן מתמודדים המשתמשים היא רעש, במיוחד במקרה של דגמי פרימיום. אבל עם מקלדת Seneca החדשה של Norbauer & Co, זה עשוי להשתנות. Seneca היא לא רק מקלדת, היא תוצאה של חמש שנים של עבודת פיתוח ליצירת המכשיר האידיאלי. כל היבט של מקלדת זו, ממאפיינים אקוסטיים ועד מאפיינים מכניים, נשקל ומאוזן בקפידה. אחד המאפיינים המרכזיים של Seneca הוא המייצבים השקטים שלה, הפותרים את בעיית הרעש המשותפת למקלדות רבות. בנוסף, המקלדת תומכת ברוחב מקשים שונים, מה שהופך אותה לנוחה לכל משתמש. למרות ש-Seneca עדיין לא זמין לרכישה, הוא מתוכנן לצאת בסוף הקיץ. Seneca של Norbauer & Co מייצגת סטנדרטים חדשים בעיצוב מקלדת. שֶׁלָה ... >>

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

שלט רחוק סלולרי 24.09.2012

מדענים המעורבים בהנדסת רקמות ובבדיקת תרופות חדשות נאלצים לעתים קרובות למיין, לסובב, לזוז ולבצע מניפולציות רבות אחרות על תאים בודדים. הם צריכים לעשות זאת על ידי דחיפה של התאים עם בדיקה מכנית, או ממש "שכנוע" אותם לנוע בכיוון הנכון בעזרת גלים אקוסטיים, שדות חשמליים או נוזל. כדי לעבוד עם תא בודד, נעשה שימוש בשיטות של מגע פיזי ישיר ברמת דיוק גבוהה. בעוד ששיטות ללא מגע, אם כי לרוב מהירות יותר, הן פחות מדויקות ומתאימות בעיקר למיון של מספר רב של תאים.

נכון להיום, צוות חוקרים בינלאומי פיתח שיטת מניפולציה של תאים המשלבת את היתרונות של שתי השיטות, הן מגע והן ללא מגע.

מדענים מניחים לוחות קטנים בתעלה מיקרו-נוזלית ובאמצעות בקרה מגנטית, מתחילים להזיז את הלוח שמאלה וימינה הלוך ושוב. תנועה זו יוצרת זרימת נוזלים המשנה את כיוונו ביחס למיקום הלוח וקיר התעלה, בהתאם למאפייני תנודה כגון תדר, משרעת ופאזה.

שינוי הפרמטרים הללו מאפשר לחוקרים לשלוט בזרימה, כגון משיכת תא מתוך קבוצה, דחיפתו לעברם או הדחתו, כמו גם יצירת מערבולות מיקרוסקופיות כדי לסובב את התא סביב צירו. כשהתא מגיע לצלחת המותקנת, החוקרים יכולים להשתמש בצלחת עצמה למניפולציות ישירות ומדויקות.

עוד חדשות מעניינות:

▪ כונן GALAX Gamer 240-M.2 PCI-E 2280

▪ יהיה קל יותר להבין את המרצה

▪ סוללה על מיץ קיבה

▪ מחברת ASUS Zenbook Flip UX360 Hybrid

▪ גרפן עץ

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק באתר רפואה. מבחר מאמרים

▪ מאמר הטבור של כדור הארץ. ביטוי פופולרי

▪ מאמר איך הופיע הרחוב הקצר ביותר בעולם? תשובה מפורטת

▪ מאמר דרכים לקבוע את הנקודות הקרדינליות. עצות לטיול

▪ מאמר נדנדה אלקטרונית. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר אדון הפיפטה. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר