لقد ناقشنا بالفعل ، فئات وتصنيفات مضخمات القوة في مقالاتنا السابقة. تُستخدم دوائر مضخم الطاقة لتوصيل طاقة عالية لدفع الأحمال مثل مكبرات الصوت. يتم تصنيف مضخمات الطاقة بناءً على طريقة تشغيلها التي تمثل جزءًا من دورة الإدخال التي من المتوقع أن يتدفق خلالها تيار المجمع. على هذا الأساس ، يتم تصنيف مضخمات الطاقة على النحو المبين أدناه. في هذه المقالة ، سنناقش مضخم الفئة أ بالتفصيل.
- مضخم طاقة فئة أ
- مضخم طاقة من الفئة ب
- مضخم طاقة من الفئة C.
- مضخم طاقة فئة AB
- مكبرات الصوت من الفئة D و E و G و S و T. (تبديل مضخمات الطاقة)
بشكل عام ، يتم استخدام مضخمات الطاقة (الإشارة الكبيرة) في مراحل الإخراج لنظام مكبر الصوت لدفع حمولة مكبر الصوت. مكبر الصوت النموذجي له مقاومة تتراوح بين 4 Ω و 8 ، وبالتالي يجب أن يكون مضخم الطاقة قادرًا على توفير تيارات الذروة العالية المطلوبة لتشغيل مكبر الصوت ذي المعاوقة المنخفضة.
مضخم طاقة من الفئة أ
في مضخم الصوت من الفئة أ ، إذا كان تيار المجمع يتدفق طوال الوقت خلال الدورة الكاملة لإشارة الإدخال ، يُعرف مضخم الطاقة باسم مضخم الطاقة من الفئة أ. إنه أقل استخدامًا لمراحل خرج الطاقة الأعلى ، حيث إن كفاءته ضعيفة.
الغرض من تحيز الفئة A هو جعل مكبر الصوت خاليًا نسبيًا من الضوضاء عن طريق جعل شكل موجة الإشارة خارج المنطقة بين 0v إلى 0.6v حيث تكون خاصية إدخال الترانزستور غير خطية.
ينتج تصميم مكبر الصوت من الفئة A مضخمًا خطيًا جيدًا ، ولكن يتم إنتاج معظم الطاقة بواسطة مكبر الصوت يذهب الهدر في شكل حرارة. نظرًا لأن الترانزستورات في مكبر الصوت من الفئة A ، تكون منحازة للأمام طوال الوقت ، فإن القليل من التيار سوف يتدفق من خلالها على الرغم من عدم وجود إشارة دخل وهذا هو السبب الرئيسي لضعف كفاءتها. يظهر الرسم التخطيطي للدائرة لمضخم القدرة من الفئة A المقترن مباشرة في الشكل أدناه.
المحولات المزدوجة من الفئة أ
الدائرة الموضحة أعلاه عبارة عن مضخم صوت من الفئة أ مقترن مباشرة. مكبر للصوت حيث يقترن الحمل بإخراج الترانزستور يسمى استخدام محول بمضخم مباشر مقترن.
باستخدام تقنية اقتران المحولات ، يمكن تحسين كفاءة مكبر الصوت إلى حد كبير. يوفر محول التوصيل مطابقة جيدة للمقاومة بين الحمل والإخراج ، وهو السبب الرئيسي وراء تحسين الكفاءة.
بشكل عام ، يتدفق التيار من خلال الحمل المقاوم للمجمع ، مما يؤدي إلى إهدار طاقة التيار المستمر فيه. نتيجة لذلك ، تبددت طاقة التيار المستمر هذه في الحمل على شكل حرارة ، ولا تساهم في أي خرج طاقة تيار متردد.
ومن ثم لا يُنصح بتمرير التيار عبر جهاز الإخراج (على سبيل المثال: مكبر الصوت) مباشرة.
لهذا السبب ، يتم إجراء ترتيب خاص باستخدام محول مناسب لربط الحمل بمكبر الصوت كما هو مذكور في الدائرة أعلاه.
تحتوي الدائرة على مقاومات مقسم محتملة R1 و R2 ، ومقاوم انحياز وباعث تجاوز ، يستخدم لتثبيت الدائرة. مكثف تجاوز الباعث CE والمقاوم الباعث Re متصلان بالتوازي لمنع جهد التيار المتردد.
مكثف الإدخال سين ( اقتران مكثف ) يستخدم لأزواج جهد إشارة دخل التيار المتردد بقاعدة الترانزستور ويمنع التيار المستمر من المرحلة السابقة.
إلى محول تنحي مزود بنسبة دوران مناسبة لربط جامع المعاوقة العالية بحمل مقاومة منخفض.
مطابقة المعاوقة لمكبر للصوت من الفئة أ
مقاومة مطابقة يمكن أن يتم ذلك بجعل معاوقة خرج مكبر الصوت مساوية لمقاومة مدخلات الحمل. هذا مبدأ مهم لنقل الطاقة القصوى (وفقًا لنظرية نقل القدرة القصوى).
هنا يمكن تحقيق مطابقة الممانعة عن طريق اختيار عدد لفات الأولية بحيث تكون معاوقة الصافي مساوية لمقاومة خرج الترانزستور واختيار عدد لفات الثانوية بحيث تكون معاوقة الصافي مساوية لمقاومة دخل مكبر الصوت.
خصائص الإخراج لمضخم الطاقة من الفئة أ
من الشكل أدناه ، يمكننا أن نلاحظ أن النقطة Q موضوعة بالضبط في مركز خط تحميل التيار المتردد وأن الترانزستور يوصل لكل نقطة في شكل موجة الإدخال. تبلغ الكفاءة القصوى النظرية لمضخم القدرة من الفئة أ 50٪.
خصائص خرج مضخم الطاقة من الفئة أ - خط تحميل التيار المتردد
في الممارسة العملية ، مع الاقتران السعوي والأحمال الحثية (مكبرات الصوت) ، يمكن أن تنخفض الكفاءة إلى 25٪. هذا يعني أن 75٪ من الطاقة التي يجذبها مكبر الصوت من خط الإمداد تضيع.
تُفقد غالبية الطاقة المهدرة في شكل حرارة على العناصر النشطة (الترانزستور). نتيجة لذلك ، حتى مضخم الطاقة ذو الطاقة المتوسطة من الفئة A يتطلب مصدر طاقة كبير ومبدد حراري كبير.
مزايا وعيوب مضخم صوت من الفئة أ مقترن مباشرة
نستخدم مضخمات الطاقة لأغراض مختلفة حسب القيد. كل مضخم طاقة فئة له مميزاته وعيوبه حسب موثوقيته وكفاءته.
مزايا مكبر الصوت من الفئة أ
- لديها دقة عالية بسبب نسخة طبق الأصل من إشارة الدخل.
- لقد تم تحسين استجابة التردد العالي لأن الجهاز النشط قيد التشغيل بدوام كامل ، أي لا يلزم وقت لتشغيل الجهاز.
- لا يوجد تشويه كروس لأن الجهاز النشط يجري الدورة الكاملة لإشارة الإدخال.
- يمكن تحقيق التكوين أحادي النهاية بسهولة وعمليًا في الفئة A amp.
عيوب مكبر الصوت من الفئة أ
- نظرًا لإمدادات الطاقة الكبيرة والمشتت الحراري ، فإن مضخم الصوت من الفئة A مكلف وضخم.
- لديها كفاءة ضعيفة.
- بسبب استجابة تردد اقتران المحولات ليست جيدة.
تطبيقات من فئة A مكبر للصوت
- يعد مضخم الصوت من الفئة A أكثر ملاءمة للأنظمة الموسيقية الخارجية ، نظرًا لأن الترانزستور يعيد إنتاج شكل الموجة الصوتية بالكامل دون انقطاع. نتيجة لذلك ، يكون الصوت واضحًا جدًا وأكثر خطيًا ، أي أنه يحتوي على مستويات أقل من التشويه.
- عادة ما تكون كبيرة جدًا وثقيلة وتنتج ما يقرب من 4-5 واط من الطاقة الحرارية لكل واط من المخرجات. لذلك ، فإنها تعمل ساخنة للغاية وتحتاج إلى الكثير من التهوية. لذا فهي ليست مثالية على الإطلاق لسيارة ونادرًا ما تكون مقبولة في المنزل.
أتمنى أن يعجبكم هذا المقال جميعًا. لأية استفسارات أو اقتراحات أو أحدث المشاريع الإلكترونية المعلومات ، يرجى التعليق أدناه. نحن دائما نقدر اقتراحاتك.
