فئات وتصنيف مكبرات الصوت مع تطبيقاتها

فئات وتصنيف مكبرات الصوت مع تطبيقاتها

في الأيام السابقة ، قبل اختراع مكبرات الصوت الإلكترونية ، يتم استخدام ميكروفونات الكربون المزدوجة كمكبرات صوت خام في مكررات الهاتف. أول جهاز إلكتروني يتم تضخيمه عمليًا هو أنبوب فراغ Audion ، الذي اخترعه Lee De Forest في عام 1906. مصطلح مكبر الصوت والتضخيم مشتق من الكلمة اللاتينية amplificare للتوسيع أو التكبير. الأنبوب المفرغ هو جهاز التبسيط الوحيد لمدة 40 عامًا وسيطر على الإلكترونيات حتى عام 1947. متى أول BJT كان في السوق وقد أحدث ثورة أخرى في الإلكترونيات وهو أول جهاز إلكتروني محمول مثل راديو الترانزستور تم تطويره في عام 1954. تناقش هذه المقالة فئات وتصنيفات مكبرات الصوت.



ما هو مكبر للصوت وتصنيف مكبرات الصوت؟

ببساطة تسمى مكبرات الصوت كمضخم صوت. مكبر الصوت هو جهاز إلكتروني يستخدم لزيادة إشارة التيار والجهد والطاقة. وظيفة مكبر الصوت باستخدام الطاقة من إمدادات الطاقة والارتفاع الأطول ، يتحكم في إشارة الخرج بمساعدة إشارة الإدخال. يقوم مكبر الصوت بتعديل الخروج من مصدر الطاقة بناءً على خصائص إشارة الإدخال. يكون مكبر الصوت معاكسًا تمامًا للمخفف إذا كان المضخم يوفر الكسب ، وبالتالي يوفر المخفف الخسارة. مكبر الصوت هو أيضًا جزء منفصل من الدائرة الكهربائية والذي يستمر مع الجهاز الآخر.


المضخم

المضخم





يستخدم مكبر للصوت في جميع المعدات الإلكترونية. يمكن تصنيف مكبرات الصوت في أنواع مختلفة. الأول هو تحسين تردد الإشارة الإلكترونية. التالي هو مكبر الصوت ويضخم الإشارة في نطاق أقل من 20 كيلو هرتز ومضخم الترددات اللاسلكية يضخم نطاقات تردد الراديو من 20 كيلو هرتز إلى 300 كيلو هرتز. آخر واحد هو الجودة الحالية ويتم تضخيم الجهد

هناك أنواع مختلفة من مكبرات الصوت تشمل مضخم التيار أو مضخم الجهد أو مضخم الموصلية ومضخم المقاومة العابرة. في الوقت الحاضر ، معظم مكبرات الصوت المستخدمة في السوق هي ترانزستورات ، ولكن الأنابيب المفرغة تستخدم أيضًا في بعض التطبيقات.



تصنيف مكبرات الصوت

ال تصنيف مكبرات الصوت يظهر في ما يلي

  • متغير المدخلات والمخرجات
  • محطة مشتركة
  • أحادية وثنائية
  • مقلوب وغير مقلوب
  • طريقة اقتران بين المراحل
  • نطاق الترددات
  • وظيفة

متغير الإدخال والإخراج

يستخدم مكبر الصوت الإلكتروني متغيرًا واحدًا فقط ، أي التيار أو الجهد. قد يكون التيار أو الجهد يمكن استخدامه في الإدخال أو إما في الإخراج. هناك أربعة أنواع من مكبرات الصوت والتي تعتمد على المصدر المستخدم كتحليل خطي.


إدخال انتاج مصدر تابع نوع مكبر للصوت وحدات الكسب

أنا

أنا

CCCS المصدر الحالي الذي يتم التحكم فيهمكبر الصوت الحاليبلا حدود

أنا

الخامس

مصدر الجهد الذي يتم التحكم فيه حاليًا CCVSمضخم المقاومة العابرةأوم

الخامس

أنا

مصدر التيار المتحكم فيه بالجهد VCCSمضخم التوصيل العابرسيمنز

الخامس

الخامس

VCVS مصدر الجهد المتحكم فيهمضخم الجهدبلا حدود

محطة مشتركة

يعتمد تصنيف مكبر الصوت على طرف الجهاز المشترك لكل من دائرة الإدخال والإخراج. في الترانزستور ثنائي القطب ، هناك ثلاث فئات هي. باعث مشترك وقاعدة مشتركة وجامع مشترك. في حالة حقل التأثير الترانزستور ، لديها التكوينات المقابلة مثل المصدر المشترك ، والبوابة المشتركة ، والصرف المشترك. المرسل الشائع هو الأكثر تكرارًا لتوفير تضخيم للجهد المطبق بين القاعدة والباعث. إشارة الدخل بين المجمع والباعث مقلوبة بالنسبة للإدخال. يُطلق على دائرة المجمع المشتركة اسم تابع باعث ، ومتابع مصدر ، ومتابع كاثود.

من جانب واحد وثنائي

يسمى مكبر الصوت الذي لا يعرض خرجه أي ردود فعل على جانب الإدخال بأنه أحادي الجانب. مكبر الصوت أحادي الجانب لمقاومة الدخل مستقل عن الحمل ومقاومة الخرج هي معاوقة مصدر إشارة مستقلة.

يُطلق على مكبر الصوت الذي يستخدم التغذية المرتدة لتوصيل جزء من الإخراج مرة أخرى إلى الإدخال كمضخم ثنائي. تعتمد معاوقة الإدخال للمضخم الثنائي على الحمل ومقاومة الخرج لمقاومة المصدر. يشار إلى المضخمات الخطية الأحادية والثنائية على أنها شبكتا منفذ.

مقلوب وغير مقلوب

في هذا ، يستخدم تصنيف مكبر الصوت علاقة الطور لإشارة الإدخال بإشارة الخرج. يعطي مكبر الصوت العكسي خرجًا بمقدار 180 درجة خارج الطور مع إشارة الإدخال.

المضخم غير المقلوب مستمر في طور أشكال موجة إشارة الدخل والباعث هو مضخم غير مقلوب. يسمى متابع الجهد كمضخم غير مقلوب وله كسب وحدة.

طريقة اقتران بين المراحل

يتم تصنيف هذا النوع من المكبرات باستخدام طريقة اقتران الإشارة عند الإدخال والإخراج وبين المراحل. هناك أنواع مختلفة من الطرق في مضخم اقتران بين المراحل.

  • مضخم اقتران سعوي مقاوم
  • مضخم اقتران حثي سعوي
  • مكبر اقتران المحول
  • مضخم اقتران مباشر

فئات مكبرات الصوت

هناك أنواع مختلفة من فئات مكبرات الصوت المذكورة في ما يلي

  • مضخم صوت من الفئة أ
  • مكبر للصوت من الفئة ب
  • مضخم صوت من الفئة C.
  • مضخم صوت من الفئة د
  • مضخم صوت من الفئة AB
  • مضخم صوت من الفئة F
  • مضخم صوت من الفئة S.
  • مضخم صوت من الفئة R.

مكبر للصوت من الفئة أ

مكبرات الصوت من الفئة A عبارة عن مكبرات صوت بسيطة التصميم وهذا المضخم غالبًا مكبرات صوت شائعة الاستخدام. في الأساس ، تعد مكبرات الصوت من الفئة A أفضل مكبرات صوت من الفئة نظرًا لمستويات التشوه المنخفضة. هذا مكبر الصوت هو الأفضل في نظام الصوت وفي معظم أنظمة الصوت يستخدم مضخم الصوت من الفئة A. يتم تشكيل مكبرات الصوت من الفئة A بواسطة أجهزة مرحلة الإخراج المنحازة لعملية الفئة A. بمقارنة مكبرات الصوت من الفئات الأخرى بمكبرات الصوت من الفئة A ، يكون لها أعلى خطية.

مكبر للصوت من الفئة أ

مكبر للصوت من الفئة أ

للحصول على خطية عالية وكسب في مكبر للصوت من الفئة A ، يجب أن يكون خرج مكبر الصوت من الفئة A متحيزًا لجميع الأوقات. ومن ثم يقال أن مكبر الصوت هو مكبر للصوت من الفئة A. يجب أن يكون التيار المثالي للإشارة الصفرية في مرحلة الإخراج مساويًا أو أكثر من الحد الأقصى للحمل الحالي المطلوب لإنتاج كمية أكبر من الإشارة.

مزايا

  • يزيل التشويه غير الخطي
  • لديها تموج الجهد المنخفض
  • لا يتطلب أي تعويض عن التردد
  • لا يوجد تشوهات متقاطعة وتبديل
  • يوجد تشوه توافقي منخفض في مضخم الجهد والتيار

سلبيات

  • المحولات المستخدمة في هذا مكبر الصوت تكون كبيرة وتكلفة عالية
  • متطلباتها من اثنين من الترانزستورات متطابقة

مضخم صوت من الفئة ب

مكبرات الصوت من الفئة B هي النصف الموجب والسالب للإشارات ، والتي يتم تخصيصها لأجزاء مختلفة من الدوائر وجهاز الإخراج في وضع التشغيل والإيقاف بشكل مستمر. تُستخدم مكبرات الصوت من الفئة B الأساسية في ترانزستورين مكملين هما FET وثنائي القطب. يتم تكوين هذين الترانزستورات لكل نصف من شكل الموجة مع إخراجها في ترتيب نوع الدفع والسحب. ومن ثم فإن كل مضخم نصف فقط من شكل الموجة الناتج.

مضخم صوت من الفئة ب

مضخم صوت من الفئة ب

في مكبر الصوت من الفئة ب ، إذا كانت إشارة الإدخال موجبة ، فسيتم إيقاف تشغيل سلوك الترانزستور المنحاز إيجابيًا والترانزستور السالب. إذا كانت إشارة الإدخال سلبية ، فسيتم إيقاف تشغيل الترانزستور الموجب وتشغيل الترانزستور المتحيز السالب. ومن ثم فإن الترانزستور يقوم بنصف الوقت مهما كان مثل دورة نصف موجبة أو سالبة لإشارة الدخل.

مزايا

  • يعطي قدر من التشويه في الدائرة خرجًا أكبر لكل جهاز بسبب عدم وجود التوافقيات الزوجية
  • إن استخدام نظام الدفع والسحب في مكبر الصوت من الفئة B يزيل التوافقية المتساوية

سلبيات

  • في مكبر الصوت من الفئة ب ، يوجد تشوه متناسق عالي
  • في هذا مكبر الصوت ، ليست هناك حاجة للتحيز الذاتي

التطبيقات

  • تستخدم مكبرات الصوت من الفئة ب في تصميم منخفض التكلفة
  • هذا مكبر الصوت أكثر أهمية من مضخم الفئة أ
  • يعاني مضخم الصوت من الفئة B من تشويه سيئ إذا كان مستوى الإشارة منخفضًا

مضخم صوت من الفئة AB

الفئة AB هي مزيج من مضخم صوت من الفئة A والفئة B. تستخدم مضخمات الفئة AB عادة في مكبرات الصوت . من الرسم التخطيطي ، يحتوي الترانزستوران على كمية صغيرة من الجهد والتي تتراوح من 5 إلى 10٪ من التيار الهادئ وتحيز الترانزستور فوق نقطة القطع مباشرة. بعد ذلك ، قد يكون الجهاز FET أو ثنائي القطب سيكون قيد التشغيل لأكثر من نصف الدورة ، ولكنه أقل من الدورة الكاملة لإشارة الإدخال. ومن ثم ، في تصميم مكبر الصوت من الفئة AB ، يقوم كل من ترانزستورات الدفع والسحب بإجراء أكثر بقليل من نصف دورة التوصيل في الفئة B ، ولكن أقل بكثير من الدورة الكاملة للتوصيل من الفئة A.

مضخم صوت من الفئة AB

مضخم صوت من الفئة AB

تتراوح زاوية التوصيل لمكبر الصوت من الفئة AB بين 1800 إلى 3600 وهذا يعتمد على نقطة التحيز. تتمثل ميزة جهد التحيز الصغير في إعطاء مقاومة متسلسلة وديود.

مزايا

  • الفئة AB لها سلوك خطي
  • تصميم هذا مكبر الصوت بسيط للغاية
  • تشوه مكبر الصوت هذا أقل من 0.1٪
  • جودة صوت هذا الصوت عالية جدًا

سلبيات

  • يولد تبديد الطاقة لهذا المضخم الحرارة ويتطلب كمية كبيرة من المشتت الحراري
  • هذا مكبر الصوت لديه كفاءة منخفضة للطاقة ومتوسط ​​الكفاءة أقل من 50٪

التطبيقات

تستخدم مكبرات الصوت من الفئة AB في أنظمة hi-fi.

مضخم صوت من الفئة ج

ال تصميم مكبر للصوت من الفئة C. له كفاءة كبيرة وخطية ضعيفة. في المضخمات السابقة ، ناقشنا الفئة A و B و AB هي المكبرات الخطية. يعد مكبر الصوت من الفئة C متحيزًا بشدة ، وبالتالي يكون تيار الخرج صفرًا لأكثر من نصف إشارة الإدخال ويكون الترانزستور في وضع الخمول عند نقطة القطع. بسبب التشوه الصوتي الخطير ، فإن مكبرات الصوت من الفئة C هي تذبذب موجة جيبية عالية التردد.

مضخم صوت من الفئة ج

مضخم صوت من الفئة ج

مزايا

  • كفاءة مكبر الصوت من الفئة C عالية
  • في مكبر الصوت من الفئة C ، يكون الحجم المادي منخفضًا لقوة o / p المعطاة

سلبيات

  • الخطية لمكبر الصوت من الفئة C منخفضة
  • لا يتم استخدام مكبرات الصوت من الفئة C في مكبرات الصوت
  • تم تقليل النطاق الديناميكي لمكبر الصوت من الفئة ج
  • سينتج مكبر الصوت من الفئة C المزيد من واجهات التردد اللاسلكي

التطبيقات

يستخدم هذا مكبر للصوت في مضخمات التردد اللاسلكي

مضخم صوت من الفئة د

مضخم الصوت من الفئة D عبارة عن مكبرات صوت غير خطية أو مضخمات PWM. يمكن أن يصل هذا مكبر الصوت إلى كفاءة 100٪ نظريًا ولا توجد فترة زمنية أثناء الدورة. يتم رسم التيار المتداخل بين الجهد وأشكال الموجة الحالية فقط بمساعدة الترانزستور الموجود في حالة التشغيل. تسمى هذه المضخمات أيضًا بالمضخمات الرقمية.

مضخم صوت من الفئة د

مضخم صوت من الفئة د

مزايا

  • يتمتع مكبر الصوت من الفئة D بكفاءة أكبر تزيد عن 90٪
  • في مكبرات الصوت من الفئة D ، يوجد تبديد منخفض للطاقة

سلبيات

يعد تصميم مكبر الصوت من الفئة D أكثر تعقيدًا من مكبر الصوت من الفئة AB.

التطبيقات

  • يستخدم هذا مكبر الصوت في بطاقات الصوت للأجهزة المحمولة وأجهزة الكمبيوتر الشخصية
  • تستخدم مكبرات الصوت هذه في سيارات مضخمات الصوت.
  • في الوقت الحاضر ، في معظم التطبيقات ، تستخدم هذه المضخمات.

مضخم صوت من الفئة F

تُستخدم مكبرات الصوت F لزيادة الكفاءة والإخراج بواسطة الرنانات التوافقية في شكل شبكة إخراج وتشكيل شكل الموجة الناتج في موجة مربعة. تتمتع مكبرات الصوت من الفئة F بكفاءة تزيد عن 90٪ إذا تم استخدام الضبط التوافقي اللانهائي.

مضخم صوت من الفئة F

مضخم صوت من الفئة F

مضخم صوت من الفئة S.

تعد مكبرات الصوت من الفئة S عمليات مماثلة لمكبرات الصوت من الفئة D. هذه المضخمات هي مضخمات وضع التبديل غير الخطي. يقوم بتحويل إشارات الإدخال التناظرية إلى نبضات الموجة المربعة الرقمية باستخدام تعديلات دلتا سيغما. يقوم بتضخيمها لزيادة طاقة الخرج بمساعدة مرشح تمرير النطاق. تكون الإشارة الرقمية لمكبر الصوت في حالة التشغيل أو الإيقاف بالكامل ويمكن أن تصل كفاءتها إلى 100٪.

مضخم صوت من الفئة S.

مضخم صوت من الفئة S.

مضخم صوت من الفئة T.

تم تصميم مكبرات الصوت من الفئة T بنوع من مضخمات التبديل الرقمية. في الوقت الحاضر ، أصبحت هذه المضخمات أكثر شيوعًا كتصميم لمكبر الصوت بسبب امتداد شريحة DSP ومكبر الصوت متعدد القنوات. يقوم مكبر الصوت هذا بتحويل الإشارة من الإشارة التناظرية إلى إشارة تعديل عرض النبض الرقمي ويزيد التضخيم من كفاءة مكبرات الصوت. مكبرات الصوت من الفئة T هي مزيج من إشارة التشويه المنخفضة لمكبر الصوت من الفئة AB والآخر هو كفاءة مكبر الصوت من الفئة D.

مضخم صوت من الفئة T.

مضخم صوت من الفئة T.

مضخم صوت من الفئة G

يعد تحسين مضخم الفئة G هو الأساس لمضخم الفئة AB. يستخدم مضخم الصوت من الفئة G في قضبان إمداد الطاقة المتعددة ذات الفولتية المختلفة. يقوم بالتبديل تلقائيًا بين قضبان العرض مع تغير إشارة الدخل. يعمل تبديل التلامس على تقليل متوسط ​​استهلاك الطاقة وبالتالي يتم إنتاج فقدان الطاقة بواسطة الحرارة الضائعة. يوضح مخطط الدائرة أدناه مكبر للصوت من الفئة G.

مضخم صوت من الفئة G

مضخم صوت من الفئة G

توضح هذه المقالة تصنيف مكبرات الصوت. علاوة على ذلك ، أي استفسارات ، شعرت بأي شيء مفقود ، تريد معرفة أي معلومات حول أي موضوع معين ، يرجى إعلامي من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. هنا سؤال لك، ما هي وظائف الأنواع المختلفة من مكبرات الصوت؟

اعتمادات الصورة: