عندما زادت الحاجة إلى اتصالات صوتية بعيدة المدى ، خلقت الحاجة إلى زيادة سعة الإشارات الكهربائية لنقلها عبر مسافات طويلة. اعتمدت الإدارات مثل الهاتف والتلغراف والإرسال المزدوج وما إلى ذلك طرقًا مختلفة لإسهاب الإشارات ، لكن النتائج ظلت غير مرضية. في حوالي عام 1912 تم تقديم العالم لأول مرة إلى مكبرات الصوت . هذه هي الأجهزة التي يمكن أن تتضخم لزيادة قوة إشارة الإدخال. في مكبرات الصوت المبكرة ، أنابيب مفرغة تم استخدامها والتي تم استبدالها لاحقًا بالترانزستورات في الستينيات. هناك أنواع عديدة من مكبرات الصوت تعتمد على الدوائر النشطة المستخدمة في تصميمها ، بناءً على تشغيلها ، وما إلى ذلك ... تم تصميم مضخم الطاقة لزيادة الطاقة المتاحة للحمل. مضخم الدفع والسحب هو أحد مضخمات الطاقة.
ما هو مضخم الدفع والسحب؟
مضخم الدفع والسحب هو نوع من مضخم الطاقة. يحتوي على زوج من الأجهزة النشطة مثل زوج مكمل من الترانزستورات . هنا يقوم أحد الترانزستور بتزويد الطاقة للحمل من مصدر الطاقة الموجب بينما يقوم الآخر بإمداد التيار من الحمل إلى الأرض.
تعد مكبرات الصوت هذه أكثر كفاءة من مضخمات الفئة A أحادية النهاية. الترانزستورات الموجودة في هذا مكبر الصوت هي ضد المراحل. يتم إعطاء الفرق بين مخرجات هذين الترانزستورين للحمل. يتم التخلص من التوافقيات المنتظمة الموجودة في الإشارة. تقلل هذه الطريقة من التشويه الموجود في الإشارة بسبب المكونات غير الخطية.
تسمى هذه المضخمات بمضخمات الدفع والسحب لأن أحد الترانزستورات هنا يدفع التيار في اتجاه واحد بينما يسحب الآخر التيار في اتجاه آخر. في مضخم الدفع والسحب ، يعمل أحد الترانزستور خلال النصف الموجب لدورة الإشارة بينما يعمل الآخر أثناء النصف السالب.
مخطط الرسم البياني
تحتوي دائرة مضخم الدفع والسحب على ترانزستورين ، NPN وترانزستور PNP ، كأجهزة نشطة. هذه الترانزستورات هي ضد المراحل. يصبح أحد الترانزستور متحيزًا للأمام أثناء دورة النصف الموجبة للإشارة بينما الآخر خلال النصف السلبي من الدورة. لتقسيم إشارة الدخل إلى إشارتين متطابقتين 180 درجة خارج الطور ، يتم استخدام محول اقتران مركز التنصت T1 عند مصدر مكبر الصوت.
يمكن إنشاء هذا مكبر الصوت في تكوينات مختلفة مثل مكبرات الصوت من الفئة A و Class-B و Class-AB. الدوائر المصممة لهذه الفئات مختلفة.
مخطط الدائرة لمضخم الدفع والسحب من الفئة أ
يحتوي مكبر الصوت من الفئة A على ترانزستورين متطابقين Q1 و Q2. المحطات الطرفية الباعثة لهذين الترانزستورات متصلة ببعضها البعض. تستخدم المقاومات R1 و R2 لتحيز الترانزستورات. يجب أن يكون أحد الترانزستور متحيزًا للأمام أثناء الدورة النصف الموجبة للإشارة بينما الآخر خلال نصف الدورة السلبية.
مكبر للصوت من الدرجة الأولى
يتم توصيل طرفي التجميع لهذين الترانزستورين بطرفين الملف الأولي لمحول الإخراج T2. ترتبط نهايات القاعدة لهذين الترانزستورين بالملف الثانوي لمحول الإدخال T1. يتم توصيل مصدر الطاقة بين الصنبور المركزي للوحدة الأولية لـ T2 وتقاطع الباعث في Q1 ، Q2.
يتم إرفاق الحمولة بالثانوية للمحول T2. يتدفق التيار الهادئ من Q1 و Q2 في الاتجاه المعاكس عبر نصفي الابتدائي لـ T2. هذا يلغي التشبع المغناطيسي في الدائرة.
مخطط الدائرة لمضخم الدفع والسحب من الفئة ب
لا توجد مقاومات انحياز R1 و R2 في مضخم الفئة ب. هنا يكون الترانزستوران متحيزان عند نقاط القطع. لا تستهلك الترانزستورات أي طاقة أثناء الظروف المثالية. وبالتالي ، فإن كفاءة مضخم الدفع والسحب من الفئة B أعلى من مضخم الدفع والسحب من الفئة A.
مخطط الدائرة لمضخم الدفع والسحب من الفئة AB
تشبه هذه الدائرة مضخم الدفع والسحب من الفئة أ. ولكن على عكس الفئة A في الفئة AB ، يتم تحديد قيم المقاوم المنحاز بحيث يكون الترانزستورات Q1 و Q2 متحيزين فوق القطع في الفولتية. يقلل هذا الترتيب من الوقت الذي سيتم فيه إيقاف تشغيل الترانزستورات في نفس الوقت. وبالتالي ، يتم تقليل التشوه المتقاطع في مكبر الصوت من الفئة AB.
مضخم الدفع والسحب يعمل
يمكن لمرحلة خرج هذا مكبر الصوت أن تدفع التيار في كلا الاتجاهين من خلال الحمل. يحتوي على اثنين من الترانزستورات المضادة للطور Q1 و Q2. يقسم محول اقتران الإدخال T1 إشارة الإدخال إلى نصفين متطابقين ، كل 180 درجة خارج الطور. يتجه ترانزستور واحد إلى الأمام خلال دورة نصف موجبة ويمرر التيار. يبقى الترانزستور الآخر متحيزًا عكسيًا أثناء دورة النصف الموجبة. ينعكس هذا الشرط عندما يتم تطبيق نصف الدورة السلبية على الترانزستورات.
يتدفق تيارات المجمع I1 و I2 من Q1 و Q2 في نفس الاتجاه من خلال النصفين المقابلين للمحول الأساسي T2. يؤدي هذا إلى تضخيم إخراج إشارة الإدخال في المرحلة الثانوية لمحول T2. وبالتالي ، فإن التيار خلال المرحلة الثانوية T2 هو الفرق بين التيارات المجمعة للترانزستورات.
مزايا
ناتج مضخم الدفع والسحب هو الفرق بين تيارات المجمع للترانزستورين. هذا يزيل التوافقيات في الإخراج. تقلل هذه الطريقة أيضًا من التشويه. يتمتع مكبر الصوت من الفئة B بكفاءة عالية ويمكن أن يعمل في ظروف إمدادات طاقة محدودة. يحتوي مكبر الصوت من الفئة B على دوائر بسيطة ولا يحتوي خرجه حتى على التوافقيات. يتم تقليل التشوه المتقاطع في مكبرات الصوت من الفئة AB.
التطبيقات
بعض تطبيقات مضخمات الدفع والسحب هي كما يلي:
- تستخدم مكبرات الصوت هذه في أنظمة التردد اللاسلكي.
- في الأنظمة الرقمية ، تُستخدم مكبرات الصوت هذه نظرًا لتكلفتها المنخفضة وتصميمها الأصغر.
- تستخدم هذه لتضخيم الصوت على التلفزيون والهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر.
- في أنظمة الاتصالات بعيدة المدى التي تتطلب تشوهًا منخفضًا ، يتم استخدام مكبرات الصوت هذه.
- هذه تستخدم مع مكبرات الصوت.
- لتضخيم إشارات التردد اللاسلكي.
- في أنظمة الطاقة الإلكترونية ، يتم استخدام مضخمات الدفع والسحب.
أسئلة وأجوبة
1). لماذا يسمى مضخم الدفع والسحب؟
يحتوي هذا مكبر الصوت على اثنين من الترانزستورات في الدائرة. يقوم أحد الترانزستورات بدفع التيار نحو الخرج خلال نصف دورة موجبة لإشارة الإدخال ، ويسحب الترانزستور الآخر التيار باتجاه الخرج خلال الدورة النصف السلبية لإشارة الإدخال ، وبالتالي ، يُطلق على مكبر الصوت اسم مضخم الدفع والسحب.
2). ما هو مضخم الدفع والسحب المجاني؟
استخدام محول يجعل تصميم مضخم الدفع والسحب ضخمًا. لإزالة هذا العيب ، يتم استخدام ترانزستورين ، NPN و PNP ، المكملان لبعضهما البعض في مرحلة الإدخال لمضخم الدفع والسحب. يُعرف هذا التصميم بمضخم الدفع والسحب المجاني.
3). ما هو الدفع والسحب؟
تم تصميم مرحلة خرج الدفع والسحب باستخدام ترانزستورين مكملين يوفران الحمل الحالي ويمتصان التيار من الحمل.
4). لماذا يتم استخدام مضخم الدفع والسحب؟
يُفضل عادةً مضخم الدفع والسحب لتضخيم الإشارات دون تشويه.
5). أي مكبر للصوت لديه أعلى كفاءة؟
يتميز مضخم الدفع والسحب من الفئة ب بأعلى كفاءة بنسبة 78.9٪.
إلى جانب الترانزستورات ، تُستخدم الأنابيب المفرغة أيضًا كعناصر نشطة في هذه المضخمات. الوقت الحاضر محولات نادرًا ما تستخدم في مرحلة إخراج مكبرات الصوت. في نظام الدفع والسحب المتماثل ، يعكس كل زوج إخراج الآخر. هنا يتم عكس NPN للنصف الآخر مع PNP للنصف الآخر. وبالمثل ، هناك قانون مربع دفع وسحب شبه متماثل ، فائق التناظر ، اعتمادًا على دوائر الإخراج الخاصة بهم. إليك سؤال لك ، ما هي الوظيفة الرئيسية لمكبر الصوت؟
