Klasse B forstærker klasser Klasse B-forstærkere blev opfundet som en løsning på effektivitets- og varmeproblemerne forbundet med den tidligere klasse A-forstærker. Den grundlæggende klasse B-forstærker bruger to komplementære transistorer enten bipolære eller FET for hver halvdel af bølgeformen med dens udgangstrin konfigureret i et “push-pull”-arrangement, så hver transistorenhed kun forstærker halvdelen af udgangsbølgeformen.
I klasse B-forstærkeren er der ingen DC-base-forspændingsstrøm, da dens hvilestrøm er nul, så jævnstrømseffekten er lille, og derfor er dens effektivitet meget højere end klasse A-forstærkerens. Imidlertid er prisen, der betales for forbedringen af effektiviteten, i lineariteten af omskiftningsanordningen.
Når indgangssignalet bliver positivt, leder den positive forspændte transistor, mens den negative transistor er slået “OFF”. Ligeledes, når inputsignalet bliver negativt, skifter den positive transistor “OFF”, mens den negative forspændte transistor tænder “ON” og leder den negative del af signalet. Transistoren leder således kun halvdelen af tiden, enten på positiv eller negativ halvcyklus af indgangssignalet.
Så kan vi se, at hver transistorenhed i klasse B-forstærkeren kun leder gennem den ene halvdel eller 180 grader af udgangsbølgeformen i streng tidsveksling, men da udgangstrinnet har enheder til begge halvdele af signalbølgeformen kombineres de to halvdele sammen for at producere den fulde lineære udgangsbølgeform.
Dette push-pull design af forstærkeren er tydeligvis mere effektivt end klasse A med omkring 50 %, men problemet med klasse B forstærkerdesignet er, at det kan skabe forvrængning ved nul-krydsningspunktet for bølgeformen på grund af transistorernes dødbånd af inputbasespændinger fra -0,7V til +0,7.
Vi husker fra Transistor tutorial, at det kræver en base-emitter spænding på omkring 0,7 volt for at få en bipolær transistor til at begynde at lede. Så i en klasse B-forstærker er udgangstransistoren ikke “forspændt” til en “ON”-tilstand, før denne spænding er overskredet.
Dette betyder, at den del af bølgeformen, der falder inden for dette 0,7 volt-vindue, ikke vil blive gengivet nøjagtigt, hvilket gør klasse B-forstærkeren uegnet til præcisionslydforstærkerapplikationer.
For at overvinde denne nul-krydsende forvrængning (også kendt som Crossover Distortion) blev klasse AB-forstærkere udviklet.
Klasse AB forstærkerklasser Som navnet antyder, er Klasse AB-forstærkeren en kombination af “Klasse A” og “Klasse B” type forstærkere, vi har set på ovenfor. AB-klassificeringen af forstærker er i øjeblikket en af de mest almindeligt anvendte typer lydeffektforstærkerdesign.
Klasse AB-forstærkeren er en variation af en klasse B-forstærker som beskrevet ovenfor, bortset fra at begge enheder har lov til at lede på samme tid omkring bølgeformernes krydsningspunkt, hvilket eliminerer delefilterforvrængningsproblemerne fra den tidligere klasse B-forstærker.
De to transistorer har en meget lille forspænding, typisk ved 5 til 10% af hvilestrømmen for at forspænde transistorerne lige over dets afskæringspunkt. Så vil den ledende enhed, enten bipolær eller FET, være “ON” i mere end en halv cyklus, men meget mindre end en hel cyklus af inputsignalet. I et klasse AB-forstærkerdesign er derfor hver af push-pull-transistorerne ledende i lidt mere end den halve ledningscyklus i klasse B, men meget mindre end den fulde ledningscyklus i klasse A.
Med andre ord er ledningsvinklen for en klasse AB-forstærker et sted mellem 180o og 360o afhængigt af det valgte forspændingspunkt som vist.
Fordelen ved denne lille forspænding, tilvejebragt af seriedioder eller modstande, er, at den crossover-forvrængning, der skabes af klasse B-forstærkerens karakteristika, overvindes uden ineffektiviteten af klasse A-forstærkerdesignet. Så klasse AB-forstærkeren er et godt kompromis mellem klasse A og klasse B med hensyn til effektivitet og linearitet, med konverteringseffektiviteter på omkring 50% til 60%.
Forside / Tech-Tips / CLASS B & AB
CLASS B & AB
Klasse B forstærker klasser
Klasse B-forstærkere blev opfundet som en løsning på effektivitets- og varmeproblemerne forbundet med den tidligere klasse A-forstærker. Den grundlæggende klasse B-forstærker bruger to komplementære transistorer enten bipolære eller FET for hver halvdel af bølgeformen med dens udgangstrin konfigureret i et “push-pull”-arrangement, så hver transistorenhed kun forstærker halvdelen af udgangsbølgeformen.
I klasse B-forstærkeren er der ingen DC-base-forspændingsstrøm, da dens hvilestrøm er nul, så jævnstrømseffekten er lille, og derfor er dens effektivitet meget højere end klasse A-forstærkerens. Imidlertid er prisen, der betales for forbedringen af effektiviteten, i lineariteten af omskiftningsanordningen.
Når indgangssignalet bliver positivt, leder den positive forspændte transistor, mens den negative transistor er slået “OFF”. Ligeledes, når inputsignalet bliver negativt, skifter den positive transistor “OFF”, mens den negative forspændte transistor tænder “ON” og leder den negative del af signalet. Transistoren leder således kun halvdelen af tiden, enten på positiv eller negativ halvcyklus af indgangssignalet.
Så kan vi se, at hver transistorenhed i klasse B-forstærkeren kun leder gennem den ene halvdel eller 180 grader af udgangsbølgeformen i streng tidsveksling, men da udgangstrinnet har enheder til begge halvdele af signalbølgeformen kombineres de to halvdele sammen for at producere den fulde lineære udgangsbølgeform.
Dette push-pull design af forstærkeren er tydeligvis mere effektivt end klasse A med omkring 50 %, men problemet med klasse B forstærkerdesignet er, at det kan skabe forvrængning ved nul-krydsningspunktet for bølgeformen på grund af transistorernes dødbånd af inputbasespændinger fra -0,7V til +0,7.
Vi husker fra Transistor tutorial, at det kræver en base-emitter spænding på omkring 0,7 volt for at få en bipolær transistor til at begynde at lede. Så i en klasse B-forstærker er udgangstransistoren ikke “forspændt” til en “ON”-tilstand, før denne spænding er overskredet.
Dette betyder, at den del af bølgeformen, der falder inden for dette 0,7 volt-vindue, ikke vil blive gengivet nøjagtigt, hvilket gør klasse B-forstærkeren uegnet til præcisionslydforstærkerapplikationer.
For at overvinde denne nul-krydsende forvrængning (også kendt som Crossover Distortion) blev klasse AB-forstærkere udviklet.
Klasse AB forstærkerklasser
Som navnet antyder, er Klasse AB-forstærkeren en kombination af “Klasse A” og “Klasse B” type forstærkere, vi har set på ovenfor. AB-klassificeringen af forstærker er i øjeblikket en af de mest almindeligt anvendte typer lydeffektforstærkerdesign.
Klasse AB-forstærkeren er en variation af en klasse B-forstærker som beskrevet ovenfor, bortset fra at begge enheder har lov til at lede på samme tid omkring bølgeformernes krydsningspunkt, hvilket eliminerer delefilterforvrængningsproblemerne fra den tidligere klasse B-forstærker.
De to transistorer har en meget lille forspænding, typisk ved 5 til 10% af hvilestrømmen for at forspænde transistorerne lige over dets afskæringspunkt. Så vil den ledende enhed, enten bipolær eller FET, være “ON” i mere end en halv cyklus, men meget mindre end en hel cyklus af inputsignalet. I et klasse AB-forstærkerdesign er derfor hver af push-pull-transistorerne ledende i lidt mere end den halve ledningscyklus i klasse B, men meget mindre end den fulde ledningscyklus i klasse A.
Med andre ord er ledningsvinklen for en klasse AB-forstærker et sted mellem 180o og 360o afhængigt af det valgte forspændingspunkt som vist.
Fordelen ved denne lille forspænding, tilvejebragt af seriedioder eller modstande, er, at den crossover-forvrængning, der skabes af klasse B-forstærkerens karakteristika, overvindes uden ineffektiviteten af klasse A-forstærkerdesignet. Så klasse AB-forstærkeren er et godt kompromis mellem klasse A og klasse B med hensyn til effektivitet og linearitet, med konverteringseffektiviteter på omkring 50% til 60%.