Amplificador de potencia (nombre en inglés: amplificador de potencia), denominado "amplificador de potencia", se refiere a un amplificador que puede producir la máxima potencia de salida para impulsar una determinada carga (como un altavoz) bajo una distorsión determinada. tasa. El amplificador de potencia desempeña un papel fundamental en la "organización y coordinación" de todo el sistema de audio y, hasta cierto punto, determina si todo el sistema puede proporcionar una salida de buena calidad de sonido. ?
Utilice la función de control de corriente del triodo o la función de control de voltaje del transistor de efecto de campo para convertir la potencia de la fuente de alimentación en una corriente que cambia según la señal de entrada. Debido a que el sonido es una onda de diferentes amplitudes y frecuencias, es decir, una corriente de señal de CA, la corriente del colector del triodo es siempre β veces la corriente base en el área de amplificación. β es el coeficiente de amplificación actual del triodo. Si la señal pequeña se inyecta en la base, la corriente que fluye a través del colector será igual a β veces la corriente de la base. Entonces esta señal se aísla con un condensador de bloqueo de CC y una señal grande con una corriente (o voltaje) es. Se obtiene β veces el original. Este fenómeno se convierte en el efecto de amplificación del triodo. Después de la amplificación de corriente continua, se completa la amplificación de potencia.
El sistema tradicional de reproducción de voz digital consta de dos procesos principales:
1. Transformación de datos de voz digital en señales de voz analógicas (implementada mediante el uso de un sistema de conversión de digital a analógico de alta precisión). convertidor DAC);
2. Utilice amplificadores de potencia analógicos para amplificar señales analógicas, como amplificadores de Clase A, Clase B y Clase AB. Desde principios de la década de 1980, muchos investigadores han trabajado en el desarrollo de diferentes tipos de amplificadores digitales que logran amplificación de potencia directamente a partir de datos de voz digitales sin conversión analógica. Estos amplificadores a menudo se denominan amplificadores de potencia digitales o amplificadores de Clase D.
Amplificador Clase A:
Las características principales del amplificador Clase A son: el punto de operación Q del amplificador se establece cerca del punto medio de la línea de carga y el transistor opera uniformemente. durante todo el ciclo de conducción de la señal de entrada. El amplificador puede funcionar como un solo tubo o como operación push-pull. Dado que el amplificador opera dentro del rango lineal de la curva característica, la distorsión transitoria y la distorsión alterna son pequeñas. El circuito es simple y fácil de depurar. Sin embargo, la eficiencia es baja, el consumo de energía del transistor es grande, la eficiencia máxima teórica es solo del 25% y hay una gran distorsión no lineal. Por tanto, la eficiencia es relativamente baja.
Amplificador Clase B:
La característica principal del amplificador Clase B es: el punto estático del amplificador está en (VCC, 0). La salida casi no consume energía. Durante el semiciclo positivo de Vi, Q1 se enciende y Q2 se apaga, y el terminal de salida tiene una onda sinusoidal de semiciclo positiva. De manera similar, cuando Vi es una onda sinusoidal de semiciclo negativa, se deben usar dos tubos; para empujar-tirar. Se caracteriza por una alta eficiencia (78%), pero debido a que el amplificador opera en una región no lineal, su desventaja es que la "distorsión cruzada" es grande. Es decir, cuando la señal está entre -0,6 V ~ 0,6 V, se debe a que Q1 y Q2 no pueden conducir. Por lo tanto, los diseñadores abandonan gradualmente este tipo de amplificador.
Amplificador Clase AB:
La característica principal del amplificador Clase AB es que el tiempo de conducción del transistor es ligeramente superior a medio ciclo, y se deben utilizar dos válvulas para empujar. -jalar. Puede evitar la distorsión cruzada. La distorsión alterna es grande y puede compensar incluso la distorsión armónica. Tiene las características de alta eficiencia y bajo consumo de energía del transistor.
Amplificador Clase C:
La característica principal del amplificador Clase C es que el transistor solo funciona durante un corto tiempo de cada ciclo de la señal de entrada. Cuando el circuito está funcionando, generalmente se proporciona un voltaje de polarización negativa al tubo amplificador para garantizar que el transistor no funcione en un estado de Clase B. Su carga de colector no es una resistencia sino un circuito resonante paralelo LC, por lo que el amplificador Clase C también se denomina circuito amplificador resonante. La función de selección de frecuencia se logra ajustando el valor de capacitancia del capacitor o el valor de inductancia del inductor. La eficiencia de conversión del amplificador Clase C es extremadamente alta, pudiendo alcanzar el 98%. Sin embargo, debido a que la carga es un circuito resonante, el circuito a menudo funciona en un estado de alta frecuencia, por lo que la distorsión es muy grande. Por lo tanto, el amplificador de Clase C no es adecuado como amplificador de potencia de audio, sino que se usa ampliamente. La industria de la radio debido a sus características de frecuencia seleccionables, por lo que generalmente se utiliza como amplificadores de radiofrecuencia, amplificadores sintonizados y multiplicadores de frecuencia.
Amplificador Clase D:
El amplificador Clase D (potencia de audio digital) es un tipo de amplificador que convierte señales de audio analógicas de entrada o información digital PCM en PWM (Modulación de ancho de pulso) o PDM. (Modulación de densidad de pulso) señal de pulso y luego use la señal de pulso PWM o PDM para controlar el dispositivo de conmutación de alta potencia para encender/apagar el amplificador de potencia de audio, también llamado amplificador de conmutación. Tiene la destacada ventaja de una alta eficiencia.
El amplificador de potencia de audio digital también parece un convertidor digital a analógico de potencia de un bit. El amplificador consta de un circuito de procesamiento de señal de entrada, un circuito formador de señal de conmutación y un circuito de conmutación de alta potencia (medio puente y puente completo). ) y un filtro de paso bajo (LC) y otras cuatro partes. Amplificador clase D o amplificador digital. Utiliza circuitos de conmutación de frecuencia extremadamente alta para amplificar señales de audio.
Ventajas:
1) Tiene una alta eficiencia, que generalmente alcanza más del 85%.
2) Es pequeña y puede ahorrar dinero en comparación con la amplificación analógica; mucho espacio;
3) Sin ruidos al encender;
4) Baja distorsión, buena curva de respuesta de frecuencia. Hay pocos componentes periféricos, lo que facilita el diseño y la depuración.
Los amplificadores Clase A, Clase B y Clase AB son amplificadores analógicos, mientras que los amplificadores Clase D son amplificadores digitales. Los amplificadores push-pull de Clase B y Clase AB son más eficientes y tienen menos distorsión que los amplificadores de Clase A. Los transistores del amplificador de potencia consumen menos energía y tienen una mejor disipación de calor. Sin embargo, los amplificadores de Clase B sufren de características de conmutación deficientes durante la transición entre el encendido. y apagado de los transistores. O se produce una distorsión alterna debido a una selección inadecuada de los parámetros del circuito. Los amplificadores de clase D tienen alta eficiencia, baja distorsión y buenas curvas de respuesta de frecuencia. Ventajas de menos componentes periféricos. Los amplificadores de clase AB y los amplificadores de clase D son las formas de circuitos básicos de los amplificadores de potencia de audio.
Amplificador Clase T:
Amplificador de potencia (Figura 2)
El circuito de salida de potencia del amplificador de potencia Clase T es el mismo que el del amplificador Clase T modulado por ancho de pulso. Amplificador de potencia D. El transistor también funciona en estado de conmutación y su eficiencia es equivalente a la de un amplificador de potencia Clase D. Pero lo que lo diferencia de los amplificadores de potencia de Clase D ordinarios es:
En primer lugar, no utiliza el método de modulación de ancho de pulso. Tripath Company inventó un procesador de amplificador de potencia digital llamado "Procesamiento de potencia digital (DPP). "Tecnología de potencia digital, que es el núcleo del amplificador de potencia Clase T. Utiliza el algoritmo de adaptación y el algoritmo de predicción para procesar pequeñas señales en tecnología de comunicación. La señal de audio de entrada y la corriente que ingresa al altavoz son procesadas digitalmente por DPP y utilizadas para controlar el encendido y apagado del transistor de potencia. Esto permite que la calidad del sonido alcance una amplificación lineal de alta fidelidad.
En segundo lugar, la frecuencia de conmutación de su transistor de potencia no es fija y el espectro de potencia de los componentes inútiles no se concentra en una banda de frecuencia estrecha a ambos lados de la frecuencia portadora, sino que se distribuye en una amplia zona. banda de frecuencia. Hace que los detalles del sonido sean "escuchables" en toda la banda de frecuencia.
Además, el rango dinámico del amplificador de potencia Clase T es más amplio y la respuesta de frecuencia es plana. La aparición del DDP ha llevado a los amplificadores de potencia de la era digital a un nuevo nivel. En términos de alta fidelidad, la linealidad es tan buena como la de los amplificadores tradicionales de Clase AB. Cotización