Wir haben bereits darüber gesprochen, die Klassen und Klassifikationen von Leistungsverstärkern in unseren früheren Artikeln. Die Leistungsverstärkerschaltungen werden verwendet, um eine hohe Leistung zu liefern, um die Lasten wie Lautsprecher anzutreiben. Die Leistungsverstärker werden basierend auf ihrer Betriebsart klassifiziert, die der Teil des Eingangszyklus ist, während dessen der Kollektorstrom voraussichtlich fließen wird. Auf dieser Basis werden die Leistungsverstärker wie folgt klassifiziert. In diesem Artikel werden wir den Class A-Verstärker ausführlich behandeln.

Leistungsverstärker der Klasse A.
Leistungsverstärker der Klasse B.
Leistungsverstärker der Klasse C.
Leistungsverstärker der Klasse AB
Leistungsverstärker der Klassen D, E, G, S, T. (Schaltleistungsverstärker)

Im Allgemeinen werden die Leistungsverstärker (Großsignal) in den Ausgangsstufen eines Audioverstärkersystems verwendet, um eine Lautsprecherlast anzusteuern. Ein typischer Lautsprecher hat eine Impedanz zwischen 4 Ω und 8 Ω, daher muss ein Leistungsverstärker in der Lage sein, die hohen Spitzenströme zu liefern, die zum Ansteuern des Lautsprechers mit niedriger Impedanz erforderlich sind.

Leistungsverstärker der Klasse A.

Wenn bei einem Verstärker der Klasse A der Kollektorstrom während des gesamten Zyklus des Eingangssignals ständig fließt, wird der Leistungsverstärker als Leistungsverstärker der Klasse A bezeichnet. Es wird weniger für Leistungsstufen mit höherer Leistung verwendet, da es einen schlechten Wirkungsgrad aufweist.

Der Zweck der Vorspannung der Klasse A besteht darin, den Verstärker relativ rauschfrei zu machen, indem die Signalwellenform aus dem Bereich zwischen 0 V und 0,6 V herausgeführt wird, in dem die Eingangskennlinie des Transistors nicht linear ist.

Das Klasse-A-Verstärkerdesign erzeugt einen guten Linearverstärker, aber den größten Teil der von der Verstärker Verschwendung in Form von Wärme. Da die Transistoren in Verstärkern der Klasse A die ganze Zeit in Vorwärtsrichtung vorgespannt sind, fließt nur wenig Strom durch sie, obwohl kein Eingangssignal vorhanden ist, und dies ist der Hauptgrund für den schlechten Wirkungsgrad. Das Schaltbild des direkt gekoppelten Klasse-A-Leistungsverstärkers ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Transformatorgekoppelter Klasse-A-Verstärker

Die oben gezeigte Schaltung ist ein direkt gekoppelter Klasse-A-Verstärker. Ein Verstärker, bei dem die Last an den Ausgang von gekoppelt ist der Transistor Die Verwendung eines Transformators wird als direkt gekoppelter Verstärker bezeichnet.

Durch die Verwendung der Transformatorkopplungstechnik kann der Wirkungsgrad eines Verstärkers erheblich verbessert werden. Der Kopplungstransformator bietet eine gute Impedanzanpassung zwischen Last und Ausgang und ist der Hauptgrund für den verbesserten Wirkungsgrad.

Im Allgemeinen fließt der Strom durch die Widerstandslast des Kollektors, was zur Verschwendung der darin enthaltenen Gleichstromleistung führt. Infolgedessen wird diese Gleichstromleistung in Form von Wärme in der Last abgeführt und trägt keine Ausgangswechselstromleistung bei.

Daher ist es nicht ratsam, den Strom direkt durch das Ausgabegerät (z. B. Lautsprecher) zu leiten.

“Anwendung von Glasfaserkabel ”

Aus diesem Grund erfolgt eine spezielle Anordnung unter Verwendung eines geeigneten Transformators zum Koppeln der Last an den Verstärker, wie in der obigen Schaltung angegeben.

Die Schaltung hat die Potentialteilerwiderstände R1 und R2, den Vorspannungs- und Emitter-Bypass-Widerstand Re, die zur Schaltungsstabilisierung verwendet werden. Der Emitter-Bypass-Kondensator CE und der Emitter-Widerstand Re sind parallel geschaltet, um Wechselspannung zu verhindern.

Der Eingangskondensator Cin ( Kupplungskondensator ) wird verwendet, um die AC-Eingangssignalspannung an die Basis des Transistors zu koppeln und den DC von der vorherigen Stufe zu blockieren.

ZU Abwärtstransformator mit einem geeigneten Windungsverhältnis versehen, um den hochohmigen Kollektor mit einer niederohmigen Last zu koppeln.

Impedanzanpassung eines Klasse-A-Verstärkers

Impedanzanpassung Dies kann erreicht werden, indem die Ausgangsimpedanz des Verstärkers gleich der Eingangsimpedanz der Last gemacht wird. Dies ist ein wichtiges Prinzip für die Übertragung maximaler Leistung (gemäß dem Satz maximaler Leistungsübertragung).

Hier kann die Impedanzanpassung erreicht werden, indem die Anzahl der Windungen der Primärwicklung so gewählt wird, dass ihre Nettoimpedanz gleich der Transistorausgangsimpedanz ist, und indem die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung so gewählt wird, dass ihre Nettoimpedanz gleich der Lautsprechereingangsimpedanz ist.

Ausgangseigenschaften eines Leistungsverstärkers der Klasse A.

Aus der folgenden Abbildung können wir ersehen, dass der Q-Punkt genau in der Mitte der Wechselstromlastlinie liegt und der Transistor für jeden Punkt in der Eingangswellenform leitet. Der theoretische maximale Wirkungsgrad eines Leistungsverstärkers der Klasse A beträgt 50%.

Ausgangsmerkmale des Leistungsverstärkers der Klasse A - AC-Lastleitung

“wofür werden Rheostate verwendet? ”

In der Praxis kann mit der kapazitiven Kopplung und den induktiven Lasten (Lautsprechern) der Wirkungsgrad auf nur 25% sinken. Dies bedeutet, dass 75% der vom Verstärker aus der Versorgungsleitung entnommenen Leistung verschwendet werden.

Der größte Teil der verschwendeten Energie geht in Form von Wärme an den aktiven Elementen (Transistor) verloren. Daher benötigt selbst ein Leistungsverstärker der Klasse A mit mäßiger Leistung ein großes Netzteil und einen großen Kühlkörper.

Vor- und Nachteile eines direkt gekoppelten Klasse-A-Verstärkers

Wir verwenden die Leistungsverstärker je nach Einschränkung für verschiedene Zwecke. Jeder Leistungsverstärker jeder Klasse hat seine eigenen Vor- und Nachteile hinsichtlich seiner Zuverlässigkeit und Effizienz.

Vorteile eines Klasse-A-Verstärkers

Es hat eine hohe Wiedergabetreue aufgrund der exakten Nachbildung eines Eingangssignals.
Es hat den Hochfrequenzgang verbessert, weil das aktive Gerät Vollzeit eingeschaltet ist, d. H. Es ist keine Zeit erforderlich, um das Gerät einzuschalten.
Es gibt keine Überkreuzungsverzerrung, da das aktive Gerät über den gesamten Zyklus des Eingangssignals leitet.
Die Single-Ended-Konfiguration kann in Klasse-A-Verstärkern einfach und praktisch realisiert werden.

Nachteile des Class A-Verstärkers

Aufgrund des großen Netzteils und des Kühlkörpers ist ein Verstärker der Klasse A teuer und sperrig.
Es hat eine schlechte Effizienz.
Aufgrund der Transformator-Kopplung ist der Frequenzgang nicht so gut.

Anwendungen von Klasse-A-Verstärkern

Der Class-A-Verstärker eignet sich besser für Musiksysteme im Freien, da der Transistor die gesamte Audio-Wellenform wiedergibt, ohne jemals abzuschalten. Infolgedessen ist der Klang sehr klar und linearer, dh er enthält viel geringere Verzerrungsgrade.
Sie sind normalerweise sehr groß, schwer und produzieren fast 4 bis 5 Watt Wärmeenergie pro Watt Leistung. Daher laufen sie sehr heiß und benötigen viel Belüftung. Sie sind also überhaupt nicht ideal für ein Auto und in einem Haus selten akzeptabel.

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