A teljesítményerősítő egy általános elektronikus alkatrész, amely a bemeneti jel teljesítményét a kívánt kimeneti teljesítményre erősíti. Számos alkalmazásban teljesítményerősítőkre van szükség bizonyos igények kielégítésére, például vezeték nélküli kommunikációra, hangerősítésre, radarrendszerekre és ipari vezérlésre. Ebben a cikkben bemutatjuk a teljesítményerősítők alapelveit, osztályozását, működési módjait és alkalmazásait.
Először is, a teljesítményerősítő alapelve
A teljesítményerősítő alapelve a bemeneti jel teljesítményének a kívánt kimeneti teljesítményre való felerősítése. Alapvető működési elve a következő:
1. A bemeneti jelet az előerősítő felerősíti és beállítja a későbbi feldolgozáshoz és erősítéshez;
2. Az erősített jel a teljesítményerősítőbe kerül teljesítményerősítés céljából, amelyet általában olyan eszközökkel valósítanak meg, mint például tranzisztorok vagy térhatású csövek;
3. A teljesítményerősítő a bemeneti jel teljesítményét a kívánt kimeneti teljesítményre erősíti, és a terhelésre adja ki;
4. A terhelés fogadja a teljesítményerősítő kimeneti jelét, és az igényeknek megfelelően elvégzi a megfelelő műveletet és vezérlést.
Másodszor, a teljesítményerősítők osztályozása
A különböző áramköri struktúrák és üzemmódok szerint a teljesítményerősítők a következő típusokra oszthatók:
1. A osztályú teljesítményerősítő:Az A osztályú teljesítményerősítő egy elterjedt típusú teljesítményerősítő, amely mindig a lineáris tartományban tartja működési állapotát, és magas hatásfokkal és alacsony torzítással rendelkezik. Mivel azonban működési állapota mindig a telítési tartományban van, nagyobb hűtőbordát és tápfeszültséget igényel.
2. B osztályú teljesítményerősítő:A B osztályú végerősítő egy elterjedt teljesítményerősítő, működési állapota a levágási-területen és a telítési területen váltakozik, nagy hatékonysággal és alacsony torzítással. Azonban nagyobb hűtőbordát és tápfeszültséget igényel a nagy teljesítményveszteség miatt, amikor működési állapota a lekapcsolási tartományban van.
3. C osztályú teljesítményerősítő:A C osztályú teljesítményerősítő egy nagy hatásfokú teljesítményerősítő, amelynek működési állapota mindig a levágási tartományban van, nagy hatásfokkal és nagy torzítással. Mivel azonban mindig a levágási tartományban működik, nagy induktorokra és kondenzátorokra van szükség a kapcsolási funkció megvalósításához.
4. D osztályú teljesítményerősítő:A D osztályú teljesítményerősítő egyfajta nagy hatásfokú teljesítményerősítő, működési állapota mindig kapcsolási állapotban van, nagy hatásfokkal és nagy torzítással. Mivel azonban működési állapota mindig kapcsolási állapotban van, nagyobb induktorokra és kondenzátorokra van szükség a kapcsolási funkció megvalósításához.
5. E osztályú teljesítményerősítő:Az E osztályú teljesítményerősítő egyfajta nagy hatásfokú teljesítményerősítő, működési állapota mindig kapcsolási állapotban van, nagy hatásfokkal és alacsony torzítással. Mivel azonban működési állapota mindig kapcsolási állapotban van, nagyobb induktorokra és kondenzátorokra van szükség a kapcsolási funkció megvalósításához.
Harmadszor, a teljesítményerősítő működési módja
A teljesítményerősítőknek három fő működési módja van, az alábbiak szerint:
1. Egy-végű működési mód:Az egy-végű üzemmód a működési mód legegyszerűbb fajtája, amelynek csak egy bemeneti és egy kimeneti jele van. Ebben az üzemmódban a bemeneti jelet egy előerősítő erősíti és szabályozza, majd a teljesítményerősítőbe kerül teljesítményerősítésre, és végül a terhelésre kerül. Ennek a módnak az előnyei az egyszerűség, a megbízhatóság és az alacsony költség.
2. Push-pull mode:A Push-pull mód egy elterjedt működési mód, amelynek két bemeneti és egy kimeneti jele van. Ebben az üzemmódban a két bemeneti jelet felerősíti és szabályozza az előerősítő, majd belép a teljesítményerősítőbe teljesítményerősítés céljából, és végül a terhelésre kerül. Ennek az üzemmódnak az előnyei a nagy hatékonyság, a stabilitás és a kisebb torzítás.
3. Híd üzemmód:A híd üzemmód egy összetett üzemmód, amelynek négy bemeneti és egy kimeneti jele van. Ebben az üzemmódban a négy bemeneti jelet előerősítők erősítik és szabályozzák, majd a teljesítményerősítőbe lépnek be, és végül a terhelésre kerülnek. Ennek az üzemmódnak az előnyei a nagy hatékonyság, a stabilitás és a kisebb torzítás.
Negyedszer, a teljesítményerősítők alkalmazása
A teljesítményerősítőket széles körben használják különféle területeken, az alábbiakban néhány gyakori alkalmazási forgatókönyvet olvashat:
1. Vezeték nélküli kommunikáció:Vezeték nélküli kommunikációs rendszerekben teljesítményerősítőkre van szükség az átviteli jel teljesítményének felerősítéséhez a távoli céleszközhöz való továbbításhoz. Az általánosan használt vezeték nélküli kommunikációs szabványok közé tartozik a GSM, CDMA, WCDMA, LTE és így tovább.
2. Hangerősítés:Az audiorendszerekben teljesítményerősítőkre van szükség az audiojelek teljesítményének erősítésére, hogy meghajtsák az olyan eszközöket, mint a hangszórók vagy fejhallgatók a hang lejátszásához. Az általánosan használt hangszabványok közé tartozik az MP3, WAV, FLAC és így tovább.
3. Radar rendszer:A radarrendszerben teljesítményerősítőkre van szükség a radarjel teljesítményének erősítésére a célobjektum távolságának, sebességének és helyzetének, valamint egyéb információk észleléséhez. Az általánosan használt radarszabványok közé tartozik a SAR, ISAR, INSAR és így tovább.