Kamis, 18 Februari 2010
Jumat, 05 Februari 2010
Kamis, 04 Februari 2010
amplifier
Penguat istilah sebagaimana digunakan dalam artikel ini bisa berarti sebuah sirkuit (atau tahap) menggunakan satu perangkat aktif atau sistem yang lengkap seperti paket hi-fi audio amplifier.
Penguat elektronik adalah alat untuk meningkatkan kekuatan sinyal. Hal ini dilakukan dengan mengambil energi dari power supply dan mengontrol output yang sesuai dengan bentuk sinyal masukan tetapi dengan amplitudo yang lebih besar. Dalam pengertian ini, sebuah penguat dapat dianggap sebagai modulasi output dari power supply.
Sebuah rangkaian penguat praktis
Isi
[hide]
* 1 Jenis-jenis penguat
* 2 Klasifikasi tahapan dan sistem penguat
2,1 o Input dan output variabel
common 2,2 o terminal
o 2,3 Unilateral atau bilateral
o 2,4 Pembalikan atau non-pembalik
2,5 o Fungsi
o 2,6 Interstage metode coupling
o Frequency range 2,7
o Jenis beban 2,8
* 3 Pelaksanaan
* 4 Power amplifier kelas
4,1 o Sudut aliran atau sudut konduksi
4,2 o Kelas A
4,3 o Kelas B dan AB
o 4,4 Digital Kelas B
4,5 o Kelas C
4,6 o Kelas D
Khusus kelas 4,7 o
+ 4.7.1 Kelas E
+ 4.7.2 Kelas F dan bahkan harmonik
+ 4.7.3 Kelas G dan H
Penguat + 4.7.4 Doherty
Kelas + 4.7.5 Lain
o 4,8 rangkaian Amplifier
o 4,9 Catatan pelaksanaan
* 5 Lihat juga
* 6 Referensi
* 7 Pranala luar
[sunting] Jenis penguat
Penguat dapat ditentukan sesuai dengan sifat masukan dan keluaran. [1] Mereka memiliki semacam badan, atau faktor perkalian yang terkait besarnya sinyal output dengan sinyal input. Gain dapat ditetapkan sebagai rasio tegangan output tegangan input (tegangan gain), output power untuk masukan daya (power gain), atau beberapa kombinasi dari arus, tegangan dan kekuasaan. Dalam banyak kasus, dengan input dan output dalam satuan yang sama, keuntungan akan unitless (meskipun seringkali dinyatakan dalam desibel); bagi orang lain hal ini tidak selalu begitu. Sebagai contoh, sebuah transkonduktansi penguat memiliki keuntungan dengan satuan konduktansi (arus keluaran per masukan tegangan). Memperoleh kekuatan dari sebuah penguat tergantung pada impedansi sumber dan beban dan juga digunakan sebagai tegangan gain; sedangkan penguat RF mungkin mempunyai impedansi dioptimalkan untuk transfer daya, audio dan instrumentasi amplifier yang biasanya digunakan dengan input dan output penguat impedansi dioptimalkan untuk sedikitnya loading dan kualitas tertinggi. Jadi sebuah penguat yang dikatakan memiliki gain 20db mungkin memiliki gain tegangan sepuluh kali dan penambahan daya yang tersedia lebih dari 20db (100 kali kekuatan rasio), namun dapat memberikan kekuatan yang jauh lebih rendah peroleh jika, misalnya, input 600 ohm mikrofon dan output adalah power amplifier 47 kilohm masukan socket.
Dalam kebanyakan kasus harus sebuah penguat linear, yaitu gain harus konstan untuk setiap kombinasi input dan output sinyal. Jika gain tidak konstan, misalnya, dengan menjepitkan sinyal output pada batas-batas kemampuannya, output sinyal akan terdistorsi. Namun ada kasus di mana gain variabel berguna.
[sunting] Klasifikasi tahapan dan sistem penguat
Pertanyaan buku new.svg
Bagian ini tidak menyebutkan referensi atau sumber apapun.
Silakan bantu memperbaiki artikel ini dengan menambahkan kutipan ke sumber-sumber yang dapat dipercaya. Materi disertai rujukan dapat ditentang dan dihapus. (Oktober 2008)
Ada banyak klasifikasi alternatif alamat itu aspek yang berbeda dari desain amplifier, dan mereka semua mengungkapkan perspektif tertentu yang berkaitan dengan parameter desain untuk tujuan rangkaian. Desain amplifier selalu merupakan kompromi dari berbagai faktor, seperti biaya, konsumsi daya, perangkat dunia nyata ketidaksempurnaan, dan banyak spesifikasi kinerja. Di bawah ini adalah beberapa pendekatan yang berbeda untuk klasifikasi:
[sunting] Input dan output variabel
Empat jenis tergantung sumber; variabel kontrol di kiri, output variabel di sebelah kanan
Penguat elektronik menggunakan dua variabel: arus dan tegangan. Entah dapat digunakan sebagai masukan, dan baik sebagai output yang mengarah ke empat jenis amplifier. Dalam bentuk ideal mereka diwakili oleh masing-masing dari empat jenis tergantung sumber yang digunakan dalam analisis linier, seperti ditunjukkan pada gambar, yaitu:
Input Output Amplifier Dependent jenis sumber
II saat ini dikendalikan CCCS sumber arus penguat arus
IV arus sumber tegangan terkontrol CCVS transresistance penguat
VI tegangan sumber arus terkontrol VCCS transkonduktansi penguat
VV tegangan sumber tegangan terkontrol tegangan VCVS penguat
Setiap jenis penguat dalam bentuk yang ideal memiliki input dan output yang ideal resistansi yang sama dengan yang sesuai tergantung dari sumber: [2]
Amplifier jenis sumber Dependent Input impedance Output impedansi
Current CCCS 0 ∞
Transresistance CCVS 0 0
Transkonduktansi VCCS ∞ ∞
VCVS tegangan ∞ 0
Dalam prakteknya impedansi yang ideal hanya diperkirakan. Untuk setiap rangkaian tertentu, sebuah analisis sinyal kecil sering digunakan untuk mencari impedansi benar-benar tercapai. Sebuah sinyal kecil arus AC uji Ix diterapkan untuk input atau output node, semua sumber eksternal AC diatur ke nol, dan yang sesuai Vx tegangan bolak-balik melintasi sumber arus tes menentukan impedansi dilihat pada simpul sebagai R = Vx / Ix .
Penguat dirancang untuk melampirkan ke Jalur transmisi di masukan dan / atau output, terutama RF amplifier, tidak cocok dengan pendekatan klasifikasi ini. Alih-alih berurusan dengan tegangan atau arus sendiri-sendiri, mereka pasangan idealnya dengan sebuah input dan / atau output disesuaikan dengan impedansi saluran transmisi impedansi, yaitu, sesuai dengan rasio tegangan saat ini. Banyak penguat RF nyata mendekati ideal ini. Meskipun, untuk suatu sumber yang sesuai dan beban impedansi, RF amplifier dapat dicirikan sebagai penguatan tegangan atau arus, mereka pada dasarnya adalah memperkuat kekuasaan. [3]
[sunting] Common terminal
Satu set klasifikasi untuk penguat didasarkan pada perangkat terminal yang sama untuk kedua input dan output rangkaian. Pada kasus bipolar junction transistor, tiga kelas Common emitor, basis umum, dan Common kolektor. Untuk transistor efek medan, adalah konfigurasi yang sesuai sumber yang sama, Common gerbang, dan saluran umum; untuk perangkat vakum triode, Common katoda, grid umum, dan piring umum.
[sunting] Unilateral atau bilateral
Ketika sebuah penguat memiliki output yang menunjukkan tidak ada umpan balik ke sisi input, hal itu disebut sepihak. Salah satu dampaknya adalah penguat memiliki impedansi masukan yang bebas dari beban melekat pada amplifier, dan sebuah output impedansi yang independen dari sumber sinyal mengemudi penguat.
Kasus sebaliknya adalah penguat bilateral, di mana umpan balik yang menghubungkan output ke sisi input penguat. Umpan balik seperti itu sering disengaja, misalnya umpan balik negatif sering digunakan untuk menyesuaikan perilaku penguat. Namun, setidaknya seperti yang sering, umpan balik baik yang tidak diinginkan dan tidak dapat dihindari; diperkenalkan, misalnya, dengan unsur-unsur seperti parasit yang melekat, tidak diinginkan dalam transistor yang kapasitansi beberapa input ke output. Dalam setiap kasus, penguat bilateral memiliki impedansi masukan yang bergantung pada beban yang melekat pada amplifier, dan sebuah output impedansi yang tergantung pada sumber penguat mengemudi.
Linear amplifier unilateral dan bilateral dapat diwakili oleh dua-port jaringan. Kebanyakan penguat bilateral pada tingkat tertentu, akan tetapi mereka mungkin sering dimodelkan sebagai sepihak di bawah kondisi operasi tertentu untuk menyederhanakan analisis (lihat artikel untuk Common dasar contoh).
[sunting] Pembalikan atau non-pembalik
Cara lain untuk mengelompokkan ampli adalah hubungan fase dari sinyal input untuk sinyal output. Menghasilkan sebuah penguat pembalik output 180 derajat keluar dari fase dengan sinyal input (yaitu, sebuah pembalikan polaritas atau gambar cermin input seperti yang terlihat pada osiloskop). Non-mempertahankan penguat pembalik fase dari sinyal input bentuk gelombang. Suatu pengikut emitor adalah jenis non-pembalik penguat, yang mengindikasikan bahwa sinyal pada emitor dari transistor adalah berikut ini (yaitu, sesuai dengan gain tapi mungkin sebuah offset) sinyal masukan.
Deskripsi ini dapat diterapkan pada satu tahap dari sebuah penguat, atau untuk sistem penguat lengkap.
[sunting] Fungsi
Penguat lain dapat diklasifikasikan oleh fungsi atau karakteristik output. Deskripsi fungsional ini biasanya berlaku untuk menyelesaikan sistem penguat atau sub-sistem dan jarang ke setiap tahap.
* Sebuah penguat servo menunjukkan loop umpan balik yang terintegrasi untuk secara aktif mengontrol output pada suatu tingkat yang dikehendaki. Sebuah DC servo menunjukkan frekuensi penggunaan di tingkat bawah ke DC, di mana fluktuasi yang cepat audio atau sinyal RF tidak terjadi. Ini sering digunakan dalam mekanis aktuator, atau perangkat seperti motor DC yang harus menjaga kecepatan konstan atau torsi. AC servo amp dapat melakukan hal ini untuk beberapa motor ac.
* Sebuah penguat linier menanggapi komponen frekuensi yang berbeda secara mandiri, dan tidak menghasilkan harmonik Intermodulation distorsi atau distorsi (well, hampir tidak ada). A nonlinear penguat tidak menghasilkan distorsi (misalnya output adalah arus ke sebuah lampu yang harus baik sepenuhnya atau menonaktifkan, tetapi secara terus-menerus input variabel atau penguat digunakan dalam komputer analog di mana fungsi transfer khusus, seperti logaritmik , yang diinginkan; atau rangkaian disetel berikut akan menghapus harmonik yang dihasilkan oleh non-linear penguat RF).
* Sebuah penguat wideband memiliki faktor amplifikasi yang tepat atas berbagai frekuensi, dan sering digunakan untuk meningkatkan sinyal untuk relay di sistem komunikasi. Sebuah narrowband amp hanya dibuat untuk memperkuat tertentu rentang frekuensi, dengan mengesampingkan frekuensi lain.
* Sebuah penguat RF mengacu pada sebuah penguat yang dirancang untuk digunakan dalam rentang frekuensi radio dari spektrum elektromagnetik, dan sering digunakan untuk meningkatkan sensitivitas penerima atau daya output dari sebuah pemancar.
* Sebuah penguat audio dirancang untuk digunakan dalam mereproduksi frekuensi audio. Kategori ini subdivides ke amplifikasi sinyal kecil, dan kekuatan ampli yang dioptimalkan untuk mengemudi speaker, kadang-kadang dengan beberapa ampli dikelompokkan bersama sebagai bridgeable terpisah atau saluran untuk mengakomodasi kebutuhan reproduksi audio yang berbeda. Sering digunakan istilah dalam amplifier audio yang meliputi:
o Preamplifier (preamp), yang dapat mencakup atau gramofon phono preamp dengan persamaan untuk RIAA LP rekaman, atau tape kepala preamp dengan pemerataan CCIR penyaring; mereka mungkin termasuk nada penyaring atau sirkuit kontrol.
o power amplifier (biasanya diasumsikan drive pengeras suara), headphone amplifier, dan alamat Publik amplifier.
o Stereo penguat menyiratkan dua saluran output (Kiri dan Kanan), meskipun hanya istilah berarti "padat" suara - jadi Quadraphonic stereo digunakan untuk amplifier dengan 4 saluran; 5.1 dan sistem 7,1 merujuk ke Home teater sistem dengan 5 (atau 7) spacial normal saluran, saluran ditambah subwoofer (yang tidak terlalu terarah).
* Buffer penguat, yang mungkin mencakup pengikut emitor, memberikan masukan impedansi tinggi untuk sebuah perangkat (mungkin penguat lain, atau mungkin sebuah beban yang haus energi seperti lampu) yang akan menarik jika tidak terlalu banyak arus dari sumber. Line driver adalah jenis penyangga dimaksudkan untuk memberi makan panjang atau interkoneksi rawan gangguan kabel, mungkin dengan diferensial output jika mengemudi pasang kabel twisted.
* Tipe khusus penguat banyak digunakan dalam instrumen dan untuk pemrosesan sinyal, di antara banyak lainnya digunakan bervariasi. Ini dikenal sebagai penguat operasional, (atau op-amp). Hal ini karena penguat jenis ini digunakan dalam rangkaian yang melakukan fungsi algoritmik matematika, atau "operasi" pada sinyal input untuk mendapatkan jenis tertentu sinyal output. Tipikal op-amp modern telah diferensial input (satu "pembalik", satu, "non-pembalik" relatif terhadap output) dan satu output. An op-amp ideal memiliki karakteristik sebagai berikut:
o Infinite masukan impedansi (sehingga tidak memuat sirkuit itu adalah pengambilan sampel sebagai kontrol input)
o Zero impedansi keluaran
o Infinite memperoleh
o Zero delay propagasi
Kinerja dari sebuah op-amp dengan karakteristik ini akan sepenuhnya ditentukan oleh (biasanya pasif) komponen yang membentuk sebuah loop umpan balik negatif di sekitarnya, yaitu penguat itu sendiri tidak berpengaruh pada output.
Hari ini, op-amp yang biasanya diberikan sebagai sirkuit terpadu, daripada dibangun dari komponen diskrit. Semua dunia nyata jatuh op-amp ideal pendek dari spesifikasi di atas - tetapi beberapa komponen modern memiliki kinerja luar biasa dan mendekati dalam beberapa hal.
[sunting] Interstage metode coupling
Lihat juga: multistage amplifier
Penguat kadang-kadang diklasifikasikan dengan metode coupling sinyal pada input, output, atau antara tahap. Jenis ini termasuk:
Resistif-kapasitif (RC) ditambah penguat, menggunakan jaringan resistor dan kapasitor
Dengan desain amplifier ini tidak dapat memperkuat sinyal DC kapasitor blok sebagai komponen DC dari sinyal input. RC-coupled amplifier sering digunakan dalam rangkaian dengan tabung vakum atau diskrit transistor. Pada hari-hari dari sirkuit terintegrasi beberapa transistor pada sebuah chip yang jauh lebih murah dan lebih kecil dari sebuah kapasitor.
Induktif-kapasitif (LC) ditambah penguat, menggunakan jaringan induktor dan kapasitor
Penguat jenis ini paling sering digunakan pada frekuensi radio selektif sirkuit.
Transformer coupled amplifier, dengan menggunakan sebuah transformator untuk mencocokkan impedansi atau decouple bagian dari rangkaian
Cukup sering LC-digabungkan dan transformer-coupled amplifier tidak dapat dibedakan sebagai transformator adalah semacam induktor.
Penguat digabungkan langsung, tidak menggunakan pencocokan impedansi dan bias komponen
Penguat kelas ini sangat jarang dalam tabung hampa hari-hari ketika anoda (output) tegangan adalah lebih besar dari beberapa 100 V dan grid (masukan) tegangan di beberapa volt minus. Jadi mereka hanya digunakan jika gain itu ditentukan turun ke DC (misalnya, dalam sebuah osiloskop). Dalam konteks pengembang elektronik modern dianjurkan untuk menggunakan amplifier ditambah langsung bila memungkinkan.
[sunting] Frequency range
Tergantung pada rentang frekuensi dan amplifier properti lainnya dirancang sesuai dengan prinsip-prinsip yang berbeda.
* Frekuensi berkisar turun ke DC hanya digunakan ketika properti ini diperlukan. DC amplifikasi mengarah pada komplikasi tertentu yang dihindari jika mungkin; DC-blocking ditambahkan kapasitor untuk menghapus DC dan sub-sonik frekuensi dari audio amplifier.
* Tergantung pada rentang frekuensi tertentu prinsip-prinsip desain yang berbeda harus digunakan. Sampai dengan kisaran MHz hanya "diskrit" properti perlu dipertimbangkan, misalnya: terminal memiliki impedansi masukan.
* Segera setelah setiap koneksi dalam rangkaian mendapatkan lebih dari mungkin 1% dari panjang gelombang tertinggi frekuensi tertentu (misalnya, pada 100 MHz panjang gelombang adalah 3 m, sehingga koneksi kritis panjangnya kira-kira. 3 cm) desain perubahan radikal properti . Sebagai contoh, panjang dan lebar tertentu dari sebuah PCB trace dapat digunakan sebagai selektif atau pencocokan impedansi-entitas.
* Di atas beberapa 100 MHz, itu akan sulit untuk menggunakan elemen diskrit, terutama induktor. Dalam kebanyakan kasus PCB jejak yang sangat erat didefinisikan bentuk digunakan sebagai gantinya.
Rentang frekuensi ditangani oleh sebuah penguat mungkin akan ditentukan dalam hal bandwidth (biasanya menyiratkan jawaban yang 3dB ke bawah bila mencapai frekuensi bandwidth tertentu), atau dengan menentukan respons frekuensi yang berada dalam jumlah tertentu desibel antara yang lebih rendah dan yang atas frekuensi (misalnya "20Hz to 20kHz plus atau minus 1dB").
[sunting] Jenis beban
* Yg tak disetel
o audio
o video
* Tuned (RF amp) - digunakan untuk memperkuat frekuensi radio tunggal atau band frekuensi
[sunting] Implementasi
Pertanyaan buku new.svg
Bagian ini tidak menyebutkan referensi atau sumber apapun.
Silakan bantu memperbaiki artikel ini dengan menambahkan kutipan ke sumber-sumber yang dapat dipercaya. Materi disertai rujukan dapat ditentang dan dihapus. (Oktober 2008)
Penguat diimplementasikan menggunakan unsur-unsur aktif dari berbagai jenis:
* Yang pertama unsur-unsur aktif relay. Mereka misalnya digunakan dalam telegraf trans-kontinental baris: Sebuah arus lemah digunakan untuk mengalihkan tegangan dari baterai ke garis keluar.
* Untuk transmisi audio, mikrofon karbon digunakan sebagai elemen aktif. Ini digunakan untuk memodulasi frekuensi radio-sumber di salah satu pertama PM audio transmisi, oleh Reginald Fessenden pada 24 Desember 1906. [4]
* Sampai dengan awal 1970-an, sebagian besar digunakan amplifier tabung vakum ( "katup" di Inggris). Hari ini, tabung khusus digunakan untuk aplikasi audio seperti amplifier gitar dan amplifier audiophile. Banyak pemancar siaran masih menggunakan tabung hampa udara.
* Pada tahun 1960, transistor mulai mengambil alih. Hari ini, diskrit transistor masih digunakan dalam penguat daya tinggi dan dalam perangkat audio khusus.
* Dimulai pada tahun 1970-an, semakin banyak transistor yang terhubung pada chip tunggal sehingga membuat sirkuit terpadu. Hampir semua penguat yang tersedia secara komersial hari ini didasarkan pada sirkuit terpadu.
Untuk tujuan eksotis, unsur-unsur aktif lainnya telah digunakan. Sebagai contoh, pada masa awal komunikasi satelit parametric amplifier digunakan. Rangkaian inti adalah dioda kapasitas yang telah diubah oleh sinyal RF yang dibuat secara lokal. Dalam kondisi tertentu, ini energi memberikan sinyal RF yang dimodulasi oleh sinyal satelit yang sangat lemah diterima di stasiun bumi. Prinsip operasi dari sebuah penguat parametrik agak mirip dengan prinsip yang digunakan untuk menjaga anak-anak dalam gerakan ayunan: selama ayunan bergerak Anda hanya perlu mengubah parameter ayun entitas; misalnya, Anda harus memindahkan pusat gravitasi ke atas dan ke bawah. Dalam kasus kami, kapasitas dioda berubah secara berkala.
[sunting] Power amplifier kelas
[sunting] Sudut aliran atau sudut konduksi
Rangkaian power amplifier (output stage) diklasifikasikan sebagai A, B, AB dan C untuk desain analog, dan kelas D dan E untuk beralih desain berdasarkan konduksi sudut sudut atau aliran, Θ, dari sinyal input melalui (atau setiap ) memperkuat output perangkat, yaitu bagian dari siklus sinyal input pada perangkat yang melakukan penguatan. Gambar dari sudut konduksi berasal dari memperkuat sinyal sinusoidal. (Jika perangkat selalu aktif, Θ = 360 °.) Sudut aliran terkait erat dengan efisiensi daya penguat. Berbagai kelas yang diperkenalkan di bawah ini, diikuti oleh diskusi lebih terperinci di bawah judul individu di kemudian hari.
Kelas A
100% dari sinyal input digunakan (konduksi sudut Θ = 360 ° atau 2π, yaitu: elemen aktif tetap melakukan [5] (bekerja dalam "linear" range) sepanjang waktu. Mana efisiensi bukanlah suatu pertimbangan, sebagian besar penguat sinyal kecil linier dirancang sebagai kelas A. Kelas A penguat biasanya lebih linear dan kurang kompleks dibandingkan jenis lain, tetapi sangat tidak efisien. penguat jenis ini adalah yang paling umum digunakan dalam tahap sinyal kecil atau untuk aplikasi berdaya rendah (seperti sebagai mengemudi headphone).
Kelas B
50% dari sinyal input digunakan (Θ = 180 ° atau π, yaitu: elemen aktif bekerja dalam linier setengah waktu dan kurang lebih mematikan setengah yang lain). Pada sebagian besar Kelas B, ada dua perangkat output (atau rangkaian perangkat output), masing-masing secara bergantian melakukan (push-pull) untuk persis 180 ° (atau setengah siklus) dari sinyal input; selektif RF amplifier juga dapat dilaksanakan dengan menggunakan satu elemen aktif.
Penguat ini tunduk pada distorsi crossover jika transisi dari satu elemen aktif yang lain tidak sempurna, seperti ketika dua transistor komplementer (yaitu, satu PNP, satu NPN) yang terhubung sebagai dua pengikut emitor dengan basis dan emitor terminal yang sama, memerlukan tegangan dasar untuk membunuh di seluruh wilayah di mana kedua perangkat tersebut dinonaktifkan. [6]
Kelas AB
Sini dua elemen aktif melakukan lebih dari separuh waktu sebagai sarana untuk mengurangi distorsi cross-over dari Kelas B amplifier. Dalam contoh dari pengikut emiter komplementer jaringan bias memungkinkan untuk lebih atau kurang diam saat ini sehingga memberikan suatu titik operasi di suatu tempat antara Kelas A dan Kelas B. Kadang-kadang angka ditambahkan (misalnya, AB1 atau AB2) dengan angka yang lebih tinggi menyiratkan diam yang lebih tinggi saat ini dan karena itu lebih dari sifat-sifat kelas A.
Kelas D
Artikel utama: Berpindah penguat
Ini menggunakan switching untuk mencapai efisiensi daya yang sangat tinggi (lebih dari 90% dalam desain modern). Dengan membiarkan masing-masing perangkat output berupa sepenuhnya on atau off, kerugian yang diminimalkan. Output analog diciptakan oleh pulse-width modulasi, yaitu: elemen aktif diaktifkan untuk interval pendek atau panjang, bukan memodifikasi hambatannya. Ada skema switching lebih rumit seperti sigma-delta modulasi, untuk meningkatkan kinerja beberapa aspek seperti distorsi yang lebih rendah atau efisiensi yang lebih baik.
Kelas-kelas lain
Ada beberapa kelas penguat lain, meskipun mereka terutama variasi dari kelas sebelumnya. Misalnya, Kelas G dan H amplifier Kelas ditandai oleh variasi dari pasokan rel (dalam langkah-langkah terpisah atau dalam cara yang terus-menerus, masing-masing) mengikuti masukan sinyal. Terbuang panas pada perangkat output dapat dikurangi sebagai kelebihan tegangan dijaga agar tetap minimum. Penguat yang diberi makan dengan rel ini sendiri dapat dari setiap kelas. Penguat jenis ini lebih kompleks, dan terutama digunakan untuk aplikasi khusus, seperti daya sangat tinggi unit. Juga, Kelas E dan Kelas F amplifier yang umumnya dijelaskan dalam literatur untuk aplikasi frekuensi radio di mana efisiensi di kelas tradisional yang penting, namun beberapa aspek yang tidak tercakup di tempat lain (misalnya: amplifier sering hanya dikatakan memiliki gain x dB - jadi apa memperoleh kekuasaan?) menyimpang jauh dari nilai-nilai cita-cita mereka. Kelas-kelas ini menggunakan tuning harmonik jaringan output mereka untuk mencapai efisiensi yang lebih tinggi dan dapat dianggap sebagai bagian dari Kelas C karena sudut konduksi karakteristik mereka.
Lebih rinci tentang berbagai kelas tersedia di bawah ini.
[sunting] Kelas A
Kelas A penguat
Kelas A memperkuat perangkat beroperasi atas seluruh siklus input sedemikian rupa sehingga sinyal output adalah skala yang tepat-up replika input tanpa kliping. Kelas A penguat yang biasa cara penerapan penguat sinyal kecil. Mereka tidak sangat efisien; teoretis maksimum 50% ini didapat dengan keluaran induktif kopel dan hanya 25% dengan kopling kapasitif.
Dalam Kelas A sirkuit, elemen penguatan bias sehingga perangkat selalu melakukan sampai tahap tertentu, dan dioperasikan di bagian paling linier dari kurva karakteristik (dikenal sebagai karakteristik atau transkonduktansi transfer kurva). Karena perangkat selalu melakukan, bahkan jika tidak ada masukan sama sekali, kekuasaan diambil dari catu daya. Ini adalah alasan utama bagi inefisiensi.
Jika kekuatan output tinggi diperlukan dari Kelas A sirkuit, daya limbah (dan yang menyertainya panas) akan menjadi signifikan. Untuk setiap watt dikirimkan ke beban, penguat sendiri akan, paling banter, menghilang watt lain. Untuk kekuatan besar ini berarti sangat besar dan mahal catu daya dan panas tenggelam. Kelas A desain sebagian besar telah diganti untuk audio amplifier, meskipun beberapa percaya bahwa audiophiles Kelas A memberikan kualitas suara terbaik, karena itu dioperasikan di sebagai linear mungkin dengan cara yang menyediakan pasar kecil yang mahal kesetiaan tinggi Kelas A amp. Banyak studio rekaman menggunakan peralatan seperti yang dianggap preamplifiers Kelas A desain. Selain itu, beberapa penggemar lebih suka thermionic katup (atau "tabung") desain bukan transistor, karena beberapa alasan menyatakan:
* Tubes yang lebih umum digunakan di kelas A desain, yang memiliki fungsi transfer asimetris. Ini berarti bahwa distorsi dari gelombang sinus menciptakan keduanya ganjil dan genap harmonik. [7] [8]
* Walaupun desain penguat yang baik dapat mengurangi distorsi harmonik pola hampir tidak ada, adalah penting untuk distorsi suara gitar listrik penguat, misalnya, dan dipegang oleh insinyur rekaman untuk menawarkan lebih banyak menyanjung mikrofon dan untuk meningkatkan "klinis yang terdengar" teknologi digital.
* Secara historis, katup yang sering digunakan amplifier Kelas A power amplifier hanya karena katup yang besar dan mahal; banyak Kelas A desain hanya menggunakan satu perangkat.
Transistor jauh lebih murah, dan jadi lebih rumit desain yang memberikan efisiensi yang lebih besar tetapi menggunakan lebih banyak bagian-bagian yang masih efektif-biaya. Sebuah aplikasi klasik untuk sepasang perangkat kelas A adalah pasangan ekor panjang, yang sangat linear, dan bentuk-bentuk dasar dari berbagai rangkaian yang lebih kompleks, termasuk banyak audio amplifier dan hampir semua op-amp. Kelas A penguat sering digunakan dalam tahap output op-amp; mereka kadang-kadang digunakan sebagai media-daya, efisiensi rendah, dan biaya tinggi audio amplifier. Konsumsi daya tidak berhubungan dengan daya keluaran. At idle (tidak ada input), konsumsi daya pada dasarnya sama dengan volume output tinggi. Hasilnya adalah efisiensi rendah dan pembuangan panas yang tinggi.
[sunting] Kelas B dan AB
Kelas B hanya penguat memperkuat setengah dari gelombang input siklus, sehingga menciptakan sejumlah besar distorsi, namun efisiensi mereka sangat membaik dan jauh lebih baik daripada kelas A. Kelas B mempunyai efisiensi teoretis maksimal 78.5% (yaitu, π / 4 ). Hal ini karena elemen penguatan dimatikan sama sekali setengah dari waktu, sehingga tidak dapat menghilang kekuasaan. Kelas B Satu elemen yang jarang ditemukan dalam praktek, meskipun dapat digunakan dalam penguat daya RF di mana tingkat distorsi kurang penting. Namun Kelas C adalah lebih umum digunakan untuk ini.
Elektronik Amplifier Kelas B fixed.png
Kelas B Amplifier
Rangkaian praktis Kelas B menggunakan unsur-unsur adalah pasangan yang saling melengkapi atau "push-pull" pengaturan. Di sini, komplementer atau quasi-perangkat komplementer masing-masing digunakan untuk memperkuat bagian yang berlawanan dari sinyal input, yang kemudian digabungkan pada output. Susunan ini memberikan efisiensi yang sangat baik, tetapi dapat menderita dari kekurangan yang ada mismatch kecil di "bergabung" antara kedua bagian dari sinyal. Ini disebut crossover distorsi. Perbaikan adalah untuk bias perangkat sehingga mereka tidak sepenuhnya lepas ketika mereka sedang tidak digunakan. Pendekatan ini disebut Kelas AB operasi.
Kelas AB di operasi, masing-masing perangkat beroperasi dengan cara yang sama seperti di Kelas B lebih dari setengah gelombang, tetapi juga melakukan sejumlah kecil pada setengah lainnya. Akibatnya, daerah di mana kedua perangkat secara bersamaan hampir tidak aktif (yang "zona mati") akan berkurang. Hasilnya adalah bahwa ketika bentuk gelombang dari kedua perangkat digabungkan, maka crossover sangat diminimalkan atau dihilangkan sama sekali.
Kelas AB pengorbanan beberapa efisiensi di atas kelas B yang mendukung linearitas, sehingga kurang efisien (di bawah 78.5%). Hal ini biasanya jauh lebih efisien daripada kelas A.
Electronic Amplifier Push-pull.png
Kelas B penguat push-pull
Kelas B atau AB push-pull rangkaian desain yang paling umum yang ditemukan jenis penguat daya audio. Kelas AB secara luas dianggap sebagai kompromi yang baik untuk audio amplifier, karena banyak dari waktu musik adalah cukup tenang bahwa sinyal tetap dalam "kelas A" daerah, dimana hal itu diperkuat dengan kesetiaan yang baik, dan menurut definisi jika melintas keluar dari ini daerah, cukup besar bahwa produk distorsi khas kelas B adalah relatif kecil. The crossover distorsi dapat dikurangi lebih jauh dengan menggunakan umpan balik negatif. Kelas B dan AB amplifier kadang-kadang digunakan untuk RF linear amplifier juga. Kelas B penguat juga disukai di baterai perangkat dioperasikan, seperti radio transistor.
[sunting] Digital Kelas B
Output daya terbatas Kelas-B penguat dengan satu-berakhir suplai dari 5 ± 0.5 V.
[sunting] Kelas C
Kelas C penguat
Kelas C penguat melakukan kurang dari 50% dari sinyal input dan distorsi pada output yang tinggi, tetapi efisiensi tinggi (hingga 90%) adalah mungkin. Beberapa aplikasi (misalnya, megafon) dapat menoleransi distorsi. Sebuah aplikasi jauh lebih umum untuk Kelas C penguat adalah di RF pemancar, di mana distorsi dapat sangat dikurangi dengan menggunakan beban dicari di panggung penguat. Sinyal input kira-kira digunakan untuk mengaktifkan perangkat memperkuat dan off, yang menyebabkan pulsa dari arus mengalir melalui rangkaian yang dicari.
Kelas C amp. memiliki dua modus operasi: dicari, dan yg tak disetel. [9] Diagram di bawah menunjukkan sebuah gelombang dari kelas sederhana C disetel rangkaian tanpa beban. Ini disebut yg tak disetel operasi, dan analisis menunjukkan bentuk gelombang besar distorsi yang muncul di sinyal. Ketika beban yang tepat (misalnya, yang murni-induktif kapasitif filter) yang digunakan, dua hal terjadi. Yang pertama adalah bahwa output yang tingkat bias dijepit, sehingga variasi output ini berpusat pada satu-setengah dari tegangan suplai. Inilah sebabnya mengapa operasi disetel kadang-kadang disebut sebuah clamper. Tindakan ini meninggikan tingkat bias memungkinkan gelombang untuk dikembalikan ke bentuk yang tepat, sehingga bentuk gelombang yang lengkap untuk didirikan kembali meskipun hanya memiliki satu polaritas pasokan. Hal ini berkaitan langsung dengan fenomena kedua: gelombang pada frekuensi tengah menjadi jauh lebih sedikit terdistorsi. Distorsi yang terdapat tergantung pada bandwidth dari beban disetel, dengan melihat frekuensi pusat sangat sedikit distorsi, namun pelemahan yang lebih besar semakin jauh dari frekuensi yang disetel mendapatkan sinyal.
Rangkaian yang dicari hanya akan beresonansi pada frekuensi tertentu, sehingga frekuensi-frekuensi yang tidak diinginkan ditekan secara dramatis, dan penuh ingin sinyal (gelombang sinus) akan diambil oleh beban dicari (misalnya, berkualitas tinggi bel akan berdering pada frekuensi tertentu ketika itu memukul secara berkala dengan palu). Menyediakan pemancar tidak diperlukan untuk mengoperasikan lebih dari satu sangat lebar pita frekuensi, pengaturan ini bekerja sangat baik. Residu lain harmonik dapat dihilangkan dengan menggunakan filter.
[sunting] Kelas D
Artikel utama: Kelas D Amplifier
Blok diagram switching dasar atau PWM (Kelas-D) penguat.
Boss Audio Kelas D car audio mono penguat dengan rendah powering pass filter untuk subwoofer
Di Kelas D penguat sinyal input diubah menjadi urutan keluaran tegangan tinggi pulsa. Yang rata-rata waktu-over-nilai kekuasaan pulsa ini berbanding lurus dengan amplitudo sesaat sinyal input. Frekuensi pulsa keluaran biasanya sepuluh atau lebih kali frekuensi tertinggi sinyal input akan diperkuat. Keluaran tidak akurat spektral pulsa mengandung komponen (yaitu, frekuensi denyut dan harmonik) yang harus dikeluarkan oleh sebuah low-pass filter pasif. Sinyal yang dihasilkan disaring kemudian sebuah replika diperkuat input.
Penguat ini menggunakan modulasi lebar pulsa, modulasi pulsa kerapatan (kadang-kadang disebut sebagai frekuensi denyut modulasi) atau bentuk lebih maju modulasi seperti modulasi Delta-sigma (misalnya, dalam Analog Devices AD1990 Kelas-D audio power amplifier). Output tahap seperti yang digunakan dalam generator pulsa adalah contoh kelas D amplifier. Istilah Kelas D biasanya diterapkan ke perangkat yang ditujukan untuk mereproduksi sinyal dengan bandwidth yang di bawah frekuensi switching.
Kelas D penguat dapat dikontrol dengan baik sirkuit analog atau digital. Memperkenalkan kontrol digital distorsi tambahan yang disebut kesalahan kuantisasi disebabkan oleh konversi dari sinyal input ke nilai digital.
Keuntungan utama dari penguat kelas D adalah efisiensi daya. Karena output pulsa mempunyai amplitudo tetap, elemen switching (biasanya MOSFET, tapi katup dan transistor bipolar pernah digunakan) adalah sepenuhnya baik diaktifkan atau benar-benar off, daripada dioperasikan dalam mode linier. Sebuah MOSFET beroperasi dengan resistensi terendah ketika penuh dan dengan demikian memiliki disipasi daya terendah ketika dalam kondisi seperti itu, kecuali ketika benar-benar pergi. (Ketika beroperasi dalam mode linear MOSFET memiliki jumlah variabel resistensi yang bervariasi secara linier dengan tegangan input dan perlawanan adalah sesuatu yang lain dari minimum mungkin, karena itu lebih energi listrik didisipasikan sebagai panas.) Dibandingkan dengan kelas A / B operasi, kelas D's kerugian yang lebih rendah memungkinkan penggunaan heat sink yang lebih kecil untuk MOSFET sementara juga mengurangi jumlah pasokan listrik AC daya yang diperlukan. Dengan demikian, Class D amplifier tidak perlu sebesar atau sebagai catu daya berat transformer atau heatsink, sehingga mereka lebih kecil dan lebih kompak dalam ukuran dari satu setara dengan Kelas AB penguat.
Penguat kelas D telah secara luas digunakan untuk mengontrol motor, dan hampir khusus untuk motor DC kecil, tetapi mereka sekarang juga digunakan sebagai penguat audio, dengan beberapa tambahan untuk memungkinkan sirkuit analog yang akan dikonversi ke frekuensi yang lebih tinggi sinyal modulasi lebar pulsa. Relatif kesulitan untuk mencapai kualitas audio yang baik berarti bahwa hampir semua aplikasi yang digunakan dalam kualitas bukan merupakan faktor, seperti rak buku dengan harga rendah hati-sistem audio dan "DVD-receiver" di pertengahan harga sistem home theater.
Kualitas tinggi Kelas D audio amplifier sekarang, Namun, mulai muncul di pasar:
* Tripath telah memanggil mereka desain direvisi Kelas Kelas D T.
* Bang dan Olufsen's ICEpower Kelas D sistem telah digunakan dalam rentang Alpine PDX dan beberapa PRS Pioneer range dan pabrikan lain 'peralatan.
Desain direvisi ini telah berkata kepada saingan penguat AB tradisional baik dari segi kualitas.
Sebelum desain berkualitas lebih tinggi ini ada penggunaan awal Kelas D amplifier dan daerah produktif aplikasi bertenaga tinggi, subwoofer amplifier di mobil. Karena subwoofer pada umumnya terbatas pada bandwidth tidak lebih tinggi dari 150 Hz, kecepatan switching untuk penguat tidak perlu setinggi yang lengkap untuk penguat.
Penguat elektronik adalah alat untuk meningkatkan kekuatan sinyal. Hal ini dilakukan dengan mengambil energi dari power supply dan mengontrol output yang sesuai dengan bentuk sinyal masukan tetapi dengan amplitudo yang lebih besar. Dalam pengertian ini, sebuah penguat dapat dianggap sebagai modulasi output dari power supply.
Sebuah rangkaian penguat praktis
Isi
[hide]
* 1 Jenis-jenis penguat
* 2 Klasifikasi tahapan dan sistem penguat
2,1 o Input dan output variabel
common 2,2 o terminal
o 2,3 Unilateral atau bilateral
o 2,4 Pembalikan atau non-pembalik
2,5 o Fungsi
o 2,6 Interstage metode coupling
o Frequency range 2,7
o Jenis beban 2,8
* 3 Pelaksanaan
* 4 Power amplifier kelas
4,1 o Sudut aliran atau sudut konduksi
4,2 o Kelas A
4,3 o Kelas B dan AB
o 4,4 Digital Kelas B
4,5 o Kelas C
4,6 o Kelas D
Khusus kelas 4,7 o
+ 4.7.1 Kelas E
+ 4.7.2 Kelas F dan bahkan harmonik
+ 4.7.3 Kelas G dan H
Penguat + 4.7.4 Doherty
Kelas + 4.7.5 Lain
o 4,8 rangkaian Amplifier
o 4,9 Catatan pelaksanaan
* 5 Lihat juga
* 6 Referensi
* 7 Pranala luar
[sunting] Jenis penguat
Penguat dapat ditentukan sesuai dengan sifat masukan dan keluaran. [1] Mereka memiliki semacam badan, atau faktor perkalian yang terkait besarnya sinyal output dengan sinyal input. Gain dapat ditetapkan sebagai rasio tegangan output tegangan input (tegangan gain), output power untuk masukan daya (power gain), atau beberapa kombinasi dari arus, tegangan dan kekuasaan. Dalam banyak kasus, dengan input dan output dalam satuan yang sama, keuntungan akan unitless (meskipun seringkali dinyatakan dalam desibel); bagi orang lain hal ini tidak selalu begitu. Sebagai contoh, sebuah transkonduktansi penguat memiliki keuntungan dengan satuan konduktansi (arus keluaran per masukan tegangan). Memperoleh kekuatan dari sebuah penguat tergantung pada impedansi sumber dan beban dan juga digunakan sebagai tegangan gain; sedangkan penguat RF mungkin mempunyai impedansi dioptimalkan untuk transfer daya, audio dan instrumentasi amplifier yang biasanya digunakan dengan input dan output penguat impedansi dioptimalkan untuk sedikitnya loading dan kualitas tertinggi. Jadi sebuah penguat yang dikatakan memiliki gain 20db mungkin memiliki gain tegangan sepuluh kali dan penambahan daya yang tersedia lebih dari 20db (100 kali kekuatan rasio), namun dapat memberikan kekuatan yang jauh lebih rendah peroleh jika, misalnya, input 600 ohm mikrofon dan output adalah power amplifier 47 kilohm masukan socket.
Dalam kebanyakan kasus harus sebuah penguat linear, yaitu gain harus konstan untuk setiap kombinasi input dan output sinyal. Jika gain tidak konstan, misalnya, dengan menjepitkan sinyal output pada batas-batas kemampuannya, output sinyal akan terdistorsi. Namun ada kasus di mana gain variabel berguna.
[sunting] Klasifikasi tahapan dan sistem penguat
Pertanyaan buku new.svg
Bagian ini tidak menyebutkan referensi atau sumber apapun.
Silakan bantu memperbaiki artikel ini dengan menambahkan kutipan ke sumber-sumber yang dapat dipercaya. Materi disertai rujukan dapat ditentang dan dihapus. (Oktober 2008)
Ada banyak klasifikasi alternatif alamat itu aspek yang berbeda dari desain amplifier, dan mereka semua mengungkapkan perspektif tertentu yang berkaitan dengan parameter desain untuk tujuan rangkaian. Desain amplifier selalu merupakan kompromi dari berbagai faktor, seperti biaya, konsumsi daya, perangkat dunia nyata ketidaksempurnaan, dan banyak spesifikasi kinerja. Di bawah ini adalah beberapa pendekatan yang berbeda untuk klasifikasi:
[sunting] Input dan output variabel
Empat jenis tergantung sumber; variabel kontrol di kiri, output variabel di sebelah kanan
Penguat elektronik menggunakan dua variabel: arus dan tegangan. Entah dapat digunakan sebagai masukan, dan baik sebagai output yang mengarah ke empat jenis amplifier. Dalam bentuk ideal mereka diwakili oleh masing-masing dari empat jenis tergantung sumber yang digunakan dalam analisis linier, seperti ditunjukkan pada gambar, yaitu:
Input Output Amplifier Dependent jenis sumber
II saat ini dikendalikan CCCS sumber arus penguat arus
IV arus sumber tegangan terkontrol CCVS transresistance penguat
VI tegangan sumber arus terkontrol VCCS transkonduktansi penguat
VV tegangan sumber tegangan terkontrol tegangan VCVS penguat
Setiap jenis penguat dalam bentuk yang ideal memiliki input dan output yang ideal resistansi yang sama dengan yang sesuai tergantung dari sumber: [2]
Amplifier jenis sumber Dependent Input impedance Output impedansi
Current CCCS 0 ∞
Transresistance CCVS 0 0
Transkonduktansi VCCS ∞ ∞
VCVS tegangan ∞ 0
Dalam prakteknya impedansi yang ideal hanya diperkirakan. Untuk setiap rangkaian tertentu, sebuah analisis sinyal kecil sering digunakan untuk mencari impedansi benar-benar tercapai. Sebuah sinyal kecil arus AC uji Ix diterapkan untuk input atau output node, semua sumber eksternal AC diatur ke nol, dan yang sesuai Vx tegangan bolak-balik melintasi sumber arus tes menentukan impedansi dilihat pada simpul sebagai R = Vx / Ix .
Penguat dirancang untuk melampirkan ke Jalur transmisi di masukan dan / atau output, terutama RF amplifier, tidak cocok dengan pendekatan klasifikasi ini. Alih-alih berurusan dengan tegangan atau arus sendiri-sendiri, mereka pasangan idealnya dengan sebuah input dan / atau output disesuaikan dengan impedansi saluran transmisi impedansi, yaitu, sesuai dengan rasio tegangan saat ini. Banyak penguat RF nyata mendekati ideal ini. Meskipun, untuk suatu sumber yang sesuai dan beban impedansi, RF amplifier dapat dicirikan sebagai penguatan tegangan atau arus, mereka pada dasarnya adalah memperkuat kekuasaan. [3]
[sunting] Common terminal
Satu set klasifikasi untuk penguat didasarkan pada perangkat terminal yang sama untuk kedua input dan output rangkaian. Pada kasus bipolar junction transistor, tiga kelas Common emitor, basis umum, dan Common kolektor. Untuk transistor efek medan, adalah konfigurasi yang sesuai sumber yang sama, Common gerbang, dan saluran umum; untuk perangkat vakum triode, Common katoda, grid umum, dan piring umum.
[sunting] Unilateral atau bilateral
Ketika sebuah penguat memiliki output yang menunjukkan tidak ada umpan balik ke sisi input, hal itu disebut sepihak. Salah satu dampaknya adalah penguat memiliki impedansi masukan yang bebas dari beban melekat pada amplifier, dan sebuah output impedansi yang independen dari sumber sinyal mengemudi penguat.
Kasus sebaliknya adalah penguat bilateral, di mana umpan balik yang menghubungkan output ke sisi input penguat. Umpan balik seperti itu sering disengaja, misalnya umpan balik negatif sering digunakan untuk menyesuaikan perilaku penguat. Namun, setidaknya seperti yang sering, umpan balik baik yang tidak diinginkan dan tidak dapat dihindari; diperkenalkan, misalnya, dengan unsur-unsur seperti parasit yang melekat, tidak diinginkan dalam transistor yang kapasitansi beberapa input ke output. Dalam setiap kasus, penguat bilateral memiliki impedansi masukan yang bergantung pada beban yang melekat pada amplifier, dan sebuah output impedansi yang tergantung pada sumber penguat mengemudi.
Linear amplifier unilateral dan bilateral dapat diwakili oleh dua-port jaringan. Kebanyakan penguat bilateral pada tingkat tertentu, akan tetapi mereka mungkin sering dimodelkan sebagai sepihak di bawah kondisi operasi tertentu untuk menyederhanakan analisis (lihat artikel untuk Common dasar contoh).
[sunting] Pembalikan atau non-pembalik
Cara lain untuk mengelompokkan ampli adalah hubungan fase dari sinyal input untuk sinyal output. Menghasilkan sebuah penguat pembalik output 180 derajat keluar dari fase dengan sinyal input (yaitu, sebuah pembalikan polaritas atau gambar cermin input seperti yang terlihat pada osiloskop). Non-mempertahankan penguat pembalik fase dari sinyal input bentuk gelombang. Suatu pengikut emitor adalah jenis non-pembalik penguat, yang mengindikasikan bahwa sinyal pada emitor dari transistor adalah berikut ini (yaitu, sesuai dengan gain tapi mungkin sebuah offset) sinyal masukan.
Deskripsi ini dapat diterapkan pada satu tahap dari sebuah penguat, atau untuk sistem penguat lengkap.
[sunting] Fungsi
Penguat lain dapat diklasifikasikan oleh fungsi atau karakteristik output. Deskripsi fungsional ini biasanya berlaku untuk menyelesaikan sistem penguat atau sub-sistem dan jarang ke setiap tahap.
* Sebuah penguat servo menunjukkan loop umpan balik yang terintegrasi untuk secara aktif mengontrol output pada suatu tingkat yang dikehendaki. Sebuah DC servo menunjukkan frekuensi penggunaan di tingkat bawah ke DC, di mana fluktuasi yang cepat audio atau sinyal RF tidak terjadi. Ini sering digunakan dalam mekanis aktuator, atau perangkat seperti motor DC yang harus menjaga kecepatan konstan atau torsi. AC servo amp dapat melakukan hal ini untuk beberapa motor ac.
* Sebuah penguat linier menanggapi komponen frekuensi yang berbeda secara mandiri, dan tidak menghasilkan harmonik Intermodulation distorsi atau distorsi (well, hampir tidak ada). A nonlinear penguat tidak menghasilkan distorsi (misalnya output adalah arus ke sebuah lampu yang harus baik sepenuhnya atau menonaktifkan, tetapi secara terus-menerus input variabel atau penguat digunakan dalam komputer analog di mana fungsi transfer khusus, seperti logaritmik , yang diinginkan; atau rangkaian disetel berikut akan menghapus harmonik yang dihasilkan oleh non-linear penguat RF).
* Sebuah penguat wideband memiliki faktor amplifikasi yang tepat atas berbagai frekuensi, dan sering digunakan untuk meningkatkan sinyal untuk relay di sistem komunikasi. Sebuah narrowband amp hanya dibuat untuk memperkuat tertentu rentang frekuensi, dengan mengesampingkan frekuensi lain.
* Sebuah penguat RF mengacu pada sebuah penguat yang dirancang untuk digunakan dalam rentang frekuensi radio dari spektrum elektromagnetik, dan sering digunakan untuk meningkatkan sensitivitas penerima atau daya output dari sebuah pemancar.
* Sebuah penguat audio dirancang untuk digunakan dalam mereproduksi frekuensi audio. Kategori ini subdivides ke amplifikasi sinyal kecil, dan kekuatan ampli yang dioptimalkan untuk mengemudi speaker, kadang-kadang dengan beberapa ampli dikelompokkan bersama sebagai bridgeable terpisah atau saluran untuk mengakomodasi kebutuhan reproduksi audio yang berbeda. Sering digunakan istilah dalam amplifier audio yang meliputi:
o Preamplifier (preamp), yang dapat mencakup atau gramofon phono preamp dengan persamaan untuk RIAA LP rekaman, atau tape kepala preamp dengan pemerataan CCIR penyaring; mereka mungkin termasuk nada penyaring atau sirkuit kontrol.
o power amplifier (biasanya diasumsikan drive pengeras suara), headphone amplifier, dan alamat Publik amplifier.
o Stereo penguat menyiratkan dua saluran output (Kiri dan Kanan), meskipun hanya istilah berarti "padat" suara - jadi Quadraphonic stereo digunakan untuk amplifier dengan 4 saluran; 5.1 dan sistem 7,1 merujuk ke Home teater sistem dengan 5 (atau 7) spacial normal saluran, saluran ditambah subwoofer (yang tidak terlalu terarah).
* Buffer penguat, yang mungkin mencakup pengikut emitor, memberikan masukan impedansi tinggi untuk sebuah perangkat (mungkin penguat lain, atau mungkin sebuah beban yang haus energi seperti lampu) yang akan menarik jika tidak terlalu banyak arus dari sumber. Line driver adalah jenis penyangga dimaksudkan untuk memberi makan panjang atau interkoneksi rawan gangguan kabel, mungkin dengan diferensial output jika mengemudi pasang kabel twisted.
* Tipe khusus penguat banyak digunakan dalam instrumen dan untuk pemrosesan sinyal, di antara banyak lainnya digunakan bervariasi. Ini dikenal sebagai penguat operasional, (atau op-amp). Hal ini karena penguat jenis ini digunakan dalam rangkaian yang melakukan fungsi algoritmik matematika, atau "operasi" pada sinyal input untuk mendapatkan jenis tertentu sinyal output. Tipikal op-amp modern telah diferensial input (satu "pembalik", satu, "non-pembalik" relatif terhadap output) dan satu output. An op-amp ideal memiliki karakteristik sebagai berikut:
o Infinite masukan impedansi (sehingga tidak memuat sirkuit itu adalah pengambilan sampel sebagai kontrol input)
o Zero impedansi keluaran
o Infinite memperoleh
o Zero delay propagasi
Kinerja dari sebuah op-amp dengan karakteristik ini akan sepenuhnya ditentukan oleh (biasanya pasif) komponen yang membentuk sebuah loop umpan balik negatif di sekitarnya, yaitu penguat itu sendiri tidak berpengaruh pada output.
Hari ini, op-amp yang biasanya diberikan sebagai sirkuit terpadu, daripada dibangun dari komponen diskrit. Semua dunia nyata jatuh op-amp ideal pendek dari spesifikasi di atas - tetapi beberapa komponen modern memiliki kinerja luar biasa dan mendekati dalam beberapa hal.
[sunting] Interstage metode coupling
Lihat juga: multistage amplifier
Penguat kadang-kadang diklasifikasikan dengan metode coupling sinyal pada input, output, atau antara tahap. Jenis ini termasuk:
Resistif-kapasitif (RC) ditambah penguat, menggunakan jaringan resistor dan kapasitor
Dengan desain amplifier ini tidak dapat memperkuat sinyal DC kapasitor blok sebagai komponen DC dari sinyal input. RC-coupled amplifier sering digunakan dalam rangkaian dengan tabung vakum atau diskrit transistor. Pada hari-hari dari sirkuit terintegrasi beberapa transistor pada sebuah chip yang jauh lebih murah dan lebih kecil dari sebuah kapasitor.
Induktif-kapasitif (LC) ditambah penguat, menggunakan jaringan induktor dan kapasitor
Penguat jenis ini paling sering digunakan pada frekuensi radio selektif sirkuit.
Transformer coupled amplifier, dengan menggunakan sebuah transformator untuk mencocokkan impedansi atau decouple bagian dari rangkaian
Cukup sering LC-digabungkan dan transformer-coupled amplifier tidak dapat dibedakan sebagai transformator adalah semacam induktor.
Penguat digabungkan langsung, tidak menggunakan pencocokan impedansi dan bias komponen
Penguat kelas ini sangat jarang dalam tabung hampa hari-hari ketika anoda (output) tegangan adalah lebih besar dari beberapa 100 V dan grid (masukan) tegangan di beberapa volt minus. Jadi mereka hanya digunakan jika gain itu ditentukan turun ke DC (misalnya, dalam sebuah osiloskop). Dalam konteks pengembang elektronik modern dianjurkan untuk menggunakan amplifier ditambah langsung bila memungkinkan.
[sunting] Frequency range
Tergantung pada rentang frekuensi dan amplifier properti lainnya dirancang sesuai dengan prinsip-prinsip yang berbeda.
* Frekuensi berkisar turun ke DC hanya digunakan ketika properti ini diperlukan. DC amplifikasi mengarah pada komplikasi tertentu yang dihindari jika mungkin; DC-blocking ditambahkan kapasitor untuk menghapus DC dan sub-sonik frekuensi dari audio amplifier.
* Tergantung pada rentang frekuensi tertentu prinsip-prinsip desain yang berbeda harus digunakan. Sampai dengan kisaran MHz hanya "diskrit" properti perlu dipertimbangkan, misalnya: terminal memiliki impedansi masukan.
* Segera setelah setiap koneksi dalam rangkaian mendapatkan lebih dari mungkin 1% dari panjang gelombang tertinggi frekuensi tertentu (misalnya, pada 100 MHz panjang gelombang adalah 3 m, sehingga koneksi kritis panjangnya kira-kira. 3 cm) desain perubahan radikal properti . Sebagai contoh, panjang dan lebar tertentu dari sebuah PCB trace dapat digunakan sebagai selektif atau pencocokan impedansi-entitas.
* Di atas beberapa 100 MHz, itu akan sulit untuk menggunakan elemen diskrit, terutama induktor. Dalam kebanyakan kasus PCB jejak yang sangat erat didefinisikan bentuk digunakan sebagai gantinya.
Rentang frekuensi ditangani oleh sebuah penguat mungkin akan ditentukan dalam hal bandwidth (biasanya menyiratkan jawaban yang 3dB ke bawah bila mencapai frekuensi bandwidth tertentu), atau dengan menentukan respons frekuensi yang berada dalam jumlah tertentu desibel antara yang lebih rendah dan yang atas frekuensi (misalnya "20Hz to 20kHz plus atau minus 1dB").
[sunting] Jenis beban
* Yg tak disetel
o audio
o video
* Tuned (RF amp) - digunakan untuk memperkuat frekuensi radio tunggal atau band frekuensi
[sunting] Implementasi
Pertanyaan buku new.svg
Bagian ini tidak menyebutkan referensi atau sumber apapun.
Silakan bantu memperbaiki artikel ini dengan menambahkan kutipan ke sumber-sumber yang dapat dipercaya. Materi disertai rujukan dapat ditentang dan dihapus. (Oktober 2008)
Penguat diimplementasikan menggunakan unsur-unsur aktif dari berbagai jenis:
* Yang pertama unsur-unsur aktif relay. Mereka misalnya digunakan dalam telegraf trans-kontinental baris: Sebuah arus lemah digunakan untuk mengalihkan tegangan dari baterai ke garis keluar.
* Untuk transmisi audio, mikrofon karbon digunakan sebagai elemen aktif. Ini digunakan untuk memodulasi frekuensi radio-sumber di salah satu pertama PM audio transmisi, oleh Reginald Fessenden pada 24 Desember 1906. [4]
* Sampai dengan awal 1970-an, sebagian besar digunakan amplifier tabung vakum ( "katup" di Inggris). Hari ini, tabung khusus digunakan untuk aplikasi audio seperti amplifier gitar dan amplifier audiophile. Banyak pemancar siaran masih menggunakan tabung hampa udara.
* Pada tahun 1960, transistor mulai mengambil alih. Hari ini, diskrit transistor masih digunakan dalam penguat daya tinggi dan dalam perangkat audio khusus.
* Dimulai pada tahun 1970-an, semakin banyak transistor yang terhubung pada chip tunggal sehingga membuat sirkuit terpadu. Hampir semua penguat yang tersedia secara komersial hari ini didasarkan pada sirkuit terpadu.
Untuk tujuan eksotis, unsur-unsur aktif lainnya telah digunakan. Sebagai contoh, pada masa awal komunikasi satelit parametric amplifier digunakan. Rangkaian inti adalah dioda kapasitas yang telah diubah oleh sinyal RF yang dibuat secara lokal. Dalam kondisi tertentu, ini energi memberikan sinyal RF yang dimodulasi oleh sinyal satelit yang sangat lemah diterima di stasiun bumi. Prinsip operasi dari sebuah penguat parametrik agak mirip dengan prinsip yang digunakan untuk menjaga anak-anak dalam gerakan ayunan: selama ayunan bergerak Anda hanya perlu mengubah parameter ayun entitas; misalnya, Anda harus memindahkan pusat gravitasi ke atas dan ke bawah. Dalam kasus kami, kapasitas dioda berubah secara berkala.
[sunting] Power amplifier kelas
[sunting] Sudut aliran atau sudut konduksi
Rangkaian power amplifier (output stage) diklasifikasikan sebagai A, B, AB dan C untuk desain analog, dan kelas D dan E untuk beralih desain berdasarkan konduksi sudut sudut atau aliran, Θ, dari sinyal input melalui (atau setiap ) memperkuat output perangkat, yaitu bagian dari siklus sinyal input pada perangkat yang melakukan penguatan. Gambar dari sudut konduksi berasal dari memperkuat sinyal sinusoidal. (Jika perangkat selalu aktif, Θ = 360 °.) Sudut aliran terkait erat dengan efisiensi daya penguat. Berbagai kelas yang diperkenalkan di bawah ini, diikuti oleh diskusi lebih terperinci di bawah judul individu di kemudian hari.
Kelas A
100% dari sinyal input digunakan (konduksi sudut Θ = 360 ° atau 2π, yaitu: elemen aktif tetap melakukan [5] (bekerja dalam "linear" range) sepanjang waktu. Mana efisiensi bukanlah suatu pertimbangan, sebagian besar penguat sinyal kecil linier dirancang sebagai kelas A. Kelas A penguat biasanya lebih linear dan kurang kompleks dibandingkan jenis lain, tetapi sangat tidak efisien. penguat jenis ini adalah yang paling umum digunakan dalam tahap sinyal kecil atau untuk aplikasi berdaya rendah (seperti sebagai mengemudi headphone).
Kelas B
50% dari sinyal input digunakan (Θ = 180 ° atau π, yaitu: elemen aktif bekerja dalam linier setengah waktu dan kurang lebih mematikan setengah yang lain). Pada sebagian besar Kelas B, ada dua perangkat output (atau rangkaian perangkat output), masing-masing secara bergantian melakukan (push-pull) untuk persis 180 ° (atau setengah siklus) dari sinyal input; selektif RF amplifier juga dapat dilaksanakan dengan menggunakan satu elemen aktif.
Penguat ini tunduk pada distorsi crossover jika transisi dari satu elemen aktif yang lain tidak sempurna, seperti ketika dua transistor komplementer (yaitu, satu PNP, satu NPN) yang terhubung sebagai dua pengikut emitor dengan basis dan emitor terminal yang sama, memerlukan tegangan dasar untuk membunuh di seluruh wilayah di mana kedua perangkat tersebut dinonaktifkan. [6]
Kelas AB
Sini dua elemen aktif melakukan lebih dari separuh waktu sebagai sarana untuk mengurangi distorsi cross-over dari Kelas B amplifier. Dalam contoh dari pengikut emiter komplementer jaringan bias memungkinkan untuk lebih atau kurang diam saat ini sehingga memberikan suatu titik operasi di suatu tempat antara Kelas A dan Kelas B. Kadang-kadang angka ditambahkan (misalnya, AB1 atau AB2) dengan angka yang lebih tinggi menyiratkan diam yang lebih tinggi saat ini dan karena itu lebih dari sifat-sifat kelas A.
Kelas D
Artikel utama: Berpindah penguat
Ini menggunakan switching untuk mencapai efisiensi daya yang sangat tinggi (lebih dari 90% dalam desain modern). Dengan membiarkan masing-masing perangkat output berupa sepenuhnya on atau off, kerugian yang diminimalkan. Output analog diciptakan oleh pulse-width modulasi, yaitu: elemen aktif diaktifkan untuk interval pendek atau panjang, bukan memodifikasi hambatannya. Ada skema switching lebih rumit seperti sigma-delta modulasi, untuk meningkatkan kinerja beberapa aspek seperti distorsi yang lebih rendah atau efisiensi yang lebih baik.
Kelas-kelas lain
Ada beberapa kelas penguat lain, meskipun mereka terutama variasi dari kelas sebelumnya. Misalnya, Kelas G dan H amplifier Kelas ditandai oleh variasi dari pasokan rel (dalam langkah-langkah terpisah atau dalam cara yang terus-menerus, masing-masing) mengikuti masukan sinyal. Terbuang panas pada perangkat output dapat dikurangi sebagai kelebihan tegangan dijaga agar tetap minimum. Penguat yang diberi makan dengan rel ini sendiri dapat dari setiap kelas. Penguat jenis ini lebih kompleks, dan terutama digunakan untuk aplikasi khusus, seperti daya sangat tinggi unit. Juga, Kelas E dan Kelas F amplifier yang umumnya dijelaskan dalam literatur untuk aplikasi frekuensi radio di mana efisiensi di kelas tradisional yang penting, namun beberapa aspek yang tidak tercakup di tempat lain (misalnya: amplifier sering hanya dikatakan memiliki gain x dB - jadi apa memperoleh kekuasaan?) menyimpang jauh dari nilai-nilai cita-cita mereka. Kelas-kelas ini menggunakan tuning harmonik jaringan output mereka untuk mencapai efisiensi yang lebih tinggi dan dapat dianggap sebagai bagian dari Kelas C karena sudut konduksi karakteristik mereka.
Lebih rinci tentang berbagai kelas tersedia di bawah ini.
[sunting] Kelas A
Kelas A penguat
Kelas A memperkuat perangkat beroperasi atas seluruh siklus input sedemikian rupa sehingga sinyal output adalah skala yang tepat-up replika input tanpa kliping. Kelas A penguat yang biasa cara penerapan penguat sinyal kecil. Mereka tidak sangat efisien; teoretis maksimum 50% ini didapat dengan keluaran induktif kopel dan hanya 25% dengan kopling kapasitif.
Dalam Kelas A sirkuit, elemen penguatan bias sehingga perangkat selalu melakukan sampai tahap tertentu, dan dioperasikan di bagian paling linier dari kurva karakteristik (dikenal sebagai karakteristik atau transkonduktansi transfer kurva). Karena perangkat selalu melakukan, bahkan jika tidak ada masukan sama sekali, kekuasaan diambil dari catu daya. Ini adalah alasan utama bagi inefisiensi.
Jika kekuatan output tinggi diperlukan dari Kelas A sirkuit, daya limbah (dan yang menyertainya panas) akan menjadi signifikan. Untuk setiap watt dikirimkan ke beban, penguat sendiri akan, paling banter, menghilang watt lain. Untuk kekuatan besar ini berarti sangat besar dan mahal catu daya dan panas tenggelam. Kelas A desain sebagian besar telah diganti untuk audio amplifier, meskipun beberapa percaya bahwa audiophiles Kelas A memberikan kualitas suara terbaik, karena itu dioperasikan di sebagai linear mungkin dengan cara yang menyediakan pasar kecil yang mahal kesetiaan tinggi Kelas A amp. Banyak studio rekaman menggunakan peralatan seperti yang dianggap preamplifiers Kelas A desain. Selain itu, beberapa penggemar lebih suka thermionic katup (atau "tabung") desain bukan transistor, karena beberapa alasan menyatakan:
* Tubes yang lebih umum digunakan di kelas A desain, yang memiliki fungsi transfer asimetris. Ini berarti bahwa distorsi dari gelombang sinus menciptakan keduanya ganjil dan genap harmonik. [7] [8]
* Walaupun desain penguat yang baik dapat mengurangi distorsi harmonik pola hampir tidak ada, adalah penting untuk distorsi suara gitar listrik penguat, misalnya, dan dipegang oleh insinyur rekaman untuk menawarkan lebih banyak menyanjung mikrofon dan untuk meningkatkan "klinis yang terdengar" teknologi digital.
* Secara historis, katup yang sering digunakan amplifier Kelas A power amplifier hanya karena katup yang besar dan mahal; banyak Kelas A desain hanya menggunakan satu perangkat.
Transistor jauh lebih murah, dan jadi lebih rumit desain yang memberikan efisiensi yang lebih besar tetapi menggunakan lebih banyak bagian-bagian yang masih efektif-biaya. Sebuah aplikasi klasik untuk sepasang perangkat kelas A adalah pasangan ekor panjang, yang sangat linear, dan bentuk-bentuk dasar dari berbagai rangkaian yang lebih kompleks, termasuk banyak audio amplifier dan hampir semua op-amp. Kelas A penguat sering digunakan dalam tahap output op-amp; mereka kadang-kadang digunakan sebagai media-daya, efisiensi rendah, dan biaya tinggi audio amplifier. Konsumsi daya tidak berhubungan dengan daya keluaran. At idle (tidak ada input), konsumsi daya pada dasarnya sama dengan volume output tinggi. Hasilnya adalah efisiensi rendah dan pembuangan panas yang tinggi.
[sunting] Kelas B dan AB
Kelas B hanya penguat memperkuat setengah dari gelombang input siklus, sehingga menciptakan sejumlah besar distorsi, namun efisiensi mereka sangat membaik dan jauh lebih baik daripada kelas A. Kelas B mempunyai efisiensi teoretis maksimal 78.5% (yaitu, π / 4 ). Hal ini karena elemen penguatan dimatikan sama sekali setengah dari waktu, sehingga tidak dapat menghilang kekuasaan. Kelas B Satu elemen yang jarang ditemukan dalam praktek, meskipun dapat digunakan dalam penguat daya RF di mana tingkat distorsi kurang penting. Namun Kelas C adalah lebih umum digunakan untuk ini.
Elektronik Amplifier Kelas B fixed.png
Kelas B Amplifier
Rangkaian praktis Kelas B menggunakan unsur-unsur adalah pasangan yang saling melengkapi atau "push-pull" pengaturan. Di sini, komplementer atau quasi-perangkat komplementer masing-masing digunakan untuk memperkuat bagian yang berlawanan dari sinyal input, yang kemudian digabungkan pada output. Susunan ini memberikan efisiensi yang sangat baik, tetapi dapat menderita dari kekurangan yang ada mismatch kecil di "bergabung" antara kedua bagian dari sinyal. Ini disebut crossover distorsi. Perbaikan adalah untuk bias perangkat sehingga mereka tidak sepenuhnya lepas ketika mereka sedang tidak digunakan. Pendekatan ini disebut Kelas AB operasi.
Kelas AB di operasi, masing-masing perangkat beroperasi dengan cara yang sama seperti di Kelas B lebih dari setengah gelombang, tetapi juga melakukan sejumlah kecil pada setengah lainnya. Akibatnya, daerah di mana kedua perangkat secara bersamaan hampir tidak aktif (yang "zona mati") akan berkurang. Hasilnya adalah bahwa ketika bentuk gelombang dari kedua perangkat digabungkan, maka crossover sangat diminimalkan atau dihilangkan sama sekali.
Kelas AB pengorbanan beberapa efisiensi di atas kelas B yang mendukung linearitas, sehingga kurang efisien (di bawah 78.5%). Hal ini biasanya jauh lebih efisien daripada kelas A.
Electronic Amplifier Push-pull.png
Kelas B penguat push-pull
Kelas B atau AB push-pull rangkaian desain yang paling umum yang ditemukan jenis penguat daya audio. Kelas AB secara luas dianggap sebagai kompromi yang baik untuk audio amplifier, karena banyak dari waktu musik adalah cukup tenang bahwa sinyal tetap dalam "kelas A" daerah, dimana hal itu diperkuat dengan kesetiaan yang baik, dan menurut definisi jika melintas keluar dari ini daerah, cukup besar bahwa produk distorsi khas kelas B adalah relatif kecil. The crossover distorsi dapat dikurangi lebih jauh dengan menggunakan umpan balik negatif. Kelas B dan AB amplifier kadang-kadang digunakan untuk RF linear amplifier juga. Kelas B penguat juga disukai di baterai perangkat dioperasikan, seperti radio transistor.
[sunting] Digital Kelas B
Output daya terbatas Kelas-B penguat dengan satu-berakhir suplai dari 5 ± 0.5 V.
[sunting] Kelas C
Kelas C penguat
Kelas C penguat melakukan kurang dari 50% dari sinyal input dan distorsi pada output yang tinggi, tetapi efisiensi tinggi (hingga 90%) adalah mungkin. Beberapa aplikasi (misalnya, megafon) dapat menoleransi distorsi. Sebuah aplikasi jauh lebih umum untuk Kelas C penguat adalah di RF pemancar, di mana distorsi dapat sangat dikurangi dengan menggunakan beban dicari di panggung penguat. Sinyal input kira-kira digunakan untuk mengaktifkan perangkat memperkuat dan off, yang menyebabkan pulsa dari arus mengalir melalui rangkaian yang dicari.
Kelas C amp. memiliki dua modus operasi: dicari, dan yg tak disetel. [9] Diagram di bawah menunjukkan sebuah gelombang dari kelas sederhana C disetel rangkaian tanpa beban. Ini disebut yg tak disetel operasi, dan analisis menunjukkan bentuk gelombang besar distorsi yang muncul di sinyal. Ketika beban yang tepat (misalnya, yang murni-induktif kapasitif filter) yang digunakan, dua hal terjadi. Yang pertama adalah bahwa output yang tingkat bias dijepit, sehingga variasi output ini berpusat pada satu-setengah dari tegangan suplai. Inilah sebabnya mengapa operasi disetel kadang-kadang disebut sebuah clamper. Tindakan ini meninggikan tingkat bias memungkinkan gelombang untuk dikembalikan ke bentuk yang tepat, sehingga bentuk gelombang yang lengkap untuk didirikan kembali meskipun hanya memiliki satu polaritas pasokan. Hal ini berkaitan langsung dengan fenomena kedua: gelombang pada frekuensi tengah menjadi jauh lebih sedikit terdistorsi. Distorsi yang terdapat tergantung pada bandwidth dari beban disetel, dengan melihat frekuensi pusat sangat sedikit distorsi, namun pelemahan yang lebih besar semakin jauh dari frekuensi yang disetel mendapatkan sinyal.
Rangkaian yang dicari hanya akan beresonansi pada frekuensi tertentu, sehingga frekuensi-frekuensi yang tidak diinginkan ditekan secara dramatis, dan penuh ingin sinyal (gelombang sinus) akan diambil oleh beban dicari (misalnya, berkualitas tinggi bel akan berdering pada frekuensi tertentu ketika itu memukul secara berkala dengan palu). Menyediakan pemancar tidak diperlukan untuk mengoperasikan lebih dari satu sangat lebar pita frekuensi, pengaturan ini bekerja sangat baik. Residu lain harmonik dapat dihilangkan dengan menggunakan filter.
[sunting] Kelas D
Artikel utama: Kelas D Amplifier
Blok diagram switching dasar atau PWM (Kelas-D) penguat.
Boss Audio Kelas D car audio mono penguat dengan rendah powering pass filter untuk subwoofer
Di Kelas D penguat sinyal input diubah menjadi urutan keluaran tegangan tinggi pulsa. Yang rata-rata waktu-over-nilai kekuasaan pulsa ini berbanding lurus dengan amplitudo sesaat sinyal input. Frekuensi pulsa keluaran biasanya sepuluh atau lebih kali frekuensi tertinggi sinyal input akan diperkuat. Keluaran tidak akurat spektral pulsa mengandung komponen (yaitu, frekuensi denyut dan harmonik) yang harus dikeluarkan oleh sebuah low-pass filter pasif. Sinyal yang dihasilkan disaring kemudian sebuah replika diperkuat input.
Penguat ini menggunakan modulasi lebar pulsa, modulasi pulsa kerapatan (kadang-kadang disebut sebagai frekuensi denyut modulasi) atau bentuk lebih maju modulasi seperti modulasi Delta-sigma (misalnya, dalam Analog Devices AD1990 Kelas-D audio power amplifier). Output tahap seperti yang digunakan dalam generator pulsa adalah contoh kelas D amplifier. Istilah Kelas D biasanya diterapkan ke perangkat yang ditujukan untuk mereproduksi sinyal dengan bandwidth yang di bawah frekuensi switching.
Kelas D penguat dapat dikontrol dengan baik sirkuit analog atau digital. Memperkenalkan kontrol digital distorsi tambahan yang disebut kesalahan kuantisasi disebabkan oleh konversi dari sinyal input ke nilai digital.
Keuntungan utama dari penguat kelas D adalah efisiensi daya. Karena output pulsa mempunyai amplitudo tetap, elemen switching (biasanya MOSFET, tapi katup dan transistor bipolar pernah digunakan) adalah sepenuhnya baik diaktifkan atau benar-benar off, daripada dioperasikan dalam mode linier. Sebuah MOSFET beroperasi dengan resistensi terendah ketika penuh dan dengan demikian memiliki disipasi daya terendah ketika dalam kondisi seperti itu, kecuali ketika benar-benar pergi. (Ketika beroperasi dalam mode linear MOSFET memiliki jumlah variabel resistensi yang bervariasi secara linier dengan tegangan input dan perlawanan adalah sesuatu yang lain dari minimum mungkin, karena itu lebih energi listrik didisipasikan sebagai panas.) Dibandingkan dengan kelas A / B operasi, kelas D's kerugian yang lebih rendah memungkinkan penggunaan heat sink yang lebih kecil untuk MOSFET sementara juga mengurangi jumlah pasokan listrik AC daya yang diperlukan. Dengan demikian, Class D amplifier tidak perlu sebesar atau sebagai catu daya berat transformer atau heatsink, sehingga mereka lebih kecil dan lebih kompak dalam ukuran dari satu setara dengan Kelas AB penguat.
Penguat kelas D telah secara luas digunakan untuk mengontrol motor, dan hampir khusus untuk motor DC kecil, tetapi mereka sekarang juga digunakan sebagai penguat audio, dengan beberapa tambahan untuk memungkinkan sirkuit analog yang akan dikonversi ke frekuensi yang lebih tinggi sinyal modulasi lebar pulsa. Relatif kesulitan untuk mencapai kualitas audio yang baik berarti bahwa hampir semua aplikasi yang digunakan dalam kualitas bukan merupakan faktor, seperti rak buku dengan harga rendah hati-sistem audio dan "DVD-receiver" di pertengahan harga sistem home theater.
Kualitas tinggi Kelas D audio amplifier sekarang, Namun, mulai muncul di pasar:
* Tripath telah memanggil mereka desain direvisi Kelas Kelas D T.
* Bang dan Olufsen's ICEpower Kelas D sistem telah digunakan dalam rentang Alpine PDX dan beberapa PRS Pioneer range dan pabrikan lain 'peralatan.
Desain direvisi ini telah berkata kepada saingan penguat AB tradisional baik dari segi kualitas.
Sebelum desain berkualitas lebih tinggi ini ada penggunaan awal Kelas D amplifier dan daerah produktif aplikasi bertenaga tinggi, subwoofer amplifier di mobil. Karena subwoofer pada umumnya terbatas pada bandwidth tidak lebih tinggi dari 150 Hz, kecepatan switching untuk penguat tidak perlu setinggi yang lengkap untuk penguat.
Rabu, 03 Februari 2010
Tata Surya Yang Menakjubkan
Bila Anda pergi ke luar, sinar matahari menerpa wajah Anda tanpa mengganggu Anda, dan keadaan yang menguntungkan Anda ini disebabkan oleh adanya tatanan sempurna dalam tata surya. Matahari, yang memberikan kehangatan dan cahaya menyenangkan bagi kebaikan kita, sebenarnya hanyalah seperti sebuah lubang dalam yang terdiri atas awan gas berwarna merah. Matahari terbuat dari pusaran nyala api raksasa yang memancar sampai berjuta-juta kilometer jauhnya dari permukaan yang mendidih, serta topan raksasa yang naik ke permukaan dari dasarnya. Hal ini dapat berakibat mematikan bagi umat manusia. Tetapi, atmosfer (lapisan udara) dan medan magnet bumi menyaring semua sinar matahari yang membahayakan dan mematikan ini sebelum sempat sampai kepada kita. Keteraturan sempurna dalam tata surya inilah yang menjadikan bumi planet yang dapat dihuni.
Bila kita tinjau struktur tata surya, akan kita temukan keseimbangan yang sangat halus dan teliti. Yang menahan planet-planet dalam tata surya agar tidak terlepas dari tata surya dan terlempar ke dalam suhu dingin membeku di angkasa luar adalah keseimbangan antara gravitasi (gaya tarik) matahari dan gaya sentrifugal planet-planet. Matahari menarik semua planet dengan gaya tarik kuat yang ditebarkannya, sementara planet-planet secara terus-menerus mengimbangi tarikan ini dengan menggunakan gaya sentrifugal yang ditimbulkan oleh gerakan planet-planet tersebut pada jalur lintas atau orbitnya. Tetapi bila planet-planet ini berputar pada sumbunya (gerak rotasi) dengan kecepatan yang sedikit lebih rendah, planet akan ditarik oleh matahari dengan sangat kuat sehingga jatuh ke dalam raksasa matahari dan tertelan suatu ledakan hebat. Hal yang sebaliknya juga mungkin terjadi. Jika planet-planet berputar dengan kecepatan yang lebih tinggi, kali ini gravitasi matahari tidak akan cukup kuat untuk menahannya dan planet-planet akan terlempar ke ruang hampa di angkasa luar. Tetapi, sebuah keseimbangan yang sangat halus cermat telah ditetapkan, dan sistem ini dapat terus berlangsung karena mempertahankan keseimbangan ini.
Selain itu, juga penting untuk dicatat bahwa keseimbangan yang disebutkan di atas diciptakan secara tersendiri untuk setiap planet, karena jarak masing-masing planet dari matahari adalah berlainan. Di samping itu, massa setiap planet juga berbeda. Karena itulah, untuk setiap planet, kecepatan rotasi yang berbeda juga ditetapkan. Hal ini dimaksudkan, agar planet-planet tersebut dapat menghindari tabrakan dengan matahari maupun lontaran ke ruang angkasa.
Contoh ini hanya merupakan sebagian kecil bukti dari keseimbangan luar biasa di dalam tata surya. Siapa pun yang memiliki akal dapat memahami bahwa keseimbangan yang menempatkan planet-planet besar dan seluruh tata surya dalam keteraturan, dan yang memelihara keteraturan ini hari demi hari dan abad demi abad, tidak mungkin terjadi secara kebetulan. Tampak jelas bahwa keteraturan ini telah diperhitungkan dengan sangat cermat. Allah, yang Mahakuasa, menunjukkan kepada kita, dengan berbagai kesempurnaan rinci yang telah Dia ciptakan di alam semesta, bahwa segala sesuatu berada di bawah kekuasaan-Nya. Para ahli astronomi seperti Kepler dan Galileo, ilmuwan yang bekerja untuk menyingkapkan keseimbangan yang luar biasa pekanya dalam tata surya, beberapa kali menyatakan bahwa sistem ini mengisyaratkan perancangan yang sangat jelas dan merupakan bukti kekuasaan Allah di seantero jagat raya. Allah menciptakan dan berkuasa atas segala sesuatu dengan pengetahuan-Nya yang tak terbatas; Dialah Yang Mahaperkasa.
Langganan:
Postingan (Atom)