Amply công suất là gì? Các loại amply công suất?

Amply công suất là một thiết bị điện tử được sử dụng để tăng cường độ công suất của tín hiệu đầu vào. Nó nhận tín hiệu yếu và tái tạo dạng sóng mạnh hơn tương tự ở đầu ra bằng cách sử dụng nguồn điện bên ngoài. Đó có thể là bộ khuếch đại cho dàn karaoke gia đình, âm thanh hội trường hay tăng cường loa phòng họp.
Tùy thuộc vào những thay đổi mà nó tạo ra cho tín hiệu đầu vào, các bộ khuếch đại được phân loại thành các bộ khuếch đại Hiện tại, Điện áp và Công suất. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tìm hiểu về các bộ khuếch đại công suất một cách chi tiết.

1, Bộ khuếch đại công suất là gì?

• Bộ khuếch đại công suất là bộ khuếch đại điện tử được thiết kế để tăng cường độ công suất của tín hiệu đầu vào nhất định. Công suất của tín hiệu đầu vào được tăng lên đến mức đủ cao để điều khiển tải các thiết bị đầu ra như loa, tai nghe, máy phát RF, v.v. Bộ khuếch đại công suất được thiết kế để truyền tải trực tiếp và được sử dụng như một khối cuối cùng trong một chuỗi khuếch đại.

• Tín hiệu đầu vào của bộ khuếch đại công suất cần phải vượt quá một ngưỡng nhất định. Vì vậy, thay vì truyền trực tiếp tín hiệu âm thanh / RF thô đến bộ khuếch đại công suất, nó được khuếch đại trước bằng cách sử dụng bộ khuếch đại dòng / điện áp và được gửi làm đầu vào cho amp công suất sau khi thực hiện các sửa đổi cần thiết. Bạn có thể quan sát sơ đồ khối của bộ khuếch đại âm thanh và cách sử dụng bộ khuếch đại công suất bên dưới.
• Trong trường hợp này, micro được sử dụng làm nguồn đầu vào. Độ lớn của tín hiệu từ micro không đủ cho bộ khuếch đại công suất. Vì vậy, đầu tiên nó được khuếch đại trước khi điện áp và dòng điện của nó được tăng lên một chút. Sau đó, tín hiệu được truyền qua mạch điều khiển âm lượng và âm lượng để điều chỉnh thẩm mỹ cho dạng sóng âm thanh. Cuối cùng, tín hiệu được truyền qua bộ khuếch đại công suất và đầu ra từ amp công suất được đưa đến loa.

2, Các loại amply công suất

Tùy thuộc vào loại thiết bị đầu ra được kết nối, bộ khuếch đại công suất được chia thành ba loại sau.

2.1, Bộ khuếch đại công suất âm thanh

• Loại bộ khuếch đại công suất này được sử dụng để tăng cường độ công suất của Tín hiệu âm thanh yếu hơn. Các bộ khuếch đại được sử dụng trong các mạch lái loa của TV, điện thoại di động, vv thuộc thể loại này.
• Đầu ra của bộ khuếch đại công suất âm thanh dao động từ vài milliwatts (như trong bộ khuếch đại tai nghe) đến hàng nghìn watt (như bộ khuếch đại công suất trong hệ thống rạp hát Hi-Fi / Home).

2.2, Bộ amply công suât tần số vô tuyến

• Truyền không dây yêu cầu sóng điều biến được gửi qua khoảng cách xa qua không khí. Các tín hiệu được truyền bằng anten và phạm vi truyền phụ thuộc vào cường độ công suất của tín hiệu được cấp cho anten.
• Đối với truyền dẫn không dây như phát sóng FM, ăng ten yêu cầu tín hiệu đầu vào ở mức công suất hàng nghìn kilowatt. Ở đây, các bộ khuếch đại Công suất Tần số Vô tuyến được sử dụng để tăng cường độ công suất của sóng điều chế lên mức đủ cao để đạt được khoảng cách truyền yêu cầu.

2.3, Bộ khuếch đại nguồn DC

• Bộ khuếch đại công suất DC được sử dụng để khuếch đại công suất của tín hiệu PWM (Điều chế độ rộng xung). Chúng được sử dụng trong các hệ thống điều khiển điện tử cần tín hiệu công suất cao để điều khiển động cơ hoặc cơ cấu chấp hành. Họ lấy đầu vào từ các hệ thống vi điều khiển, tăng công suất và cung cấp tín hiệu khuếch đại cho động cơ DC hoặc thiết bị truyền động.

3, Các loại amply công suất và mạch công suất.

Có nhiều cách để thiết kế mạch khuếch đại công suất. Các đặc tính hoạt động và đầu ra của từng cấu hình mạch khác nhau.

• Để phân biệt các đặc tính và hoạt động của các mạch khuếch đại công suất khác nhau, Các lớp khuếch đại công suất được sử dụng trong đó các ký hiệu chữ cái được gán để xác định phương thức hoạt động.
• Chúng được phân loại thành hai loại. Bộ khuếch đại công suất được thiết kế để khuếch đại tín hiệu analog thuộc loại A, B, AB hoặc C. Bộ khuếch đại công suất được thiết kế để khuếch đại tín hiệu kỹ thuật số điều chế độ rộng xung (PWM) đi theo D, E, F, v.v.
• Các bộ khuếch đại công suất được sử dụng phổ biến nhất là những bộ khuếch đại được sử dụng trong các mạch khuếch đại âm thanh và chúng thuộc các lớp A, B, AB hoặc C. Vì vậy, hãy để chi tiết xem xét chúng.

3.1, Amply công suất analog

Amply có mạch khuếch đại thuộc nhóm A, B, AB, C là các amply công suất analog.

3.1.1, Bộ khuếch đại công suất analog loại A

• Dạng sóng tương tự được tạo thành từ mức cao dương và mức thấp âm. Trong lớp bộ khuếch đại này, toàn bộ dạng sóng đầu vào được sử dụng trong quá trình khuếch đại.
• Một bóng bán dẫn duy nhất được sử dụng để khuếch đại cả nửa dương và nửa âm của dạng sóng. Điều này làm cho thiết kế của chúng đơn giản và làm cho bộ khuếch đại loại A trở thành loại bộ khuếch đại công suất được sử dụng phổ biến nhất. Mặc dù lớp khuếch đại công suất này được thay thế bởi các thiết kế tốt hơn, nhưng chúng vẫn được ưa chuộng bởi những người có sở thích.
  Trong lớp bộ khuếch đại này, phần tử hoạt động (thành phần điện tử được sử dụng để khuếch đại, là bóng bán dẫn trong trường hợp này) được sử dụng mọi lúc ngay cả khi không có tín hiệu đầu vào. Điều này tạo ra rất nhiều nhiệt và làm giảm hiệu suất của bộ khuếch đại loại A xuống 25% trong cấu hình bình thường và 50% trong cấu hình ghép biến áp.
• Góc dẫn (phần của dạng sóng được sử dụng để khuếch đại, ngoài 360 °) cho bộ khuếch đại loại A là 360 °. Vì vậy, các mức méo tín hiệu rất ít cho phép cao tốt hơn.

3.1.2, Bộ khuếch đại công suất analog loại B

• Bộ khuếch đại công suất loại B được thiết kế để giảm hiệu quả và các vấn đề nóng trong bộ khuếch đại loại A. Thay vì một bóng bán dẫn duy nhất để khuếch đại toàn bộ dạng sóng, lớp bộ khuếch đại này sử dụng hai bóng bán dẫn bổ sung.
• Một bóng bán dẫn khuếch đại một nửa dương của dạng sóng và nửa kia khuếch đại một nửa âm của dạng sóng. Vì vậy, mỗi thiết bị hoạt động sẽ dẫn một nửa (180 °) dạng sóng và hai trong số chúng khi kết hợp khuếch đại toàn bộ tín hiệu.
  Hiệu quả của các bộ khuếch đại loại B được cải thiện rất nhiều so với các bộ khuếch đại loại A do thiết kế hai bóng bán dẫn. Họ có thể đạt được hiệu quả lý thuyết khoảng 75%. Bộ khuếch đại công suất của lớp này được sử dụng trong các thiết bị chạy bằng pin như radio FM và radio bóng bán dẫn.
• Do sự chồng chất của hai nửa dạng sóng, tồn tại một biến dạng nhỏ ở vùng chéo. Để giảm méo tín hiệu này, các bộ khuếch đại lớp AB được thiết kế.

3.1.3, Bộ khuếch đại công suất analog loại AB

• Bộ khuếch đại lớp AB là sự kết hợp của bộ khuếch đại loại A và loại B. Lớp bộ khuếch đại này được thiết kế để giảm vấn đề kém hiệu quả của bộ khuếch đại loại A và méo tín hiệu ở vùng chéo trong bộ khuếch đại loại B.
• Nó duy trì đáp ứng tần số cao như trong các bộ khuếch đại loại A và hiệu quả tốt như trong các bộ khuếch đại loại B. Một sự kết hợp của điốt và điện trở được sử dụng để cung cấp điện áp phân cực nhỏ làm giảm sự biến dạng của dạng sóng gần khu vực chéo. Có một chút giảm hiệu quả (60%) vì điều này.

3.1.4, Bộ khuếch đại công suất analog loại C

• Thiết kế của bộ khuếch đại công suất loại C cho phép hiệu suất cao hơn nhưng làm giảm góc tuyến tính / góc dẫn, dưới 90 °. Nói cách khác, nó hy sinh chất lượng khuếch đại để tăng hiệu quả.
• Góc dẫn ít hơn hàm ý độ méo lớn hơn và do đó, lớp khuếch đại này không phù hợp với khuếch đại âm thanh. Chúng được sử dụng trong các bộ dao động tần số cao và khuếch đại tín hiệu Tần số vô tuyến.
• Các bộ khuếch đại loại C thường chứa một tải được điều chỉnh để lọc và khuếch đại tín hiệu đầu vào có tần số nhất định và các dạng sóng của các tần số khác được nén.

3.2, Amply công suất kỹ thuật thuật số (Digital)

Như đã nói ở phần trên, các bộ khuếch đại kỹ thuật số ở nhóm D, E, F…Về lý thuyết chúng có thể đạt tới hiệu suất 90% – 100%.

3.2.1, Bộ khuếch đại kỹ thuật số loại D.

• Bộ khuếch đại Class D là bộ khuếch đại chuyển mạch sử dụng Điều chế độ rộng xung hoặc PWM. Góc dẫn không phải là một yếu tố trong trường hợp như tín hiệu đầu vào trực tiếp được thay đổi với độ rộng xung thay đổi.
• Trong hệ thống khuếch đại Class D này, hệ số khuếch đại tuyến tính không được chấp nhận vì chúng hoạt động giống như một công tắc thông thường chỉ có hai hoạt động, BẬT hoặc TẮT.
  Trước khi xử lý tín hiệu đầu vào, tín hiệu tương tự được chuyển đổi thành luồng xung bằng các kỹ thuật điều chế khác nhau và sau đó nó được áp dụng cho hệ thống khuếch đại. Vì thời lượng xung có liên quan đến tín hiệu tương tự, nó lại được xây dựng lại bằng bộ lọc thông thấp qua đầu ra.
• Bộ khuếch đại Class D là lớp khuếch đại hiệu quả năng lượng cao nhất trong phân khúc A, B, AB và C và D. Nó có tản nhiệt nhỏ hơn, vì vậy tản nhiệt nhỏ là cần thiết. Mạch yêu cầu các thành phần chuyển mạch khác nhau như MOSFET có điện trở thấp.
• Nó là một cấu trúc liên kết được sử dụng rộng rãi trong các máy nghe nhạc kỹ thuật số hoặc điều khiển động cơ. Nhưng chúng ta nên nhớ rằng nó không phải là một công cụ chuyển đổi kỹ thuật số. Mặc dù, đối với tần số cao hơn, bộ khuếch đại Class D không phải là một lựa chọn hoàn hảo vì nó có giới hạn băng thông trong một số trường hợp tùy thuộc vào khả năng của bộ lọc thông thấp và mô đun chuyển đổi.

3.2.2, Các bộ khuếch đại khác.

Khác với các bộ khuếch đại truyền thống, có một vài lớp nữa là lớp E, lớp F, lớp G và H.

• Bộ khuếch đại Class E là bộ khuếch đại công suất hiệu quả cao, sử dụng cấu trúc liên kết chuyển mạch và hoạt động ở tần số vô tuyến. Một phần tử chuyển mạch cực đơn và mạng phản ứng được điều chỉnh là thành phần chính được sử dụng với bộ khuếch đại lớp E.
• Class F là bộ khuếch đại trở kháng cao đối với sóng hài. Nó có thể được điều khiển bằng sóng vuông hoặc sóng hình sin. Đối với đầu vào sóng hình sin, bộ khuếch đại này có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng một cuộn cảm và có thể được sử dụng để tăng mức tăng.
• Lớp G sử dụng chuyển mạch đường sắt để giảm mức tiêu thụ điện năng và để cải thiện hiệu suất hiệu quả. Và Class H là phiên bản cải tiến hơn nữa của Class G.
• Các lớp bổ sung là bộ khuếch đại mục đích đặc biệt. Trong một số trường hợp, các chữ cái được cung cấp bởi nhà sản xuất để biểu thị thiết kế độc quyền của họ. Một ví dụ điển hình nhất là bộ khuếch đại Class T là nhãn hiệu cho một loại bộ khuếch đại Class D chuyển đổi đặc biệt, được sử dụng cho các công nghệ khuếch đại Tripathftime là một thiết kế được cấp bằng sáng chế.

Trên đây là kiến thức về amply công suất. Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết.