トランス結合クラスAパワーアンプ

前の章で説明したクラスAパワーアンプは、AC入力電源のサイクル全体で出力電流が流れる回路です。また、出力電力や効率が低いなどのデメリットについても学びました。これらの影響を最小限に抑えるために、トランス結合クラスAパワーアンプが導入されました。

ザ・ construction of class A power amplifier下の図の助けを借りて理解することができます。これは通常のアンプ回路に似ていますが、コレクタ負荷のトランスに接続されています。

ここでR ₁及びR _2は、分圧器装置を提供します。抵抗Reは安定、Cを提供_eはバイパス・コンデンサであり、R _Eの交流電圧を防止します。ここで使用しているトランスは降圧トランスです。

トランスの高インピーダンス一次側は、高インピーダンスコレクタ回路に接続されています。低インピーダンスの二次側は負荷（通常はラウドスピーカー）に接続されます。

トランスアクション

コレクタ回路に使用されているトランスはインピーダンス整合用です。R _Lは、トランスの2次側に接続されている負荷です。R _L 'は、トランスの一次側の反射負荷です。

一次の巻き数は、nは₁と二次はnは₂。レッツV ₁及びV ₂プライマリとセカンダリの電圧こととI ₁とI _2は、それぞれ、一次および二次電流があること。下の図はトランスをはっきりと示しています。

私達はことを知っています

$$ \ frac {V_1} {V_2} = \ frac {n_1} {n_2} \：and \：\ frac {I_1} {I_2} = \ frac {n_1} {n_2} $$

または

$$ V_1 = \ frac {n_1} {n_2} V_2 \：and \：I_1 = \ frac {n_1} {n_2} I_2 $$

したがって、

$$ \ frac {V_1} {I_1} = \ left（\ frac {n_1} {n_2} \ right）^ 2 \ frac {V_2} {I_2} $$

ただし、V ₁ / I ₁ = R _L '=実効入力抵抗

そして、V ₂ / I ₂ = R _L =実効出力抵抗

したがって、

$$ R_L '= \ left（\ frac {n_1} {n_2} \ right）^ 2 R_L = n ^ 2 R_L $$

どこ

$$ n = \ frac {number \：of \：turns \：in \：primary} {number \：of \：turns \：in \：secondary} = \ frac {n_1} {n_2} $$

パワーアンプは、降圧トランスで適切な巻数比をとることによって一致させることができます。

回路動作

信号によるコレクタ電流のピーク値がゼロ信号コレクタ電流に等しい場合、最大AC電力出力が得られます。したがって、完全な増幅を実現するには、動作点が負荷線の中心にある必要があります。

信号が印加されると、動作点は明らかに変化します。コレクタ電圧は、コレクタ電流と逆位相で変化します。コレクタ電圧の変動は、トランスの一次側に現れます。

回路解析

一次側の電力損失は、その抵抗が非常に小さいため、無視できると見なされます。

DC条件下での入力電力は

$$（P_ {in}）_ {dc} =（P_ {tr}）_ {dc} = V_ {CC} \ times（I_C）_Q $$

クラスAアンプの最大容量では、電圧は（V _ce）_maxからゼロまで、電流は（I _c）_maxからゼロまでスイングします。

したがって、

$$ V_ {rms} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {（V_ {ce}）_ {max}-（V_ {ce}）_ {min}} {2} \ right] = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {（V_ {ce}）_ {max}} {2} \ right] = \ frac {2V_ {CC}} {2 \ sqrt {2}} = \ frac {V_ {CC}} {\ sqrt {2}} $$

$$ I_ {rms} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {（I_C）_ {max}-（I_C）_ {min}} {2} \ right] = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {（I_C）_ {max}} {2} \ right] = \ frac {2（I_C）_Q} {2 \ sqrt {2}} = \ frac {（I_C）_Q} {\ sqrt {2}} $$

したがって、

$$（P_O）_ {ac} = V_ {rms} \ times I_ {rms} = \ frac {V_ {CC}} {\ sqrt {2}} \ times \ frac {（I_C）_Q} {\ sqrt { 2}} = \ frac {V_ {CC} \ times（I_C）_Q} {2} $$

したがって、

コレクタ効率= $ \ frac {（P_O）_ {ac}} {（P_ {tr}）_ {dc}} $

または、

$$（\ eta）_ {collector} = \ frac {V_ {CC} \ times（I_C）_Q} {2 \ times V_ {CC} \ times（I_C）_Q} = \ frac {1} {2} $ $

$$ = \ frac {1} {2} \ times 100 = 50 \％$$

クラスAパワーアンプの効率は30％近くですが、トランス結合クラスAパワーアンプを使用することで50％に向上しています。