เพาเวอร์แอมป์คลาส B

เมื่อกระแสสะสมไหลเฉพาะในช่วงครึ่งรอบบวกของสัญญาณอินพุตเท่านั้นเพาเวอร์แอมป์จะเรียกว่า class B power amplifier.

การทำงานคลาส B

การให้น้ำหนักของทรานซิสเตอร์ในการดำเนินการคลาส B อยู่ในลักษณะที่สภาพสัญญาณเป็นศูนย์จะไม่มีกระแสสะสม operating pointถูกเลือกให้อยู่ที่ตัวเก็บรวบรวมตัดแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นเมื่อสัญญาณถูกนำไปใช้only the positive half cycle ถูกขยายที่เอาต์พุต

รูปด้านล่างแสดงรูปคลื่นอินพุตและเอาต์พุตระหว่างการทำงานคลาส B

เมื่อสัญญาณถูกนำไปใช้วงจรจะเอนเอียงไปข้างหน้าสำหรับครึ่งรอบบวกของอินพุตและด้วยเหตุนี้กระแสของตัวสะสมจึงไหล แต่ในช่วงครึ่งรอบที่เป็นลบของอินพุตวงจรจะเอนเอียงแบบย้อนกลับและกระแสของตัวสะสมจะขาดไป ดังนั้นonly the positive half cycle ถูกขยายที่เอาต์พุต

เมื่อครึ่งวัฏจักรเชิงลบขาดหายไปความผิดเพี้ยนของสัญญาณจะสูง นอกจากนี้เมื่อสัญญาณที่ใช้เพิ่มขึ้นการกระจายพลังงานก็จะมากขึ้น แต่เมื่อเทียบกับเพาเวอร์แอมป์คลาส A ประสิทธิภาพเอาต์พุตจะเพิ่มขึ้น

เพื่อลดข้อเสียและให้เกิดความผิดเพี้ยนต่ำประสิทธิภาพสูงและกำลังขับสูงจึงใช้การกำหนดค่าแบบกดดึงในเครื่องขยายเสียงคลาส B นี้

แอมพลิฟายเออร์ Push-Pull Class B

แม้ว่าประสิทธิภาพของเพาเวอร์แอมป์คลาส B จะสูงกว่าคลาส A เนื่องจากใช้อินพุตเพียงครึ่งรอบเดียว แต่ความผิดเพี้ยนก็สูง นอกจากนี้ยังไม่ได้ใช้พลังงานอินพุตอย่างสมบูรณ์ เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้จึงมีการนำการกำหนดค่า push-pull มาใช้ในเครื่องขยายเสียงคลาส B

การก่อสร้าง

วงจรของชั้น B ขยายอำนาจผลักดึงประกอบด้วยสองทรานซิสเตอร์เหมือน T ₁และ T ₂ซึ่งมีฐานการเชื่อมต่อกับรองของศูนย์เคาะอินพุตหม้อแปลง T r1emitters จะ shorted และนักสะสมจะได้รับวี_CCอุปทานผ่านหลักของหม้อแปลงเอาท์พุท T r2

การจัดเรียงวงจรของแอมพลิฟายเออร์แบบพุชพูลคลาส B เหมือนกับของแอมพลิฟายเออร์แบบพุชพูลคลาส A ยกเว้นว่าทรานซิสเตอร์จะเอนเอียงเมื่อถูกตัดออกแทนที่จะใช้ตัวต้านทานแบบไบซิง รูปด้านล่างแสดงรายละเอียดของการสร้างเพาเวอร์แอมป์คลาส B แบบพุชพูล

การทำงานของวงจรของเครื่องขยายเสียงแบบพุชพูลคลาส B มีรายละเอียดด้านล่าง

การดำเนินการ

วงจรของแอมพลิฟายเออร์แบบพุชพูลคลาส B ที่แสดงในรูปด้านบนจะหักล้างได้ว่าหม้อแปลงทั้งสองตัวถูกเคาะตรงกลาง เมื่อไม่มีการใช้สัญญาณที่อินพุตทรานซิสเตอร์ T ₁และ T ₂จะอยู่ในสภาพถูกตัดออกและด้วยเหตุนี้จึงไม่มีกระแสของตัวเก็บรวบรวมไหล เนื่องจากไม่มีกระแสไฟฟ้ามาจาก V _CCจึงไม่สูญเสียพลังงานไปโดยเปล่าประโยชน์

เมื่อได้รับสัญญาณอินพุตจะถูกนำไปใช้กับหม้อแปลงอินพุต T _r1ซึ่งจะแยกสัญญาณออกเป็นสองสัญญาณที่ 180 ^oออกจากเฟสซึ่งกันและกัน ทั้งสองจะได้รับสัญญาณทั้งสองทรานซิสเตอร์เหมือน T ₁และ T 2สำหรับครึ่งรอบบวกฐานของทรานซิสเตอร์ T ₁จะกลายเป็นกระแสบวกและกระแสสะสม ในเวลาเดียวกันทรานซิสเตอร์ T ₂มีครึ่งรอบเชิงลบซึ่งจะทำให้ทรานซิสเตอร์ T ₂เข้าสู่สภาวะตัดกระแสไฟฟ้าและด้วยเหตุนี้จึงไม่มีการไหลของกระแสสะสม รูปคลื่นถูกสร้างขึ้นดังแสดงในรูปต่อไปนี้

สำหรับครึ่งรอบถัดไปทรานซิสเตอร์ T ₁จะเข้าสู่สภาวะถูกตัดออกและทรานซิสเตอร์ T ₂จะเข้าสู่การนำไฟฟ้าเพื่อให้ได้เอาต์พุต ดังนั้นสำหรับทั้งสองรอบทรานซิสเตอร์แต่ละตัวจะดำเนินการสลับกัน หม้อแปลงเอาท์พุท T _r3ทำหน้าที่เชื่อมกระแสสองกระแสที่สร้างรูปคลื่นเอาท์พุตที่แทบไม่บิดเบี้ยว

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของแอมพลิฟายเออร์ Push-Pull Class B

กระแสในทรานซิสเตอร์แต่ละตัวคือค่าเฉลี่ยของครึ่งไซน์ลูป

สำหรับครึ่งไซน์ลูป I _dcได้รับจาก

$$ I_ {dc} = \ frac {(I_C) _ {max}} {\ pi} $$

ดังนั้น,

$$ (p_ {in}) _ {dc} = 2 \ times \ left [\ frac {(I_C) _ {max}} {\ pi} \ times V_ {CC} \ right] $$

ที่นี่มีการแนะนำปัจจัยที่ 2 เนื่องจากมีทรานซิสเตอร์สองตัวในแอมพลิฟายเออร์แบบกดดึง

ค่า RMS ของตัวรวบรวมปัจจุบัน = $ (I_C) _ {max} / \ sqrt {2} $

ค่า RMS ของแรงดันขาออก = $ V_ {CC} / \ sqrt {2} $

ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมของกำลังสูงสุด

ดังนั้น,

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

ตอนนี้ประสิทธิภาพสูงสุดโดยรวม

$$ \ eta_ {โดยรวม} = \ frac {(P_O) _ {ac}} {(P_ {in}) _ {dc}} $$

$$ = \ frac {(I_C) _ {max} \ times V_ {CC}} {2} \ times \ frac {\ pi} {2 (I_C) _ {max} \ times V_ {CC}} $$

$$ = \ frac {\ pi} {4} = 0.785 = 78.5 \% $$

ประสิทธิภาพของตัวสะสมจะเท่ากัน

ดังนั้นแอมพลิฟายเออร์แบบพุชพูลคลาส B จึงเพิ่มประสิทธิภาพมากกว่าแอมพลิฟายเออร์แบบพุชพูลคลาส A

แอมพลิฟายเออร์คลาส B Push-Pull Symmetry เสริม

แอมพลิฟายเออร์แบบพุชดึงซึ่งเพิ่งกล่าวถึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ แต่การใช้หม้อแปลงแบบเคาะตรงกลางทำให้วงจรมีขนาดใหญ่หนักและมีราคาแพง เพื่อให้วงจรเรียบง่ายและเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพทรานซิสเตอร์ที่ใช้สามารถเสริมได้ดังแสดงในแผนภาพวงจรต่อไปนี้

วงจรข้างต้นใช้ทรานซิสเตอร์ NPN และทรานซิสเตอร์ PNP ที่เชื่อมต่อในการกำหนดค่า push pull เมื่อสัญญาณอินพุตถูกนำไปใช้ในระหว่างครึ่งรอบบวกของสัญญาณอินพุตทรานซิสเตอร์ NPN จะดำเนินการและทรานซิสเตอร์ PNP จะตัดการทำงาน ในช่วงครึ่งรอบที่เป็นลบทรานซิสเตอร์ NPN จะตัดการทำงานและทรานซิสเตอร์ PNP จะดำเนินการ

ด้วยวิธีนี้ทรานซิสเตอร์ NPN จะขยายในระหว่างครึ่งรอบที่เป็นบวกของอินพุตในขณะที่ทรานซิสเตอร์ PNP จะขยายระหว่างครึ่งรอบเชิงลบของอินพุต เนื่องจากทรานซิสเตอร์ทั้งสองเป็นส่วนเสริมซึ่งกันและกัน แต่ทำหน้าที่แบบสมมาตรในขณะที่เชื่อมต่อในการกำหนดค่าแบบพุชดึงของคลาส B จึงเรียกวงจรนี้ว่าComplementary symmetry push pull class B amplifier.