การขยายสัญญาณเป็นกระบวนการเพิ่มความแรงของสัญญาณโดยการเพิ่มความกว้างของสัญญาณที่กำหนดโดยไม่เปลี่ยนลักษณะของสัญญาณ แอมพลิฟายเออร์คู่ RC เป็นส่วนหนึ่งของแอมพลิฟายเออร์หลายขั้นตอนซึ่งในขั้นตอนต่างๆของแอมพลิฟายเออร์จะเชื่อมต่อโดยใช้ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุรวมกัน วงจรขยายเป็นหนึ่งใน วงจรพื้นฐาน ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
เครื่องขยายเสียงที่ขึ้นอยู่กับทรานซิสเตอร์โดยทั่วไปเรียกว่าเครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์ สัญญาณอินพุตอาจเป็นสัญญาณกระแสสัญญาณแรงดันไฟฟ้าหรือสัญญาณไฟ แอมพลิฟายเออร์จะขยายสัญญาณโดยไม่เปลี่ยนลักษณะและเอาต์พุตจะเป็นสัญญาณอินพุตที่แก้ไขแล้ว การใช้งานแอมพลิฟายเออร์มีหลากหลาย ส่วนใหญ่จะใช้ในเครื่องเสียงและวิดีโอการสื่อสารตัวควบคุม ฯลฯ
แอมพลิฟายเออร์ Emitter ทั่วไปขั้นตอนเดียว:
แผนภาพวงจรของแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์อีซีแอลแบบขั้นตอนเดียวแสดงไว้ด้านล่าง:
แอมพลิฟายเออร์คู่ RC ตัวส่งสัญญาณทั่วไปแบบขั้นตอนเดียว
คำอธิบายวงจร
แอมพลิฟายเออร์คู่ RC ตัวปล่อยสัญญาณทั่วไปแบบขั้นตอนเดียวเป็นวงจรแอมพลิฟายเออร์พื้นฐานที่เรียบง่าย จุดประสงค์หลักของวงจรนี้คือการขยายสัญญาณล่วงหน้านั่นคือเพื่อทำให้สัญญาณที่อ่อนแอมีความแข็งแกร่งเพียงพอสำหรับการขยายเพิ่มเติม หากได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมแอมพลิฟายเออร์คู่ RC นี้สามารถให้ลักษณะสัญญาณที่ดีเยี่ยม
ตัวเก็บประจุ Cin ที่อินพุตทำหน้าที่เป็นตัวกรองซึ่งใช้เพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและอนุญาตให้ใช้เฉพาะแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับไปยังทรานซิสเตอร์ หากแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงภายนอกใด ๆ ถึงฐานของทรานซิสเตอร์จะทำให้เงื่อนไขการให้น้ำหนักเปลี่ยนไปและส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องขยายเสียง
ตัวต้านทาน R1 และ R2 ใช้สำหรับการให้น้ำหนักที่เหมาะสมกับทรานซิสเตอร์สองขั้ว R1 และ R2 สร้างเครือข่ายการให้น้ำหนักที่ให้แรงดันไฟฟ้าพื้นฐานที่จำเป็นในการขับเคลื่อนพื้นที่ที่ไม่ได้ใช้งานของทรานซิสเตอร์
พื้นที่ระหว่างพื้นที่ตัดและอิ่มตัวเรียกว่าภูมิภาคที่ใช้งานอยู่ บริเวณที่ปิดการทำงานของทรานซิสเตอร์สองขั้วอย่างสมบูรณ์เรียกว่าพื้นที่ตัดและบริเวณที่ทรานซิสเตอร์เปิดอยู่อย่างสมบูรณ์เรียกว่าพื้นที่อิ่มตัว
ตัวต้านทาน Rc และ Re ใช้เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าของ Vcc Resistor Rc เป็นตัวต้านทานแบบสะสมและ Re คือตัวต้านทานตัวปล่อย ทั้งสองถูกเลือกในลักษณะที่ทั้งคู่ควรลดแรงดันไฟฟ้า Vcc ลง 50% ในวงจรด้านบน ตัวเก็บประจุตัวปล่อย Ce และตัวต้านทานตัวปล่อยสร้างข้อเสนอแนะเชิงลบเพื่อให้การทำงานของวงจรมีเสถียรภาพมากขึ้น
แอมพลิฟายเออร์ Emitter ทั่วไปสองขั้นตอน:
วงจรด้านล่างแสดงถึงแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์โหมดอีซีแอลทั่วไปสองขั้นตอนที่ใช้ตัวต้านทาน R เป็นโหลดและใช้ตัวเก็บประจุ C เป็นองค์ประกอบการเชื่อมต่อระหว่างสองขั้นตอนของวงจรขยาย
แอมพลิฟายเออร์คู่ RC emitter ทั่วไปสองขั้นตอน
คำอธิบายวงจร:
เมื่ออินพุต AC สัญญาณถูกนำไปใช้กับฐานของทรานซิสเตอร์ของ 1เซนต์ขั้นตอนของแอมพลิฟายเออร์คู่ RC จากเครื่องกำเนิดฟังก์ชันจากนั้นจะขยายผ่านเอาต์พุตของขั้นตอนที่ 1 แรงดันไฟฟ้าที่ขยายนี้ถูกนำไปใช้กับฐานของขั้นตอนถัดไปของเครื่องขยายเสียงผ่านตัวเก็บประจุแบบ coupling Cout ซึ่งจะขยายเพิ่มเติมและปรากฏขึ้นอีกครั้งในเอาต์พุตของขั้นตอนที่สอง
ดังนั้นขั้นตอนต่อเนื่องจะขยายสัญญาณและอัตราขยายโดยรวมจะเพิ่มขึ้นถึงระดับที่ต้องการ สามารถได้รับที่สูงขึ้นมากโดยการเชื่อมต่อหลายขั้นตอนของเครื่องขยายเสียงติดต่อกัน
Resistance-capacitance (RC) coupling ในแอมพลิฟายเออร์ใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมต่อเอาต์พุตของขั้นแรกกับอินพุต (ฐาน) ของขั้นตอนที่สองและอื่น ๆ ข้อต่อประเภทนี้ได้รับความนิยมมากที่สุดเนื่องจากมีราคาถูกและให้การขยายสัญญาณคงที่ในช่วงความถี่ที่กว้าง
ทรานซิสเตอร์เป็นเครื่องขยายเสียง
ในขณะที่รู้เกี่ยวกับวงจรต่าง ๆ สำหรับแอมพลิฟายเออร์คู่ RC สิ่งสำคัญคือต้องรู้ พื้นฐานของทรานซิสเตอร์ เป็นเครื่องขยายเสียง การกำหนดค่าสามแบบของทรานซิสเตอร์สองขั้วที่ใช้กันทั่วไปคือทรานซิสเตอร์ฐานทั่วไป (CB) ทรานซิสเตอร์อีซีแอลทั่วไป (CE) และทรานซิสเตอร์ตัวสะสมทั่วไป (CE) นอกเหนือจากทรานซิสเตอร์ เครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการ ยังสามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการขยายสัญญาณ
- ตัวปล่อยทั่วไป การกำหนดค่ามักใช้ในแอปพลิเคชันเครื่องขยายเสียงเนื่องจากตัวปล่อยสัญญาณทั่วไปมีอัตราขยายที่เป็นบวกและมากกว่าความสามัคคี ในการกำหนดค่านี้ตัวปล่อยจะเชื่อมต่อกับกราวด์และมีอิมพีแดนซ์อินพุตสูง อิมพีแดนซ์เอาต์พุตจะอยู่ในระดับปานกลาง แอพพลิเคชั่นทรานซิสเตอร์ประเภทนี้ส่วนใหญ่มักใช้ใน การสื่อสาร RF และการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง (OFC)
- การกำหนดค่าฐานทั่วไปมีกำไรน้อยกว่าเอกภาพ ในการกำหนดค่านี้ตัวเก็บรวบรวมจะเชื่อมต่อกับพื้นดิน เรามีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำและอิมพีแดนซ์อินพุตสูงในการกำหนดค่าพื้นฐานทั่วไป
- นักสะสมทั่วไป การกำหนดค่าเรียกอีกอย่างว่า ผู้ติดตามตัวปล่อย เนื่องจากอินพุตที่ใช้กับอีซีแอลทั่วไปจะปรากฏในเอาต์พุตของตัวรวบรวมทั่วไป ในการกำหนดค่านี้ตัวเก็บรวบรวมจะเชื่อมต่อกับพื้นดิน มีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำและอิมพีแดนซ์อินพุตสูง มีผลประโยชน์เกือบเท่ากับความสามัคคี
พารามิเตอร์พื้นฐานของเครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์
เราจำเป็นต้องพิจารณาข้อกำหนดต่อไปนี้ก่อนเลือกเครื่องขยายเสียง เครื่องขยายเสียงที่ดีต้องมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
- ควรมีอิมพีแดนซ์อินพุตสูง
- ควรมีความเสถียรสูง
- ต้องมีความเป็นเส้นตรงสูง
- ควรมีอัตราขยายและแบนด์วิดท์สูง
- จะต้องมีประสิทธิภาพสูง
แบนด์วิดท์:
ช่วงความถี่ที่วงจรเครื่องขยายเสียงสามารถขยายได้อย่างเหมาะสมเรียกว่าแบนด์วิดท์ของเครื่องขยายเสียงนั้น ๆ เส้นโค้งด้านล่างแสดงถึง การตอบสนองความถี่ ของแอมพลิฟายเออร์คู่ RC แบบขั้นตอนเดียว
R C การตอบสนองความถี่ควบคู่
เส้นโค้งที่แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของอัตราขยายของเครื่องขยายเสียงที่มีความถี่เรียกว่าเส้นโค้งตอบสนองความถี่ แบนด์วิดท์วัดระหว่างกำลังครึ่งล่างและพาวเวอร์พ้อยครึ่งบน จุด P1 คือกำลังครึ่งล่างและ P2 คือกำลังครึ่งบนตามลำดับ เครื่องขยายเสียงที่ดีจะต้องมีแบนด์วิดท์ตั้งแต่ 20 Hz ถึง 20 kHz เพราะนั่นคือช่วงความถี่ที่ได้ยิน
กำไร:
อัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของกำลังขับต่อกำลังไฟฟ้าเข้า Gain สามารถแสดงเป็นเดซิเบล (dB) หรือตัวเลข อัตราขยายแสดงว่าเครื่องขยายเสียงสามารถขยายสัญญาณที่ให้มาได้มากเพียงใด
สมการด้านล่างแสดงถึงการเพิ่มจำนวน:
G = มุ่ย / พิน
โดยที่ Pout คือกำลังขับของเครื่องขยายเสียง
พินคือกำลังอินพุตของเครื่องขยายเสียง
สมการด้านล่างแสดงถึงการเพิ่มเป็นเดซิเบล (DB):
กำไรใน DB = 10log (Pout / Pin)
กำไรสามารถแสดงเป็นแรงดันและกระแสได้เช่นกัน แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับคืออัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าขาออกต่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและกำไรในกระแสคืออัตราส่วนของกระแสไฟฟ้าขาออกต่อกระแสไฟฟ้าขาเข้า สมการสำหรับการรับแรงดันและกระแสดังแสดงด้านล่าง
ได้รับแรงดันไฟฟ้า = แรงดันขาออก / แรงดันไฟฟ้าขาเข้า
กำไรในปัจจุบัน = กระแสเอาต์พุต / กระแสอินพุต
ความต้านทานอินพุตสูง:
อิมพีแดนซ์อินพุตคืออิมพีแดนซ์ที่นำเสนอโดยวงจรแอมพลิฟายเออร์เมื่อเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ต้องมีอิมพีแดนซ์อินพุตสูงเพื่อป้องกันไม่ให้โหลดแหล่งจ่ายแรงดันอินพุต นั่นคือเหตุผลที่มีอิมพีแดนซ์สูงในเครื่องขยายเสียง
เสียงรบกวน:
สัญญาณรบกวนหมายถึงความผันผวนหรือความถี่ที่ไม่ต้องการที่มีอยู่ในสัญญาณ อาจเกิดจากการทำงานร่วมกันระหว่างสัญญาณสองสัญญาณขึ้นไปที่มีอยู่ในระบบความล้มเหลวของส่วนประกอบข้อบกพร่องในการออกแบบสัญญาณรบกวนภายนอกหรืออาจเป็นเพราะส่วนประกอบบางอย่างที่ใช้ในวงจรเครื่องขยายเสียง
เส้นตรง:
แอมพลิฟายเออร์ถูกกล่าวว่าเป็นเชิงเส้นหากมีความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างกำลังอินพุตและกำลังขับ เส้นตรงแสดงถึงความเรียบของกำไร ในทางปฏิบัติเป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับความเป็นเชิงเส้น 100% เนื่องจากแอมพลิฟายเออร์ใช้อุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่เช่น BJTs, JFETs หรือ MOSFET ซึ่งมีแนวโน้มที่จะสูญเสียอัตราขยายที่ความถี่สูงเนื่องจากความจุของปรสิตภายใน นอกจากนี้ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน DC อินพุตจะตั้งค่าความถี่คัตออฟที่ต่ำกว่า
ประสิทธิภาพ:
ประสิทธิภาพของเครื่องขยายเสียงแสดงถึงวิธีที่เครื่องขยายเสียงสามารถใช้แหล่งจ่ายไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ และยังวัดว่ามีการแปลงกำลังไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟเท่าใดที่เอาต์พุต
ประสิทธิภาพมักจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์และสมการสำหรับประสิทธิภาพจะได้รับเป็น (Pout / Ps) x 100 โดยที่ Pout คือเอาต์พุตกำลังและ Ps คือกำลังที่ดึงมาจากแหล่งจ่ายไฟ
แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์คลาส A มีประสิทธิภาพ 25% และให้การสร้างสัญญาณที่ดีเยี่ยม แต่ประสิทธิภาพต่ำมาก เครื่องขยายเสียง Class C มีประสิทธิภาพสูงถึง 90% แต่การสร้างสัญญาณไม่ดี คลาส AB อยู่ระหว่างแอมพลิฟายเออร์คลาส A และคลาส C ดังนั้นจึงมักใช้ใน เครื่องขยายเสียง แอปพลิเคชัน เครื่องขยายเสียงนี้มีประสิทธิภาพสูงถึง 55%
อัตราการเคลื่อนที่:
อัตราการฆ่าของแอมพลิฟายเออร์คืออัตราสูงสุดของการเปลี่ยนแปลงเอาต์พุตต่อหน่วยเวลา แสดงว่าเอาท์พุตของแอมพลิฟายเออร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็วเพียงใดเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอินพุท
เสถียรภาพ:
ความเสถียรคือความสามารถของแอมพลิฟายเออร์ในการต้านทานการสั่น โดยปกติปัญหาความเสถียรจะเกิดขึ้นระหว่างการทำงานที่ความถี่สูงใกล้ถึง 20 kHz ในกรณีของเครื่องขยายเสียง การสั่นอาจมีความกว้างสูงหรือต่ำ
ฉันหวังว่าหัวข้อพื้นฐาน แต่สำคัญของ โครงการอิเล็กทรอนิกส์ ได้รับการปกปิดด้วยข้อมูลมากมาย นี่คือคำถามง่ายๆสำหรับคุณ - การกำหนดค่าตัวสะสมทั่วไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์ใดและเพราะเหตุใด
ให้คำตอบของคุณในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง
