Độ lợi là gì

     

Contents

Bộ khuếch đại là gì ?Độ lợi của cục khuếch đạiBộ khuếch tán công suấtHoạt động của bộ khuếch đại Class AHoạt động của bộ khuếch đại Class BHoạt động của bộ khuếch đại Class AB

Bộ khuếch tán là gì ?

Bộ khuếch đại là thuật ngữ tầm thường được thực hiện để diễn tả một mạch tạo thành và khuếch đại bộc lộ đầu vào. Tuy nhiên, không phải toàn bộ các mạch khuếch đại mọi giống nhau vì chúng được phân nhiều loại theo cấu hình mạch và cách tiến hành hoạt động.

Bạn đang xem: độ lợi là gì

Trong “Điện tử”, bộ khuếch đại tín hiệu nhỏ tuổi là đồ vật thường được thực hiện vì chúng có chức năng khuếch đại bộc lộ đầu vào kha khá nhỏ, ví dụ như từ Cảm biến như đồ vật hình ảnh, thành biểu thị đầu ra to hơn nhiều để tinh chỉnh và điều khiển rơ le, đèn hoặc loa chẳng hạn.

Có nhiều dạng mạch điện tử được phân một số loại như cỗ khuếch đại thuật toán và bộ khuếch đại tín hiệu nhỏ dại cho đến bộ khuếch đại biểu lộ và hiệu suất lớn. Việc phân loại bộ khuếch đại nhờ vào vào kích thước của tín hiệu, to hay nhỏ, thông số kỹ thuật vật lý của nó và giải pháp nó xử lý biểu đạt đầu vào, kia là quan hệ giữa tín hiệu nguồn vào và loại điện chạy trong tải.

Loại hoặc phân loại bộ khuếch đại được giới thiệu trong bảng sau.

Phân loại cỗ khuếch đại tín hiệu

Loại tín hiệuLoạicấu hìnhPhân loạiTần số thoạt động
Tín hiệu nhỏE chungBộ khuếch đại Class ADòng năng lượng điện một chiều (DC)
Tín hiệu lớnB chungBộ khuếch tán Class BTần số âm thanh (AF)
C chungBộ khuếch đại Class ABTần số vô tuyến (RF)
Bộ khuếch đại Class CTần số VHF, UHF và SHF

Bộ khuếch đại đựng các linh phụ kiện khuếch đại, chẳng hạn như transistor lưỡng cực, transistor hiệu ứng trường hoặc bộ khuếch đại thuật toán, tất cả hai đầu vào và hai áp sạc ra với bộc lộ đầu ra lớn hơn nhiều đối với tín hiệu nguồn vào vì nó đã làm được “Khuếch đại”.

Một cỗ khuếch đại biểu thị lý tưởng sẽ có ba ở trong tính chính: Điện trở nguồn vào hoặc (R IN ), Điện trở áp ra output hoặc (R OUT ) và tất nhiên khuếch đại thường xuyên được call là Gain(độ lợi) hoặc ( A ). Cho dù một mạch khuếch đại phức tạp đến đâu, một mô hình khuếch đại tầm thường vẫn có thể được áp dụng để chỉ ra quan hệ của bố đặc tính này.

Mẫu bộ khuếch đại lý tưởng

*

Sự biệt lập được khuếch đại thân tín hiệu nguồn vào và đầu ra được gọi là Độ lợi của cục khuếch đại. Về cơ bản, độ lợi là 1 trong những thước đo cường độ một cỗ khuếch đại “khuếch đại” tín hiệu đầu vào. Ví dụ, nếu chúng ta có bộc lộ đầu vào là 1 volt và áp ra output là 50 volt, thì độ lợi của cục khuếch đại vẫn là “50”. Nói bí quyết khác, tín hiệu nguồn vào đã được tăng lên hệ số 50. độ lợi này được gọi là Gain .

Độ lợi của cục khuếch đại chỉ dễ dàng là tỷ số của cổng đầu ra chia đến đầu vào. Độ lợi không tồn tại đơn vị là tỷ lệ của nó, dẫu vậy trong Điện tử, nó thường được cam kết hiệu là “A”, dành cho Khuếch đại. Khi đó, độ lợi của một bộ khuếch đại được tính đơn giản và dễ dàng là “tín hiệu áp sạc ra chia cho biểu đạt đầu vào”.

Độ lợi của cục khuếch đại

Giới thiệu về độ lợi cỗ khuếch đại nói theo cách khác là mối quan hệ tồn trên giữa biểu thị được đo ở áp ra output với dấu hiệu được đo làm việc đầu vào. Có ba loại khuếch tán khuếch đại khác nhau có thể được đo với đó là: Độ lợi năng lượng điện áp ( Av ), Độ lợi mẫu điện ( Ai ) và Độ lợi công suất ( Ap ) tùy trực thuộc vào đại lượng được đo với các ví dụ về những loại độ lợi khác biệt được gửi ra dưới .

Độ lợi khuếch tán của biểu thị đầu vào

*

Độ lợi điện áp

*

Độ lợi loại điện

*

Độ lợi công suất

*

Lưu ý rằng đối với Power Gain, bạn cũng có thể chia hiệu suất thu được ở cổng output với công suất thu được sống đầu vào. Dường như khi đo lường và thống kê độ lợi của một cỗ khuếch đại, những ký hiệu v , i và p. được sử dụng để thể hiện loại độ lợi tín hiệu đang được sử dụng.

Độ lợi năng suất (Ap) hoặc mức công suất của cỗ khuếch đại cũng hoàn toàn có thể được bộc lộ bằng Decibel , ( dB ). Bel (B) là 1 trong đơn vị đo logarit (cơ số 10) không tồn tại đơn vị đo. Bel là 1 đơn vị quá lớn, nó được bước đầu bằng deci phát triển thành decibel với 1 decibel là 1 phần mười (1/10) của một Bel. Để tính toán độ lợi của cục khuếch đại bằng Decibel hoặc dB, chúng ta cũng có thể sử dụng các biểu thức sau.

Độ lợi điện áp tính bằng dB: a v = trăng tròn * log (Av)Độ lợi hiện tại tính bởi dB: a i = 20 * log (Ai)Độ lợi năng suất theo dB: a p = 10 * log (Ap)

Lưu ý rằng độ lợi mối cung cấp DC của cục khuếch đại bởi mười lần lôgarit cơ số 10 của phần trăm đầu ra cùng đầu vào, trong số ấy độ lợi năng lượng điện áp và chiếc điện bằng đôi mươi lần lôgarit cơ số 10 của xác suất đầu vào và đầu ra. Mặc dù nhiên, chú ý rằng 20dB ko nhiều gấp đôi so cùng với 10dB bởi vì thang đo là loga.

Ngoài ra, giá trị dương của dB bộc lộ độ lợi và quý hiếm âm của dB trình bày Suy hao trong cỗ khuếch đại. Ví dụ: độ lợi của bộ khuếch đại là + 3dB cho thấy thêm tín hiệu đầu ra của bộ khuếch đại vẫn “tăng cấp đôi”, (x2) trong khi độ lợi của cục khuếch đại là -3dB cho biết thêm tín hiệu đang “giảm một nửa”, (x0,5) hay có thể nói là suy hao .

Điểm -3dB của bộ khuếch đại được gọi là điểm nửa công suất giảm -3dB so với rất đại, lấy 0dB có tác dụng giá trị đầu ra lớn nhất.

Ví dụ về bộ khuếch đại 1

Xác định năng lượng điện áp, dòng điện với độ lợi hiệu suất của một bộ khuếch đại tất cả tín hiệu đầu vào là 1mA làm việc 10mV và dấu hiệu đầu ra tương ứng là 10mA sống 1V. Kế bên ra, biểu hiện cả cha độ lợi bởi decibel, (dB).

Các cỗ khuếch đại khác biệt đạt được:

*

Độ lợi của bộ khuếch đại được xem bằng Decibel (dB):

*

Sau đó, bộ khuếch đại bao gồm Độ lợi năng lượng điện áp, (Av) là 100, Độ lợi chiếc điện, (Ai) là 10 cùng Độ lợi công suất, (Ap) là 1.000

Nói chung, bộ khuếch đại rất có thể được tạo thành hai loại hiếm hoi tùy ở trong vào năng suất hoặc độ lợi năng lượng điện áp của chúng. Một loại được điện thoại tư vấn là Bộ khuếch đại bộc lộ nhỏ bao gồm bộ tiền khuếch đại, cỗ khuếch đại vi sai, v.v. Bộ khuếch đại tín hiệu nhỏ dại được xây dựng để khuếch tán mức điện áp tín hiệu rất nhỏ tuổi chỉ vài ba micro-volt (μV) từ cảm ứng hoặc dấu hiệu âm thanh.

Loại còn sót lại được hotline là Bộ khuếch đại dấu hiệu lớn như cỗ khuếch đại công suất âm thanh hoặc cỗ khuếch đại biến hóa công suất. Cỗ khuếch đại bộc lộ lớn có phong cách thiết kế để khuếch đại biểu đạt điện áp nguồn vào lớn hoặc chuyển đổi dòng mua nặng như bạn thường thấy khi áp dụng loa phóng thanh.

Bộ khuếch đại công suất

Bộ khuếch đại dấu hiệu nhỏ thường xuyên được gọi là 1 trong những khuếch đại điện áp chính vì họ thường đổi khác một năng lượng điện áp đầu vào bé dại thành một điện áp đầu ra to hơn nhiều. Đôi khi rất cần được có mạch khuếch đại để điều khiển và tinh chỉnh động cơ hoặc cấp nguồn mang đến loa và đối với những loại ứng dụng này khi cần dòng chuyển mạch cao thì cần được có Bộ khuếch tán công suất .

Như tên thường gọi của chúng đến thấy, quá trình chính của “Bộ khuếch tán công suất” (còn được hotline là bộ khuếch đại tín hiệu lớn), là cung cấp năng lượng cho download và như họ đã biết sinh hoạt trên, là thành phầm của điện áp và loại điện được áp dụng cho sở hữu với năng suất tín hiệu đầu ra to hơn công suất biểu đạt đầu vào. Nói phương pháp khác, cỗ khuếch đại hiệu suất khuếch đại hiệu suất của biểu lộ đầu vào, đó là vì sao tại sao những loại mạch khuếch tán này được sử dụng trong số giai đoạn đầu ra của cục khuếch đại âm thanh để điều khiển loa.

Bộ khuếch tán công suất hoạt động trên nguyên tắc cơ bản là thay đổi nguồn điện một chiều lôi ra từ bộ nguồn thành biểu đạt điện áp luân phiên chiều đưa đến tải. Mặc dù độ khuếch tán cao nhưng tác dụng của việc thay đổi từ đầu vào nguồn năng lượng điện một chiều thành áp sạc ra tín hiệu điện áp chuyển phiên chiều hay kém.

Xem thêm: I ______ For Her Two Hours, But She _____ Yet, I (Wait) For Two Hours, But She (Not Come ) Yet

Bộ khuếch đại hoàn hảo nhất hoặc lý tưởng đang cho họ đánh giá năng suất là 100% hoặc không nhiều nhất năng suất “IN” vẫn bằng hiệu suất “OUT”. Tuy nhiên, trong thực tế, điều đó không khi nào có thể xảy ra vì một trong những công suất bị mất bên dưới dạng nhiệt và bản thân cỗ khuếch đại cũng tiêu thụ năng lượng điện năng trong quy trình khuếch đại. Lúc đó năng suất của một cỗ khuếch đại được đến là:

Hiệu suất cỗ khuếch đại

*

Bộ khuếch cửa hàng đại lý tưởng

Chúng ta biết các đặc điểm cho một bộ khuếch đại lý phân phối tưởng tương quan đến Độ lợi của chính nó , tức thị độ lợi điện áp:

Độ lợi của cục khuếch đại, ( A ) phải không đổi đối với các giá chỉ trị khác biệt của biểu đạt đầu vào.Độ lợi không bị ảnh hưởng bởi tần số. Biểu thị của tất cả các tần số phải được khuếch đại đúng chuẩn với cùng một lượng.Độ lợi của cục khuếch đại không có thêm nhiễu vào biểu thị đầu ra. Nó sẽ loại bỏ bất kỳ nhiễu nào sẽ tồn tại trong dấu hiệu đầu vào.Độ lợi của bộ khuếch đại ko bị tác động bởi sự đổi khác nhiệt độ, vì thế nhiệt độ định hình tốt.Độ lợi của bộ khuếch đại phải gia hạn ổn định trong thời hạn dài.

Các lớp khuếch đại điện tử

Việc phân loại bộ khuếch đại như một cỗ khuếch đại điện áp hoặc một bộ khuếch đại hiệu suất được thực hiện bằng cách so sánh những đặc tính của tín hiệu đầu vào và đầu ra bằng phương pháp đo lượng thời gian tương quan đến tín hiệu nguồn vào mà chiếc điện chạy trong mạch đầu ra.

Chúng ta đang thấy trong hướng dẫn về transistor E chung rằng để transistor chuyển động trong “Vùng hoạt động” của nó, rất cần phải “phân cực mang đến cực B”. Điện áp phân cực nhỏ tuổi này nhận thêm vào dấu hiệu đầu vào được cho phép transistor tái tạo thành dạng sóng đầu vào khá đầy đủ ở áp ra output của nó mà vẫn tồn tại tín hiệu.

Tuy nhiên, bằng cách thay đổi điện áp phân rất B này, hoàn toàn có thể vận hành cỗ khuếch đại ở chế độ khuếch đại không giống với cơ chế khuếch đại nhằm tái tạo dạng sóng đầy đủ. Cùng với sự thành lập của bộ khuếch đại năng lượng điện áp phân cực B, hoàn toàn có thể thu được những phạm vi vận động và chính sách hoạt động khác nhau được phân một số loại theo phân loại của chúng. Các cơ chế hoạt động không giống nhau này đượ gọi là Class Amplifier .

Bộ khuếch đại năng suất âm thanh được phân một số loại theo sản phẩm công nghệ tự bảng chữ cái tùy theo thông số kỹ thuật mạch với phương thức buổi giao lưu của chúng. Bộ khuếch đại được chỉ định và hướng dẫn bởi các lớp chuyển động khác nhau như lớp “A”, lớp “B”, lớp “C”, lớp “AB”, v.v. Những lớp khuếch đại không giống nhau này trải dài từ đầu ra gần tuyến tính tuy thế có công suất thấp mang đến không cổng đầu ra tuyến tính nhưng với hiệu suất cao.

Không tất cả lớp vận động nào là “tốt hơn” hoặc “tệ hơn” so với ngẫu nhiên lớp nào không giống với loại chuyển động được xác định bằng cách sử dụng mạch khuếch đại. Có các hiệu suất thay đổi tối nhiều điển hình cho những loại hoặc loại cỗ khuếch đại không giống nhau, cùng với hiệu suất phổ biến nhất được áp dụng là:

cỗ khuếch đại Class A – có công suất thấp dưới 40% cơ mà tái chế tạo tín hiệu tốt và đường tính.Bộ khuếch đại Class B – bao gồm hiệu suất gấp hai so với những bộ khuếch đại các loại A với hiệu suất triết lý tối đa khoảng tầm 70% vì thiết bị khuếch đại hướng dẫn (và áp dụng công suất) cho 1 nửa biểu hiện đầu vào.Bộ khuếch đại Class AB – bao gồm xếp hạng năng suất giữa Class A cùng Class B nhưng tài năng tái tạo dấu hiệu kém rộng so với những bộ khuếch đại lớp A.Bộ khuếch tán Class C – là lớp khuếch đại công dụng nhất nhưng lại độ méo không nhỏ do chỉ một phần nhỏ của tín hiệu đầu vào được khuếch đại vì vậy tín hiệu cổng output rất ít giống với biểu hiện đầu vào. Cỗ khuếch đại Class C có khả năng tái tạo dấu hiệu kém nhất.

Hoạt động của bộ khuếch đại Class A

Hoạt rượu cồn của Bộ khuếch đại Class A là nơi toàn thể dạng sóng tín hiệu nguồn vào được tái tạo nên trung thực sinh hoạt đầu ra của bộ khuếch đại vị transistor được phân cực hoàn hảo nhất trong vùng buổi giao lưu của nó. Điều này có nghĩa là transistor đưa mạch không lúc nào được điều khiển vào vùng giảm hoặc vùng bão hòa của nó. Hiệu quả là tín hiệu nguồn vào AC hoàn toàn “tập trung” giữa các giới hạn biểu đạt trên và dưới của cục khuếch đại như hình bên dưới đây.

Dạng sóng đầu ra của bộ khuếch đại Class A

*

Cấu tạo bộ khuếch đại Class A sử dụng cùng một transistor đưa mạch cho cả hai nửa của dạng sóng áp sạc ra và vì sự bố trí phân cực trung trung tâm của nó, transistor đầu ra luôn luôn có mẫu định thiên DC ko đổi, ( I CQ ) chạy qua nó, ngay cả khi không tồn tại tín hiệu đầu vào. Nói bí quyết khác, các transistor cổng đầu ra không bao giờ “TẮT” và ở trạng thái bão hòa .

Mọi đưa ra tiết buổi giao lưu của Transistor chúng ta xem tại đây : Transistor là Gì ?

Điều này dẫn đến hoạt động vui chơi của loại Class-A khá kém tác dụng vì khả năng thay đổi nguồn điện một chiều thành công xuất sắc suất biểu hiện AC cung ứng cho thiết lập thường hết sức thấp.

Do điểm phân rất trung trung tâm này,đầu ra của bộ khuếch đại Class A rất có thể rất nóng, trong cả khi không tồn tại tín hiệu đầu vào, vì chưng vậy rất cần phải có một số vẻ ngoài tản nhiệt. Cái điện phân cực DC chạy qua rất C của transistor ( I CQ ) bởi dòng năng lượng điện chạy qua thiết lập ở rất C. Vị đó, bộ khuếch đại Class A siêu kém kết quả vì phần lớn nguồn DC này được gửi thành nhiệt.

Hoạt động của bộ khuếch đại Class B

Không giống như chế độ hoạt động vui chơi của bộ khuếch tán Class A ngơi nghỉ trên sử dụng một transistor duy nhất mang đến tầng công suất đầu ra, Bộ khuếch tán Class B sử dụng hai transistor (NPN với PNP hoặc NMOS cùng PMOS) nhằm khuếch đại mỗi nửa của dạng sóng đầu ra.

Một transistor chỉ dẫn cho một nửa dạng sóng tín hiệu trong khi transistor tê dẫn đến nửa kia hoặc nửa đối diện của dạng sóng tín hiệu. Điều này có nghĩa là mỗi transistor dành riêng một nửa thời gian của nó trong vùng chuyển động và một nửa thời gian của nó vào vùng cắt, do đó chỉ khuếch đại 50% tín hiệu đầu vào.

Hoạt động Class B không có điện áp phân rất DC trực tiếp không giống như bộ khuếch tán class A, nhưng núm vào kia transistor hướng dẫn khi dấu hiệu đầu vào to hơn điện áp ( V BE ) và đối với transistor silicon, giá trị này là khoảng 0,7v. Cho nên vì thế với tín hiệu nguồn vào bằng không sẽ có được đầu ra bởi không. Do chỉ một ít tín hiệu đầu vào được mang ở đầu ra của bộ khuếch đại, điều này nâng cao hiệu suất của cục khuếch đại so với thông số kỹ thuật Class A trước đó như được hiển thị mặt dưới.

Dạng sóng đầu ra của cục khuếch đại Class B

*

Trong cỗ khuếch đại Class B, không tồn tại điện áp DC làm sao được áp dụng để phân cực những transistor, do vậy để các transistor đầu ra ban đầu dẫn từng nửa dạng sóng, cả dương cùng âm, chúng yêu cầu điện áp V BE lớn hơn sự sụt giảm điện áp thuận 0,7v quan trọng để một transistor lưỡng cực tiêu chuẩn ban đầu dẫn điện.

Do đó, phần bên dưới của dạng sóng đầu ra nằm dưới cửa ngõ 0,7v này sẽ không được tái tạo chính xác. Điều này dẫn mang đến vùng méo dạng của dạng sóng đầu ra khi một transistor chuyển sang tâm trạng “TẮT” ngóng transistor kia chuyển về “BẬT” khi V BE > 0,7V . Công dụng là có 1 phần nhỏ của dạng sóng áp sạc ra tại nút giao nhau của điện áp 0 có khả năng sẽ bị méo. Loại biến dạng này được điện thoại tư vấn là Méo chéo và được xem như xét ở trong phần sau của phần này.

Hoạt động của bộ khuếch đại Class AB

Bộ khuếch đại Class AB là sự dung hòa giữa cấu hình Class A và Class B nghỉ ngơi trên. Trong khi chuyển động Class AB vẫn áp dụng hai transistor bổ sung cập nhật trong giai đoạn đầu ra của nó, một điện áp phân rất rất nhỏ được vận dụng cho rất B của từng transistor nhằm phân cực chúng gần cùng với vùng cắt khi không tồn tại tín hiệu đầu vào.

Một tín hiệu đầu vào sẽ tạo nên transistor hoạt động bình thường trong vùng hoạt động của nó, một số loại bỏ ngẫu nhiên biến dạng chéo cánh nào luôn luôn có trong cấu hình class B. Cái phân cực nhỏ ( I CQ ) sẽ chạy qua transistor khi không có tín hiệu đầu vào, nhưng nhìn toàn diện nó thấp hơn nhiều so với cấu hình bộ khuếch đại Class A.

Vì vậy, từng transistor sẽ dẫn, “BẬT” trong hơn một nửa chu kỳ của dạng sóng đầu vào.Phân cực bé dại của cấu hình bộ khuếch đại Class AB nâng cấp cả công suất và độ tuyến đường tính của mạch khuếch tán so với thông số kỹ thuật Class A thuần túy ngơi nghỉ trên.

Dạng sóng đầu ra của bộ khuếch đại Class AB

*

Khi thiết kế mạch khuếch đại, class hoạt động vui chơi của bộ khuếch đại là rất quan trọng đặc biệt vì nó đưa ra quyết định lượng phân rất transistor cần thiết cho hoạt động vui chơi của nó cũng giống như biên độ về tối đa của biểu đạt đầu vào.

Phân loại cỗ khuếch đại tính mang lại phần tín hiệu đầu vào mà transistor đầu ra dẫn cũng tương tự xác định cả hiệu suất và lượng điện năng nhưng mà transistor gửi mạch tiêu thụ cùng tiêu tán bên dưới dạng nhiệt độ lãng phí. Ở đây bạn cũng có thể so sánh giữa những loại phân loại cỗ khuếch đại thông dụng nhất vào bảng sau.

Các lớp khuếch tán công suất

ClassABCAB
Góc dẫn360 o180 oDưới 90 o180 mang lại 360 o
Vị trí củađiểm QĐiểm trung tâm củađường tảiChính xác trêntrục XBên dướitrục XỞ giữatrục X vàĐường mua trung tâm
Hiệu quả tổng thểKém25 mang đến 30%Tốt hơn70 đến 80%Caohơn 80%Tốt rộng Anhưng nhỏ hơn B50 đến 70%
Biến dạng tín hiệuKhông nếuphân cực thiết yếu xácTạiđiểm giao nhau trục XLượng lớnMột lượng nhỏ

Các bộ khuếch đại được thiết kế theo phong cách khá tốn kém, nhất là loại Class “A” cũng rất có thể yêu ước transistor năng suất lớn hơn, bộ tản nhiệt cao cấp hơn, quạt có tác dụng mát hoặc thậm chí là tăng form size của bộ nguồn quan trọng để cung ứng thêm công suất tiêu tốn lãng phí mà bộ khuếch đại yêu cầu. Tích điện được đổi khác thành nhiệt độ từ những transistor, năng lượng điện trở hoặc ngẫu nhiên thành phần nào không giống cho sự việc đó, làm cho bất kỳ mạch điện tử nào vận động kém tác dụng và đã dẫn tới sự việc thiết bị bị hỏng sớm.

Xem thêm: Từ Điển Anh Việt " Initiator Là Gì ? Initiator Tiếng Anh Là Gì

Vậy lý do lại áp dụng bộ khuếch tán Class A nếu năng suất của nó thấp hơn 40% so với cỗ khuếch đại Class B gồm xếp hạng hiệu suất cao hơn nữa trên 70%. Về cơ bản, cỗ khuếch đại Class A cho áp sạc ra tuyến tính hơn nhiều, tức thị nó có, Tuyến tính trên đáp ứng tần số to hơn ngay cả khi nó tiêu thụ lượng bự nguồn DC.