Vermogensversterkerklassen

Vermogensversterkercircuits (uitgangstrappen) worden ingedeeld als A, B, AB en C voor lineaire ontwerpen—en klasse D en E voor schakelontwerpen. De klassen zijn gebaseerd op het aandeel van elke ingangscyclus (geleidingshoek) gedurende welke een versterkend apparaat stroom passeert. Het beeld van de geleidingshoek komt voort uit het versterken van een sinusoïdaal signaal. Als het apparaat altijd aan staat, is de geleidingshoek 360°. Als het slechts de helft van elke cyclus aanstaat, is de hoek 180°. De stromingshoek is nauw gerelateerd aan de vermogensefficiëntie van de versterker.,

in onderstaande illustraties wordt een bipolaire junctietransistor weergegeven als het versterkende apparaat. Echter dezelfde attributen worden gevonden met MOSFETs of vacuümbuizen.

Klasse AEdit

In een klasse-A versterker wordt 100% van het ingangssignaal gebruikt (geleidingshoek Θ = 360°). Het actieve element blijft de hele tijd uitvoeren.

Versterkingsapparaten die werken in Klasse A-gedrag over het gehele bereik van de ingangscyclus., Een klasse-A versterker onderscheidt zich door de output fase apparaten worden bevooroordeeld voor Klasse A operatie. Subklasse A2 wordt soms gebruikt om te verwijzen naar vacuã1 ⁄ 4mbuis Klasse – A fasen die het raster enigszins positief op signaalpieken voor iets meer vermogen dan normale Klasse A (A1; waar het raster altijd negatief is). Dit veroorzaakt echter een hogere signaalvervorming.,

voordelen van Klasse-A versterkersedit

• Klasse-A ontwerpen kunnen eenvoudiger zijn dan andere klassen in zoverre klasse-AB en-B ontwerpen vereisen twee aangesloten apparaten in het circuit (push–pull output), elk om de helft van de golfvorm te verwerken, terwijl Klasse A kan gebruik maken van een enkel apparaat (single-ended).
• het versterkende element is vertekend zodat het apparaat altijd geleidend is, de rustgevende collectorstroom (voor transistors; afvoerstroom voor Fet ‘ s of anode/plaatstroom voor vacuümbuizen) ligt dicht bij het meest lineaire gedeelte van zijn transconductantiecurve.,
• omdat het apparaat nooit ‘uit’ staat, is er geen “aan”-tijd, geen problemen met oplaadopslag, en over het algemeen betere hoogfrequente prestaties en feedback loop stabiliteit (en meestal minder hoog-orde harmonischen).
• het punt waar het apparaat het dichtst bij ” off “komt, is niet bij “zero signal”, zodat de problemen van crossover vervorming in verband met klasse-AB en-B ontwerpen worden vermeden.
• beste voor lage signaalniveaus van radio-ontvangers als gevolg van lage vervorming.

nadeel van Klasse-A versterkersedit

• Klasse-A versterkers zijn inefficiënt., Een maximaal theoretisch rendement van 25% is mogelijk met gebruikelijke configuraties, maar 50% is het maximum voor een transformator of inductief gekoppelde configuratie. In een eindversterker verspilt dit niet alleen stroom en beperkt het gebruik met batterijen, maar verhoogt het de bedrijfskosten en vereist het een hoger vermogen. Inefficiëntie komt van de staande stroom, die ongeveer de helft van de maximale uitgangsstroom moet zijn, en een groot deel van de voedingsspanning is aanwezig over het outputapparaat bij lage signaalniveaus., Als een hoog uitgangsvermogen nodig is van een klasse-A-circuit, wordt de voeding en de bijbehorende warmte significant. Voor elke watt die aan de belasting wordt geleverd, gebruikt de versterker zelf op zijn best een extra watt. Voor versterkers met hoog vermogen betekent dit zeer grote en dure voedingen en koellichamen.
• omdat de outputapparaten te allen tijde volledig in werking zijn (in tegenstelling tot een klasse A/B versterker), zullen ze niet zo lang meegaan, tenzij de versterker specifiek over-ontworpen is om hiermee rekening te houden, wat de kosten van het onderhoud of het ontwerp van de versterker verhoogt.,

Klasse-A eindversterkerontwerpen zijn grotendeels vervangen door efficiëntere ontwerpen, hoewel hun eenvoud ze populair maakt bij sommige hobbyisten. Er is een markt voor dure high fidelity Klasse-A versterkers beschouwd als een “cult item” onder audiofielen vooral voor hun afwezigheid van crossover vervorming en verminderde odd-harmonische en high-order harmonische vervorming. Klasse A eindversterkers worden ook gebruikt in sommige” boutique ” gitaarversterkers vanwege hun unieke tonale kwaliteit en voor het reproduceren van vintage tonen.,

Single-ended en triode Klasse-A versterkersedit

sommige hobbyisten die de voorkeur geven aan Klasse-A versterkers geven ook de voorkeur aan het gebruik van thermionische ventiel (buis) ontwerpen in plaats van transistors, om verschillende redenen:

• Single-ended output stadia hebben een asymmetrische overdracht functie, wat betekent dat even–orde harmonischen in de gecreëerde vervorming de neiging om niet te compenseren (zoals ze doen in push-pull output stadia). Voor buizen, of Fet ‘ s, de meeste vervorming is tweede-orde harmonischen, van de vierkante wet overdracht kenmerk, die naar sommige produceert een “warmer” en meer aangename geluid.,
• voor degenen die de voorkeur geven aan lage vervormingsgetallen, resulteert het gebruik van buizen met klasse A (die weinig oneven-harmonische vervorming genereren, zoals hierboven vermeld) in combinatie met symmetrische circuits (zoals push–pull uitvoerstadia, of gebalanceerde low-level stadia) in de annulering van de meeste gelijkmatige vervormingsharmonischen, vandaar de verwijdering van de meeste vervorming.in het verleden werden ventielversterkers vaak gebruikt als een klasse-A-eindversterker omdat kleppen groot en duur zijn; veel Klasse-A-ontwerpen gebruiken slechts één apparaat.,

Transistors zijn veel goedkoper dan buizen, zodat meer uitgewerkte ontwerpen die meer onderdelen gebruiken nog steeds goedkoper zijn dan buizenontwerpen. Een klassieke toepassing voor een paar van Klasse-A apparaten is de long-tailed paar, dat is uitzonderlijk lineair, en vormt de basis van veel meer complexe circuits, waaronder veel audio versterkers en bijna alle op-versterkers.,

Klasse – A versterkers kunnen worden gebruikt in uitvoerstadia van op-versterkers (hoewel de nauwkeurigheid van de bias in goedkope op-versterkers zoals de 741 kan resulteren in Klasse A, klasse AB of klasse B prestaties, variërend van apparaat tot apparaat of met temperatuur). Ze worden soms gebruikt als medium-power, low-efficiency en high-cost audio eindversterkers. Het stroomverbruik staat los van het uitgangsvermogen. Bij stationair (geen ingang) is het stroomverbruik in wezen hetzelfde als bij een hoog outputvolume. Het resultaat is een laag rendement en een hoge warmteafvoer.,

Klasse BEdit

in een klasse-B-versterker geleidt het actieve apparaat 180 graden van de cyclus. Dit zou ondraaglijke vervorming veroorzaken als er slechts één apparaat was, dus twee apparaten worden meestal gebruikt, vooral bij audiofrequenties. Elk Voert gedurende de helft (180°) van de signaalcyclus en de apparaatstromen worden gecombineerd zodat de belastingsstroom continu is.,

bij radiofrequentie kan, indien de koppeling aan de belasting via een afgestelde kring plaatsvindt, één apparaat van klasse B worden gebruikt omdat de opgeslagen energie in de afgestelde kring de “ontbrekende” helft van de golfvorm levert. Apparaten die werken in klasse B worden gebruikt in lineaire versterkers, zo genoemd omdat het uitgangsvermogen van de radiofrequentie evenredig is met het kwadraat van de ingangsspanning. Deze eigenschap voorkomt vervorming van amplitude-gemoduleerde of frequentie-gemoduleerde signalen die door de versterker. Dergelijke versterkers hebben een rendement van ongeveer 60%.,

wanneer klasse-B versterkers het signaal versterken met twee actieve apparaten, werkt elk gedurende de helft van de cyclus. Efficiëntie is veel verbeterd ten opzichte van Klasse-A versterkers. Klasse-B versterkers zijn ook de voorkeur in op batterijen werkende apparaten, zoals Transistorradio ‘ s. Klasse B heeft een maximaal theoretisch rendement van π / 4 (≈ 78,5%).

een praktisch circuit dat gebruik maakt van klasse-B–elementen is de push-pull-fase, zoals de zeer vereenvoudigde complementaire paaropstelling rechts., De aanvullende apparaten worden elk gebruikt voor het versterken van de tegenovergestelde helften van het inputsignaal, dat dan bij de output opnieuw wordt gecombineerd. Deze regeling geeft een goede efficiëntie, maar meestal lijdt aan het nadeel dat er een kleine mismatch in de cross-over Regio – bij de “joins” tussen de twee helften van het signaal, als een uitgang apparaat moet overnemen leveren van macht precies als de andere afwerkingen. Dit wordt crossover distortion genoemd. Een verbetering is om de apparaten te beïnvloeden, zodat ze niet volledig uitgeschakeld zijn wanneer ze niet in gebruik zijn. Deze aanpak heet klasse AB operatie.,

Klasse ABEdit

In een klasse-AB versterker ligt de geleidingshoek tussen klasse A en B; elk van de twee actieve elementen geleidt meer dan de helft van de tijd.,Klasse AB wordt algemeen beschouwd als een goed compromis voor versterkers, omdat een groot deel van de tijd de muziek signaal is stil genoeg dat het signaal blijft in de “klasse-A” regio, waar het wordt versterkt met goede trouw, en per definitie als het doorgeven van deze regio, is groot genoeg dat de vervorming producten typisch voor klasse B zijn relatief klein. De crossover vervorming kan verder worden verminderd door het gebruik van negatieve feedback.

in klasse-AB Werkt elk apparaat op dezelfde manier als in klasse B over de helft van de golfvorm, maar leidt het ook een kleine hoeveelheid op de andere helft., Hierdoor wordt het gebied waar beide apparaten tegelijkertijd bijna uit staan (de “dode zone”) verminderd. Het resultaat is dat wanneer de golfvormen van de twee apparaten worden gecombineerd, de crossover sterk wordt geminimaliseerd of helemaal geëlimineerd. De exacte keuze van de ruststroom (de staande stroom door beide apparaten wanneer er geen signaal is) maakt een groot verschil in het niveau van vervorming (en het risico van thermische runaway, die de apparaten kunnen beschadigen). Vaak, bias spanning toegepast om deze ruststroom in te stellen moet worden aangepast met de temperatuur van de uitgang transistors., (Bijvoorbeeld, in het rechts afgebeelde circuit, zouden de diodes fysiek dicht bij de uitgangstransistors worden gemonteerd, en gespecificeerd om een overeenkomende temperatuurcoëfficiënt te hebben.) Een andere benadering (vaak gebruikt met thermisch volgen bias voltages) is om kleine waarde weerstanden in serie met de stralers.

Klasse AB offert enige efficiëntie ten opzichte van klasse B in het voordeel van lineariteit, dus is minder efficiënt (minder dan 78,5% voor volledige amplitude sinusgolven in transistorversterkers, meestal; veel minder is gebruikelijk in klasse-AB vacuümbuisversterkers). Het is meestal veel efficiënter dan klasse A.,

Achtervoegselnummers voor vacuümbuisversterkersedit

een vacuümbuisversterkerontwerp heeft soms een extra achtervoegselnummer voor de klasse, bijvoorbeeld klasse B1. Een achtervoegsel 1 geeft aan dat de rasterstroom niet stroomt tijdens een deel van de ingangsgolfvorm, waarbij een achtervoegsel 2 de rasterstroomstromen voor een deel van de ingangsgolfvorm aangeeft. Dit onderscheid beïnvloedt het ontwerp van de driver fasen voor de versterker. Achtervoegselnummers worden niet gebruikt voor halfgeleiderversterkers.,

Klasse CEdit

In een klasse-C versterker wordt minder dan 50% van het ingangssignaal gebruikt (geleidingshoek Θ<180°). Vervorming is hoog en praktisch gebruik vereist een afgestemd circuit als belasting. De efficiëntie kan 80% bereiken in radiofrequentietoepassingen.

de gebruikelijke toepassing voor klasse-C-versterkers is in RF-zenders die werken op één vaste draagfrequentie, waarbij de vervorming wordt geregeld door een afgestemde belasting op de versterker., Het ingangssignaal wordt gebruikt om het actieve apparaat te schakelen, waardoor stroompulsen door een afgestemd circuit stromen dat deel uitmaakt van de belasting.

De klasse-C versterker heeft twee werkingsmodi: tuned en untuned. Het diagram toont een golfvorm van een eenvoudig klasse – C circuit zonder de getunede belasting. Dit heet untuned operatie, en de analyse van de golfvormen toont de enorme vervorming die in het signaal verschijnt. Wanneer de juiste belasting (bijvoorbeeld een inductief-capacitief filter plus een belastingsweerstand) wordt gebruikt, gebeuren twee dingen., De eerste is dat de uitgang bias niveau wordt geklemd met de gemiddelde uitgangsspanning gelijk aan de voedingsspanning. Dit is de reden waarom tuned operatie wordt soms een Klemmer genoemd. Dit herstelt de golfvorm naar zijn juiste vorm, ondanks dat de versterker slechts een éénpolariteit voeding heeft. Dit is direct gerelateerd aan het tweede fenomeen: de golfvorm op de centrumfrequentie wordt minder vervormd., De resterende vervorming is afhankelijk van de bandbreedte van de getunede belasting, waarbij de middenfrequentie zeer weinig vervorming ziet, maar een grotere verzwakking naarmate het signaal verder van de getunede frequentie komt.

het getunede circuit resoneert op één frequentie, de vaste draagfrequentie, en zo worden de ongewenste frequenties onderdrukt, en het gewenste volledige signaal (sinusgolf) wordt geëxtraheerd door de getunede belasting. De signaalbandbreedte van de versterker wordt beperkt door de Q-factor van het afgestelde circuit maar dit is geen ernstige beperking., Eventuele resterende harmonischen kunnen met een extra filter worden verwijderd.

in praktische klasse – C versterkers wordt steevast een afgestemde belasting gebruikt. In één gemeenschappelijke opstelling wordt de in de bovenstaande schakeling afgebeelde weerstand vervangen door een parallel afgestelde schakeling bestaande uit een evenwijdige inductor en condensator, waarvan de componenten zijn gekozen om te resoneren met de frequentie van het ingangssignaal. Vermogen kan worden gekoppeld aan een belasting door transformator actie met een secundaire spoel wond op de spoel., De gemiddelde spanning bij de collector is dan gelijk aan de voedingsspanning en de Signaalspanning die over het afgestelde circuit verschijnt varieert van bijna nul tot bijna tweemaal de voedingsspanning tijdens de RF-cyclus. Het ingangscircuit is zo bevooroordeeld dat het actieve element (bijvoorbeeld transistor) slechts een fractie van de RF-cyclus geleidt, meestal een derde (120 graden) of minder.

het actieve element geleidt alleen terwijl de collectorspanning door het minimum loopt. Op deze manier wordt de energiedissipatie in het actieve apparaat geminimaliseerd en de efficiëntie verhoogd., Idealiter zou het actieve element slechts een momentane stroompuls passeren terwijl de spanning er over nul is: het verdrijft dan geen stroom en 100% efficiëntie wordt bereikt. Praktische apparaten hebben echter een limiet aan de piekstroom die ze kunnen passeren, en de puls moet daarom worden verbreed, tot ongeveer 120 graden, om een redelijke hoeveelheid vermogen te verkrijgen, en de efficiëntie is dan 60-70%.

Class DEdit

Klasse-D versterkers gebruiken een vorm van pulsbreedtemodulatie om de uitvoerapparaten te regelen. De geleidingshoek van elk apparaat is niet langer direct gerelateerd aan het ingangssignaal, maar varieert in pulsbreedte.

in de Klasse-D-versterker functioneren de actieve elementen (transistors) als elektronische schakelaars in plaats van lineaire versterkers; ze zijn aan of uit., Het analoge signaal wordt omgezet in een stroom van pulsen die het signaal vertegenwoordigt door pulsbreedtemodulatie, pulsdichtheid modulatie, delta-sigma modulatie of een gerelateerde modulatietechniek voordat het wordt toegepast op de versterker. De tijdsgemiddelde vermogenswaarde van de pulsen is recht evenredig met het analoge signaal, dus na versterking kan het signaal terug worden omgezet naar een analoog signaal door een passief low-pass filter.Het doel van het outputfilter is om de pulsstroom naar een analoog signaal glad te strijken, waarbij de hoge frequentie spectrale componenten van de pulsen worden verwijderd., De frequentie van de output pulsen is meestal tien of meer keer de hoogste frequentie in het ingangssignaal te versterken, zodat het filter adequaat kan verminderen van de ongewenste harmonischen en nauwkeurig reproduceren van de ingang.

het belangrijkste voordeel van een Klasse-D versterker is energie-efficiëntie. Omdat de uitgangspulsen een vaste amplitude hebben, worden de schakelelementen (meestal MOSFETs, maar vacuümbuizen, en ooit bipolaire transistors, werden gebruikt) ofwel volledig aan ofwel volledig uitgeschakeld, in plaats van in lineaire modus., Een MOSFET werkt met de laagste weerstand wanneer volledig aan en heeft dus (exclusief wanneer volledig uit) de laagste vermogensdissipatie wanneer in die toestand. In vergelijking met een gelijkwaardige klasse-AB apparaat, een Klasse-D versterker lagere verliezen mogelijk maken het gebruik van een kleinere koellichaam voor de MOSFETs, terwijl ook het verminderen van de hoeveelheid benodigde ingangsvermogen, waardoor een lagere capaciteit voeding ontwerp. Daarom zijn klasse-D versterkers meestal kleiner dan een gelijkwaardige klasse-AB versterker.,

een ander voordeel van de Klasse-D-versterker is dat hij kan werken vanaf een digitale signaalbron zonder dat een digital-to-analoog converter (DAC) nodig is om het signaal eerst naar analoge vorm om te zetten. Als de signaalbron in digitale vorm is, zoals in een digitale mediaspeler of computergeluidskaart, kan het digitale circuit het binaire digitale signaal direct converteren naar een pulsbreedtemodulatiesignaal dat op de versterker wordt toegepast, waardoor het circuit aanzienlijk wordt vereenvoudigd.,

Een Klasse-D-versterker met een gemiddeld uitgangsvermogen kan worden gebouwd met behulp van een normaal CMOS-logisch proces, waardoor het geschikt is voor integratie met andere soorten digitale circuits. Zo wordt het vaak gevonden in System-on-Chips met geïntegreerde audio wanneer de versterker een matrijs deelt met de hoofdprocessor of DSP.

Klasse-D versterkers worden veel gebruikt voor het aansturen van motoren—maar worden nu ook gebruikt als eindversterkers, met extra schakelingen die analoog omzetten naar een veel hogere frequentie pulsbreedte gemoduleerd signaal., Switching voedingen zijn zelfs veranderd in ruwe Klasse-D versterkers (hoewel meestal deze reproduceren alleen lage frequenties met aanvaardbare nauwkeurigheid).

audioversterkers van hoge kwaliteit zijn nu op de markt verschenen. Deze ontwerpen zijn naar verluidt rivaal traditionele AB versterkers in termen van kwaliteit. Een vroeg gebruik van Klasse-D versterkers was high-power subwoofer versterkers in auto ‘ s., Omdat subwoofers over het algemeen beperkt zijn tot een bandbreedte van niet hoger dan 150 Hz, hoeft de schakelsnelheid voor de versterker niet zo hoog te zijn als voor een full range versterker, waardoor eenvoudigere ontwerpen mogelijk zijn. Klasse-D versterkers voor het besturen van subwoofers zijn relatief goedkoop in vergelijking met klasse-AB versterkers.

de letter D die gebruikt wordt om deze versterkerklasse aan te duiden is gewoon de volgende letter na C en staat, hoewel af en toe als zodanig gebruikt, niet voor digitaal., Klasse-D en klasse-E versterkers worden soms ten onrechte beschreven als” digitaal ” omdat de uitgangsgolfvorm oppervlakkig lijkt op een pulstrein van digitale symbolen, maar een Klasse-D versterker alleen converteert een ingangsgolfvorm in een continu pulsbreedte gemoduleerd analoog signaal. (Een digitale golfvorm zou worden puls-code gemoduleerd.)

extra klassenedit

andere versterkerklassen zijn voornamelijk variaties van de vorige Klassen., Bijvoorbeeld, klasse-G en klasse-H versterkers worden gekenmerkt door variatie van de toevoerrails (in discrete stappen of in een continue manier, respectievelijk) na het ingangssignaal. Verspilde warmte op de uitgangsapparaten kan worden verminderd als overspanning tot een minimum wordt beperkt. De versterker die wordt gevoed met deze rails zelf kan van elke klasse zijn. Dit soort versterkers zijn complexer en worden voornamelijk gebruikt voor gespecialiseerde toepassingen, zoals zeer krachtige eenheden., Ook worden Klasse-E-en klasse-F-versterkers vaak beschreven in de literatuur voor radiofrequentietoepassingen waar de efficiëntie van de traditionele klassen belangrijk is, maar verschillende aspecten aanzienlijk afwijken van hun ideale waarden. Deze klassen gebruiken harmonische afstemming van hun output netwerken om een hogere efficiëntie te bereiken en kunnen worden beschouwd als een subset van klasse C vanwege hun geleidingshoek kenmerken.

Klasse EEdit

De klasse-E versterker is een zeer efficiënte afgesteld schakelvermogen versterker gebruikt bij radiofrequenties., Het maakt gebruik van een enkelpolig schakelelement en een afgestemd reactief netwerk tussen de schakelaar en de belasting. Het circuit verkrijgt een hoog rendement door het schakelelement alleen te bedienen op punten van nulstroom (aan naar UIT schakelen) of nulspanning (uit naar aan schakelen) die het vermogen dat verloren gaat in de schakelaar minimaliseert, zelfs wanneer de schakeltijd van de apparaten lang is in vergelijking met de werkfrequentie.

De klasse-E-versterker wordt vaak genoemd als voor het eerst gerapporteerd in 1975. Echter, een volledige beschrijving van klasse-E operatie kan worden gevonden in de 1964 doctorale thesis van Gerald D. Ewing., Interessant is dat analytische ontwerpvergelijkingen pas onlangs bekend werden.

Klasse FEdit

In push-pull versterkers en in CMOS, de even harmonischen van beide transistors gewoon annuleren. Experiment toont aan dat een vierkante golf kan worden gegenereerd door deze versterkers. Theoretisch bestaan vierkante golven alleen uit oneven harmonischen. In een Klasse-D versterker blokkeert het uitvoerfilter alle harmonischen, d.w.z. de harmonischen zien een open belasting. Dus zelfs kleine stromen in de harmonischen volstaan om een spanningsvierkantsgolf te genereren., De stroom is in fase met de spanning toegepast op het filter, maar de spanning over de transistors is uit fase. Daarom is er een minimale overlapping tussen stroom door de transistors en spanning over de transistors. Hoe scherper de randen, hoe lager de overlap.

terwijl in Klasse D transistors en de belasting bestaan als twee afzonderlijke modules, klasse F erkent onvolkomenheden zoals de parasieten van de transistor en probeert het globale systeem te optimaliseren om een hoge impedantie te hebben bij de harmonischen., Natuurlijk moet er een eindige spanning over de transistor zijn om de stroom over de On-state weerstand te duwen. Omdat de gecombineerde stroom door beide transistors is meestal in de eerste harmonische, het lijkt op een sinus. Dat betekent dat in het midden van het vierkant de maximale stroom moet stromen, dus het kan zinvol zijn om een dip in het vierkant te hebben of met andere woorden om wat overswing van de spanningsvierkantgolf toe te staan. Een klasse-F belastingnetwerk moet per definitie onder een cut-off frequentie verzenden en erboven reflecteren.,

elke frequentie die onder de cut-off ligt en zijn tweede harmonische boven de cut-off heeft, kan worden versterkt, dat is een octaafbandbreedte. Aan de andere kant, een inductief-capacitieve serie circuit met een grote inductantie en een afstembare capaciteit kan eenvoudiger te implementeren. Door de inschakelduur onder 0,5 te verminderen, kan de uitgangsamplitude worden gemoduleerd. De spanningsvierkantgolfvorm degradeert, maar eventuele oververhitting wordt gecompenseerd door de lagere totale stroomstroom., Elke belasting mismatch achter het filter kan alleen werken op de eerste harmonische stroom golfvorm, duidelijk alleen een zuiver resistieve belasting zinvol is, dan hoe lager de weerstand, hoe hoger de stroom.

klasse F kan worden aangedreven door sinus of door een vierkante golf, voor een sinus kan de ingang worden afgestemd door een inductor om de versterking te verhogen. Als klasse F wordt uitgevoerd met een enkele transistor, het filter is ingewikkeld te kort de even harmonischen. Alle eerdere ontwerpen gebruiken scherpe randen om de overlap te minimaliseren.

klassen G en HEdit

There are a variety of amplifier designs that enhance class-AB output stages with more efficient techniques to achieve greater efficiency with low distortion., Deze ontwerpen zijn gebruikelijk in grote audioversterkers omdat de heatsinks en vermogenstransformatoren onbetaalbaar groot (en kostbaar) zou zijn zonder de efficiëntie toeneemt. De termen “klasse G” en “klasse H” worden door elkaar gebruikt om te verwijzen naar verschillende ontwerpen, variërend in definitie van de ene fabrikant of papier naar de andere.

klasse-G versterkers (die “rail switching” gebruiken om het stroomverbruik te verlagen en de efficiëntie te verhogen) zijn efficiënter dan klasse-AB versterkers., Deze versterkers bieden verschillende power rails op verschillende spanningen en schakelen tussen hen als het signaal uitgang nadert elk niveau. Zo verhoogt de versterker de efficiëntie door het verspilde vermogen bij de uitgangstransistors te verminderen. Klasse-G versterkers zijn efficiënter dan klasse AB, maar minder efficiënt in vergelijking met Klasse D, maar ze hebben niet de elektromagnetische interferentieeffecten van klasse D.

Klasse-H versterkers creëren een traploos variabele (analoge) voedingsrail. Ze worden soms aangeduid als railtrackers., Dit wordt gedaan door het moduleren van de toevoerrails zodat de rails slechts een paar volt groter zijn dan het uitgangssignaal “tracking” het op een bepaald moment. De uitgangstrap werkt op zijn maximale efficiëntie de hele tijd. Dit komt door het vermogen van het circuit om de rail transistors (T2 en T4) in cut – off te houden tot een piek van de muziekspanning voldoende groot is om de extra spanning van de + en-80 V voedingen te vereisen. Zie de schematische figuur. De klasse H versterker kan eigenlijk worden gezien als twee versterkers in serie., In het schematische voorbeeld dat door de figuur wordt getoond, kunnen + – 40 v spoorversterkers ongeveer 100 watt continu produceren in een 8 ohm belasting. Als vout muziek signaal werkt onder de 40 Volt, de versterker heeft alleen de verliezen geassocieerd met een 100 W Versterker. Dit komt omdat de klasse H bovenste apparaten T2 en T4 alleen worden gebruikt wanneer het muzieksignaal tussen de 100 en 400 watt vermogen. De sleutel tot het begrijpen van deze efficiëntie zonder karnen van de werkelijke nummers is dat we een 400 Watt geschikt versterker maar met de efficiëntie van een 100 watt versterker., Dit komt omdat de golfvormen van muziek lange perioden bevatten onder 100 watt en bevatten slechts korte uitbarstingen van maximaal 400 watt ogenblikkelijk; met andere woorden, de verliezen bij 400 watt zijn voor korte perioden. Als dit voorbeeld zou worden getekend als een klasse AB met alleen de 80 V supplies in plaats van de 40 V supplies, zouden de T1 en T3 transistors in geleiding moeten zijn gedurende het 0 V tot 80 V signaal met de overeenkomstige VI verliezen gedurende de vout Golf periode – niet alleen de korte hoge energie uitbarstingen., Om deze rail tracking control te bereiken, fungeren T2 en T4 als stroomversterkers, elk in serie met zijn laagspanning tegenhanger T1 en T3. Het doel van T2 en T3 is om back-biasing diode D2 wanneer vout is op een positieve piek (boven 39,3 V) en back-biasing D4 wanneer vout is op een negatieve piek minder dan -39,3 V. tijdens de vout muzikale pieken van 100 tot 400 Watt, de 40 v leveringen hebben nul Ampère getrokken uit hen als alle stroom afkomstig is van de 80 V rails. Dit cijfer is echter te simplistisch aangezien het eigenlijk de T2 T4 transistors helemaal niet zal controleren., Dit komt omdat de D1 en D3 diodes die bedoeld zijn om een pad voor de vout terug in de bovenste apparaten zijn altijd omgekeerde bevooroordeeld. Ze worden naar achteren getrokken. In plaats van deze diodes, zou een spanningsversterker met gain die vout als input gebruikt nodig zijn in een daadwerkelijk ontwerp. Er is een andere reden voor deze winst eis tussen vout en T2 base in een werkelijke klasse H ontwerp en dat is om ervoor te zorgen dat het signaal toegepast op de T2 is altijd “vooruit” van het Vout signaal, zodat het nooit kan “inhalen” met de rail tracker., De rail tracker versterker kan een 50 V/µs zwenksnelheid hebben, terwijl de AB versterker kan slechts een 30 V / µs zwenksnelheid hebben om dit te garanderen.