Wzmacniacz mocy

Przykładowy schemat wzmacniacza mocy zbudowanego z użyciem tranzystorów

Przykładowy schemat wzmacniacza mocy zbudowanego z użyciem lamp elektronowych

Wzmacniacz mocy – wzmacniacz, który dostarcza do obciążenia wymaganą moc wyjściową.

W przypadku zastosowania w elektroakustyce, wejściowy sygnał analogowy jest zazwyczaj wzmacniany najpierw w przedwzmacniaczu, natomiast wzmacniacz mocy jest końcowym stopniem toru wzmacniającego i podłączony jest do zestawu głośnikowego.

Do podstawowych parametrów wzmacniacza mocy zalicza się:

• wzmocnienie mocy określane jako stosunek mocy wydzielanej w obciążeniu do mocy sygnału wejściowego;
• moc wyjściową mierzoną w watach (W);
• współczynnik sprawności energetycznej – definiowany jako stosunek mocy wydzielonej w obciążeniu do mocy pobieranej z zasilacza (%);
• współczynnik zniekształceń nieliniowych – który jest miarą zniekształceń sygnału wyjściowego wnoszonych przez wzmacniacz (%);
• pasmo przenoszonych częstotliwości kHz;

Ze względu na zakres częstotliwości wzmacnianych sygnałów wzmacniacze mocy można podzielić na:

• wzmacniacze mocy małej częstotliwości (m.cz.) używane do wzmacniania sygnałów pasma akustycznego – wzmacniacze elektroakustyczne;
• wzmacniacze mocy wielkiej częstotliwości (w.cz.) używane do wzmacniania sygnałów pasma radiowego w nadajnikach radiowych;
• wzmacniacze mocy bardzo wielkiej częstotliwości (b.w.cz.) – wzmacniacze mikrofalowe.

We wzmacniaczu wyróżnia się dwa podstawowe obwody elektroniczne:

• obwód zasilania, który stwarza warunki do wzmacniania sygnału,
• obwód sygnału, który jest związany z przenoszeniem sygnału przez wzmacniacz.

Dla wzmacnianego sygnału obwód wzmacniacza stanowi czwórnik, w którym do wejścia dołączono źródło sygnału $E_g$ o impedancji $Z_g,$ a do wyjścia dołączono obciążenie $Z_o.$

Pomiędzy wielkościami wejścia i wyjścia istnieją zależności:

$U_{wy}=K_u\cdot U_{we},$

$I_{wy}=K_i\cdot I_{we},$

$P_{wy}=K_p\cdot P_{we},$

gdzie:

$K_u$ – współczynnik wzmocnienia napięciowego,

$K_i$ – współczynnik wzmocnienia prądowego,

$K_p$ – współczynnik wzmocnienia mocy.

Biorąc pod uwagę punkt pracy elektronicznego elementu czynnego oraz poziom sygnału sterującego wyróżnia się tzw. klasy pracy wzmacniacza mocy:

• $A$ – gdy elementem jest lampa elektronowa A1, A2 z prądem siatki lub tranzystor pracujący w klasie A
• $AB$ – gdy elementem jest lampa elektronowa AB1, AB2 z prądem siatki lub tranzystor pracujący w klasie B
• $B$ – gdy tranzystor/lampa przewodzi prąd tylko przez połowę okresu sygnału sterującego,
• $C$ – gdy tranzystor/lampa przewodzi prąd przez czas krótszy niż pół okresu sygnału sterującego.

UWAGA

W literaturze występują również określenia „wzmacniacz klasy D” i „wzmacniacz klasy T” odnoszące się do wzmacniaczy mocy zbudowanych w oparciu o wzmacniacz impulsowy.

Bibliografia

• Bernard Buśko, Vademecum zastosowania elektroniki, Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, wydanie III uzupełnione, Warszawa 1972.