Erősítő

Ez a szócikk nem tünteti fel a független forrásokat, amelyeket felhasználtak a készítése során. Emiatt nem tudjuk közvetlenül ellenőrizni, hogy a szócikkben szereplő állítások helytállóak-e. Segíts megbízható forrásokat találni az állításokhoz! Lásd még: A Wikipédia nem az első közlés helye.

Ez a szócikk a hangerősítő áramkörökről szól. Hasonló címmel lásd még: Erősítő áramkör.

Általánosan erősítőnek nevezünk egy olyan áramkört, amely a bemeneti jelet változatlan alakkal, de magasabb energiával (nagyobb amplitúdóval) adja ki.

Az „erősítő” elnevezés alatt a köznyelvben leggyakrabban a hangerősítőket (zenei erősítőket), azon belül is a teljesítményerősítőket értjük, melyek hangosítástechnikai rendszerek részét képezik.

Fajtái a működési tartomány jelleggörbéje szerint

A osztályú erősítő

Elektronikus hangerősítők egy fajtája. Az audiofilek kedvenc áramkörei javarészt ilyen erősítők. A kimeneti tranzisztorok a jelszinttől függetlenül mindig nyitva vannak, ebből eredően ezen erősítőfajtának kisebb a torzítása és részletesebb a hangja.

A B osztályú erősítőkkel szembeni előnyei:

nincs keresztváltási torzítás;
nincs ki–bekapcsolás a tranzisztoroknál, ezért nincs kapcsolási torzítás;
alacsonyabb harmonikus torzítás a feszültségerősítő és az áramerősítő részben;
nincs jelfüggő torzítás a tápegységből;
állandó és egyben kicsi kimeneti impedancia;
egyszerűbb elektronikus és konstrukciós a felépítés.

Hátránya:

Ideális esetben maximum 50% (a gyakorlatban még ennél is kisebb, kb 33%) a hatásfoka.
A folyamatosan nyitott tranzisztor miatt a disszipációja és az áramfelvétele sokkal nagyobb, mint a B osztályú erősítőké.

A osztályú erősítő

B osztályú erősítő

A tranzisztor a nyitás határáig van előfeszítve, így gyakorlatilag nem folyik nyugalmi áram. Emiatt kivezérlés nélkül nem disszipálódik teljesítmény. Kimeneti jel csak akkor keletkezik, ha a bemeneti jel megfelelő polaritású. Váltakozó-feszültségű vezérlőjel és NPN tranzisztor esetében csak az erősített pozitív félhullám, (PNP esetében pedig csak az erősített negatív félhullám) jelenik meg a kimeneten. A B osztályú munkapontba állított erősítő hatásfoka szinuszos kivezérlés esetén 78,5%, ami jó értéknek tekinthető. Hátránya, hogy mivel a munkapont a tranzisztor „könyöktartományában” van, kis vezérlőjelek esetén a kimeneti jel erősen torzított lesz (B osztályú vagy keresztezési torzítás); további negatívum, hogy csak az egyik félhullámot erősíti. Ez utóbbi kiküszöbölhető, ha ellenütemű (komplementer) kapcsolást alkalmazunk, ahol az egyik tranzisztor a pozitív, míg a komplementer párja a negatív félhullámokat erősíti.

AB osztályú erősítő

Olyan B osztályú beállítás, amelyben a tranzisztor munkapontja a lineárisabb szakaszra esik (bár ez a szakasz sem lineáris), emiatt a kivezérelt állapothoz képest kis értékű nyugalmi áram folyik (10-100 mA). Így kivezérlés nélkül is van teljesítményfelvétel, ami a hatásfokot rontja, azonban még így is jobb hatásfokú, mint az A osztályú munkapont. A nyugalmi áram miatt a B osztályú torzítás megszűnik. Nagy teljesítményű hangtechnikai erősítőkben (30 - 100 - ? W ig) szinte kizárólag ilyen munkapontba állított ellenütemű végfokozatokat alkalmaznak. Az A osztályú erősítőhöz képest kevesebbet disszipál (alacsonyabb a veszteségi teljesítménye), de torzítása nagyobb, amit megfelelő áramköri kialakítással lehet ellensúlyozni (negatív visszacsatolás)

C osztályú erősítő

Olyan csöves vagy tranzisztoros erősítő, amelynél a bemenő jel félperiódusánák felénél kisebb ideig folyik áram, ennek következtében jelentős torzítás keletkezik. Ezt csak a rezgőkör tudja helyreállítani, tehát csak távíró üzemben használható. Előnye a nagy hatásfok. Lineáris erősítő céljára alkalmatlan.

C osztályú erősítő

D osztályú erősítő

A D osztályú erősítők kapcsoló üzemben működnek, aminek következtében jellemzőjük a nagy hatásfok, jellemzően 90% feletti a korszerű konstrukciókban. Mivel a kimenete mindig teljesen ki vagy teljesen be van kapcsolva, a veszteségek minimálisak. Egy egyszerű módszer, az impulzusszélesség-moduláció (PWM) is használatos; a nagy teljesítményű kapcsoló üzemű erősítők digitális technikát használnak, mint a szigma-delta moduláció, hogy nagy teljesítményt érjenek el. Régebben hangtechnikai eszközökben csak mélysugárzókhoz használták a korlátozott sávszélesség és a viszonylag nagy torzítás miatt, a félvezetős eszközök fejlődése azonban lehetővé tette a hifi minőségű, a teljes hallható frekvenciasávot lefedő D osztályú erősítők kifejlesztését, a hagyományos erősítőkhöz hasonló jel/zaj aránnyal és torzítással.

Fajtái a felhasznált alkatrészek szerint

Félvezetős felépítés

Előnyei

Viszonylag kis helyigény
Kis teljesítményfelvétel (nincs fűtési veszteség)
Nincsenek veszélyes nagyságú (60-300V) anódfeszültségek

Hátrányai

Pillanatnyi túlterhelés is tönkreteheti
Más hangzása van, mint az elektroncsöves készülékeknek
Jelentős teljesítmény csak speciális kapcsolásokkal érhető el

Elektroncsöves felépítés

Előnyei

Kevesebb aktív elemmel érhető el azonos erősítés
Hangerősítőként sokan kellemesebbnek tartják a hangzását
C osztályú erősítőként akár MW-os teljesítménytartományban is használható
Nehéz alkatrészek (transzformátor)
Kis még kellemes csöves torzítás mellett nagyobb kimeneti jelszint.

Hátrányai

Általában nagyobb méret
Nagyobb veszteség (részben a katód fűtése miatt)
Az elektroncsövek élettartama véges (pl. az Orion az 1940-es években az elektroncsövek évenkénti cseréjét ajánlotta)
Hangtechnikai célokra „elavultnak” tekinthető, folyamatosan cserélendő drága alkatrészek, magas ár