クラスCアンプ：完全ガイドなど！
アンプは、回路を構築する際に不可欠なコンポーネントです。アンプは、動作モードと工法の2つのカテゴリに分類されます。直線性、出力、信号ゲイン、および効率は、サウンドアンプで探す必要のある主な動作特性です。
クラスAアンプ、クラスBアンプ、クラスCアンプ、クラスABアンプの4種類のアンプがあります。この記事では、クラスCアンプに焦点を当て、それについて知っておく必要のあるすべてのことを説明します。
やってみましょう！
1。クラスCアンプの紹介
これは、電流伝導用のトランジスタを使用して動作するアンプのカテゴリです。アクティブエレメント（トランジスタ）は、入力信号のサイクルの半分未満の電流を流します。重要なことに、このサイクルは、伝導角が180°未満であり、値が常に80°から120°の範囲であることを意味します。この伝導角は非常に多くの歪みを引き起こします。ただし、クラスCアンプの最大効率は80％であるため、効率も向上します。
（基本クラスcアンプ記号。）
出典：ウィキメディアコモンズ
2。クラスCアンプの動作原理
回路図。
出典：ウィキメディアコモンズ
導通角が180°未満であるため、調整された負荷が歪みを制御し、歪みを引き起こします。さらに、この制御は、電流を流し、入力信号を適用してトランジスタを切り替えることによって行われます。 RF増幅器での使用例。
（RFアンプ）
下の図は、入力波形と出力波形を示しています。
（現在の波形。）
原則の紹介。
共振回路負荷が主にこのアンプを駆動します。負の電源を使用して回路にバイアスをかけます。 AC電圧源のピーク値がより重要であるため、ベース電圧はベース-エミッタ接合の潜在的なエミッタ値と交差します。さらに、これは、各サイクルの正のピークでより短い時間間隔で発生します。この間、トランジスタはオフになります。ただし、完全なAC負荷ラインを使用する場合、理想的な最大コレクタ電流はIc（sat）になります。さらに、最低のコレクタ電圧はVce（sat）になります。
アクティブエレメントであるトランジスタは、一連の電流パルスを生成します。次に、振動は、共振回路を流れる入力電流に一致します。その結果、共振周波数によってタンク回路が発振します。これは、適切な値を選択したときに行われます。最後に、タンク回路は他のすべての周波数を減衰させ、1つの周波数で発振させます。
適切に調整された負荷を使用して必要な周波数を取得し、追加のフィルターを使用して出力信号のノイズを除去します。また、カップリングトランスを使用して、バッグからタンク回路に電力を転送します。
（カップリングトランス付きバッテリー充電器。）
3。クラスcアンプの長所と短所
クラスCアンプの利点。
- アンプは無線周波数アプリケーションに優れています。
- クラスCアンプは、特定の出力に対して最小の物理サイズを備えています。
- また、それらは高い頻度を持っています。
クラスCアンプのデメリット。
- クラスcアンプから完璧なインダクタとカップリングトランスを入手するにはかなり注意が必要です。
- ダイナミックレンジが小さい。
- さらに、線形性が最も低くなります（線形増幅器としての使用には適していません）
- また、多くのRF推論を作成します。
- 高レベルの歪みが発生するため、オーディオアプリケーションには適していません。
4。クラスcアンプ出力機能
出力電流。
クラスCアンプの出力電流は、入力信号の正弦波サイクルの半分以上で0になります。さらに、トランジスタがカットオフポイントでアイドル状態を維持する場所です。
出力電流の最大値。
クラスCアンプの確立された理論効率は80％です。これは、伝導角が減少して効率が向上するためであり、かなりの量の歪みが発生します。また、伝導角は<180°で、80°から120°の範囲です。
出力効率の計算
効率（η）を計算する式は次のとおりです。
効率（％）=出力x 100％
電源入力
5。クラスcアンプの作業操作
クラスcアンプの消費電力。
（クラスCの波形）
出典： ウィキメディアコモンズ
このアンプは入力波形の一部でしか動作しないため、消費電力は低くなります。 AC入力信号パルス（T）の間には時間間隔があります。その振幅はIc（sat）です。さらに、最小電圧振幅はVce（sat）です。
PD（on）=Ic（sat）Vce（sat）は、トランジスタの消費電力です。
特に、トランジスタは残りの時間間隔で動作し続けます。
（トランジスタの例）
クラスcアンプの調整された操作。
（クラスcアンプでの増幅動作。）
コレクタは、クラスCアンプの動作中にAC信号サイクルの半分未満しか流れません。クラスCアンプのバイアスは80°から120°です。
これは、共振周波数の完全なサイクルで動作する共振回路で50％未満しか使用しない理由を説明しています。
導通角を小さくすると効率が大幅に上がるため、効率と歪みの間にギブアンドテイクの状況が発生します。ただし、かなりの歪みが発生します。
アンプの調整された負荷は、必要な歪み調整を実行します。さらに、アクティブデバイス（トランジスタ）は入力信号によって切り替わり、電流は調整された負荷を流れます。
（RF送信機）
クラスcアンプのクランパーバイアス
（Tuned_Class_C_Amplifier_with_clamper_bias_circuit）
上記の回路レイアウトは、負荷抵抗を備えたエミッタ接地クラスCアンプを示しています。明確にするために、共振回路負荷がアンプを操作するため、抵抗負荷を使用して概念を示します。したがって、負の電源を使用すると、カットオフポイントより下でバイアスが発生します。 AC電源電圧のピークはベース電圧よりわずかに高くなっています。また、ベース電圧が、各サイクルの正の頂点付近のベース-エミッタ接合の障壁電位を一時的に超えることができます。特に、トランジスタはこの短い期間にオンになります。
6。クラスCアンプのアプリケーション。
- まず、RF発振器で使用されます。
- 次に、FMオペレーターが使用します。
- 第3に、ブースターアンプとして使用されます。
- さらに、高周波リピーターとして機能します。
- 最後に、調整されたリピーターとして使用されます。
7。クラスA、B、AB、Cアンプの違い
| 違い | 信号の生成 | サイクル | 効率 | アプリケーション |
| クラスA | 音声信号の再生を提供します。 | 完全な360度回転を提供します。 | トランジスタは常に途中でオンになっています。電流は常に流れるため、大量の熱が発生し、25％の効率になります | ラジオや屋外サウンドシステムなどの低電力デバイスで使用されます |
| クラスB | 良好な信号再生が得られません | は半サイクルを提供します。 | 正にバイアスされたトランジスタは、別の同一のトランジスタがオフのときに正の信号を伝導します。さらに、負の信号が通過すると、その逆が発生します。トランジスタペアを交互に切り替えると、出力信号が歪んで発熱が少なくなり、効率が78％に向上します。 | バッテリー駆動のデバイスに最適 |
| クラスAB | は音声信号を再生します | サイクルの半分以上。 | クラスAとクラスBの長所を組み合わせて、音声信号の再生と78％の補完効率を実現 | ハイファイオーディオアンプで使用されます。 |
| クラスC | – | サイクルの半分未満。 | トランジスタは大きくバイアスされており、入力サイクルの180°未満でのみオンになるため、出力信号が大きく歪んでいます。それはそれがより少ない熱を生み出すようにします。したがって、クラスcの効率を80％にする | 現在のパルスがRF発振器で役立つため、オーディオアプリケーションには適していません。 |
概要
クラスcアンプは、発熱が少ないため、アプライアンスで使用するのに最も効率的なアンプです。
この記事がお役に立てば幸いです。クラスCアンプに関するご質問は、お問い合わせください。
産業技術