Herotan Penguat : Litar, Jenis, Cara Mengurangkan dan Vs Pedal Herotan

Penguat ialah peranti elektronik yang menguatkan input isyarat yang lebih kecil kepada isyarat o/p yang lebih besar. Jadi isyarat keluaran berubah secara berterusan oleh beberapa nilai keuntungan. Ini digunakan dalam komunikasi tanpa wayar & penyiaran dalam semua jenis peralatan audio. Dalam keadaan yang ideal, isyarat o/p yang dikuatkan bagi penguat harus mempunyai bentuk gelombang yang sama tepat dengan isyarat input. Walau bagaimanapun, keadaan ideal ini sama sekali tidak dicapai dalam masa praktikal penguat . Oleh itu, beberapa pengubahsuaian dalam bentuk gelombang mungkin berlaku tambahan kepada kenaikan amplitud yang dikenali sebagai herotan. Ia tidak diingini kerana ia boleh mengubah suai kecerdasan yang dibawa melalui isyarat. Artikel ini memberikan maklumat ringkas tentang herotan penguat , bekerja dan aplikasinya.

Apakah herotan Amplifier?

Herotan penguat boleh ditakrifkan sebagai; sebarang perbezaan daripada isyarat input penguat yang berlaku sepanjang proses penguatan dan memberikan isyarat keluaran yang berubah dari segi magnitud, bentuk, kandungan frekuensi, dll. Ia berlaku disebabkan oleh banyak faktor seperti; tidak lineariti dalam komponen penguat, pincang yang tidak betul, atau beban lampau penguat. Herotan penguat adalah tidak diingini kerana ia merendahkan nilai isyarat yang dikuatkan.

Litar Herotan Penguat

Herotan penguat boleh difahami dengan contoh a litar penguat pemancar sepunya (CE). . Herotan isyarat keluaran mungkin berlaku kerana sebab-sebab berikut.

• Penguatan mungkin tidak berlaku sepanjang kitaran isyarat lengkap kerana tahap pincang yang salah.
• Jika isyarat input sangat besar, maka ia menyebabkan transistor penguat dihadkan melalui bekalan voltan.
• Penguatan tidak boleh menjadi isyarat linear di atas julat frekuensi input keseluruhan yang bermaksud semasa prosedur penguatan bentuk gelombang isyarat, Herotan Penguat akan berlaku.

Penguat direka untuk menguatkan isyarat voltan masukan kecil kepada isyarat keluaran yang lebih besar yang bermaksud isyarat keluaran akan sentiasa ditukar dengan nilai perolehan yang didarab dengan isyarat input terutamanya untuk semua frekuensi input.

Litar pemancar sepunya (CE) berikut beroperasi untuk isyarat AC input kecil namun ia menyebabkan beberapa masalah dalam kerjanya. Jadi, kedudukan yang dimaksudkan bagi titik pincang penguat BJT 'Q' bergantung pada nilai Beta yang berkaitan untuk semua jenis transistor.

Litar transistor jenis pemancar biasa berfungsi dengan baik terutamanya untuk isyarat input AC yang kecil walaupun mengalami satu kelemahan utama, kedudukan pengiraan titik Q pincang penguat bipolar bergantung terutamanya pada nilai Beta yang berkaitan bagi semua jenis transistor. Walau bagaimanapun, nilai beta ini turun naik daripada jenis transistor yang serupa yang bermaksud, satu titik Q transistor tidak berkaitan dengan transistor lain dengan kategori yang serupa kerana penerimaan pengeluaran ciri. Selepas itu, herotan penguat berlaku kerana penguat tidak linear. Pemilihan transistor & komponen pincang yang teliti boleh membantu dalam meminimumkan kesan herotan penguat.

Jenis Herotan Penguat

Terdapat pelbagai jenis herotan penguat yang dibincangkan di bawah. Jenis herotan terutamanya bergantung pada kawasan ciri yang digunakan oleh transistor, reaktans peranti & litar yang berkaitan.

Herotan bukan linear

Herotan bukan linear terutamanya berlaku dalam penguat apabila isyarat input yang digunakan adalah besar & peranti aktif didorong ke kawasan bukan linear ciri-cirinya. Herotan ini digunakan untuk menerangkan hubungan bukan linear antara isyarat input & output penguat. Jadi herotan ini terhasil daripada sistem di mana sahaja isyarat keluaran tidak berkadar tepat dengan isyarat input & produk intermodulasi atau harmonik yang dihasilkan.

Herotan Amplitud

Herotan amplitud ialah sejenis herotan tak linear yang berlaku kerana pengecilan dalam nilai puncak isyarat. Peralihan dalam titik Q & amplifikasi di bawah 360⁰ isyarat membawa terutamanya kepada herotan dalam amplitud. Herotan ini berlaku terutamanya kerana keratan & pincang yang salah. Kita tahu bahawa jika titik pincang transistor adalah betul, output adalah serupa dengan input dalam bentuk yang dikuatkan. Ini boleh difahami melalui kes berikut.

Katakan pincang yang tidak mencukupi disediakan kepada penguat, maka titik-Q akan terletak berhampiran dengan separuh kecil garis beban. Jadi dalam keadaan ini, separuh negatif isyarat input dipotong & kami memperoleh isyarat keluaran terherot bagi penguat.

Jika kami memberikan potensi bias tambahan, maka titik-Q akan berada di bahagian atas garis beban. Jadi keadaan ini memberikan output yang akan terputus pada separuh positif bentuk gelombang.
Pincangan yang betul juga boleh menyebabkan herotan kadangkala dalam output sekiranya isyarat input adalah besar kerana isyarat input ini dikuatkan melalui keuntungan penguat. Jadi kedua-dua bahagian positif & negatif bentuk gelombang akan terpotong di beberapa bahagian yang dipanggil herotan keratan.

Herotan Linear

Herotan linear berlaku terutamanya apabila isyarat input yang digunakan untuk memacu peranti adalah kecil & berfungsi dalam bahagian linear ciri-cirinya. Jadi herotan ini berlaku terutamanya kerana ciri bergantung kepada frekuensi peranti aktif.

Herotan Kekerapan

Dalam herotan jenis ini, tahap penguatan berubah dalam kekerapan. Isyarat input semasa penguatan dalam penguat realistik termasuk frekuensi asas dengan komponen frekuensi berbeza yang dipanggil harmonik.

Amplitud harmonik (HA) selepas amplifikasi adalah sebahagian kecil daripada amplitud asas. Ia tidak menyebabkan sebarang punca yang teruk kepada bentuk gelombang keluaran. Jika HA selepas amplifikasi pergi ke nilai yang tinggi, kesannya tidak boleh dielakkan kerana ia boleh dilihat pada output.

Di sini input mempunyai frekuensi asas termasuk harmonik. Jadi gabungan kedua-duanya pada amplifikasi memberikan isyarat herot pada output. Ia berlaku sama ada kerana berlakunya unsur reaktif (atau) melalui kemuatan elektrod litar penguat.

Herotan Fasa

Herotan Fasa juga dipanggil herotan kelewatan dalam amplifier kerana setiap kali berlaku kelewatan masa antara isyarat input & output maka ia dikatakan sebagai isyarat herot fasa. Herotan ini berlaku terutamanya kerana tindak balas elektrik. Terdahulu kita telah membincangkan bahawa isyarat termasuk komponen frekuensi yang berbeza oleh itu, apabila frekuensi yang berbeza mengalami anjakan fasa yang berbeza maka herotan fasa berlaku. Herotan jenis ini tidak mempunyai kepentingan praktikal dalam penguat audio kerana telinga manusia tidak peka terhadap peralihan fasa. Jenis & kuantiti herotan yang boleh ditanggung atau tidak boleh ditanggung terutamanya bergantung pada aplikasi penguat. Biasanya, kerja sistem akan terjejas hanya apabila penguat menyebabkan herotan yang melampau.

Sebab-sebab Penyelewengan

Herotan dalam penguat berlaku terutamanya kerana sebab utama yang dibincangkan di bawah.

• Herotan berlaku terutamanya kerana pincang yang tidak betul apabila isyarat input tidak dikuatkan untuk kitaran lengkap isyarat input.
• Ia berlaku apabila isyarat input yang digunakan adalah sangat besar.
• Kadangkala, herotan penguat terhasil apabila penguatan tidak linear di atas julat frekuensi keseluruhan.
• Herotan penguat boleh disebabkan oleh faktor yang berbeza; bukan lineariti dalam komponen penguat seperti transistor atau tiub.
• Selain itu, ketidakpadanan impedans, had bekalan kuasa & keratan isyarat juga boleh menyumbang kepada herotan penguat. Jadi faktor-faktor ini mengakibatkan penguatan isyarat yang berubah daripada isyarat input dan membawa kepada herotan isyarat asal.
• Secara amnya, herotan harmonik dalam penguat boleh disebabkan
• Herotan harmonik ialah sejenis herotan dalam penguat yang biasanya berlaku oleh penguat yang memerlukan lebih voltan daripada bekalan kuasa yang boleh diberikannya.
• Ini juga boleh berlaku dengan beberapa bahagian litar dalaman melebihi keupayaan keluarannya.
• Herotan harmonik berlaku disebabkan oleh ketaklinearan transistor.
• Ini berlaku terutamanya kerana ciri bergantung kepada frekuensi peranti aktif.
• Herotan amplitud dalam penguat terutamanya berlaku apabila nilai puncak bentuk gelombang frekuensi dilemahkan disebabkan oleh peralihan dalam titik-Q.

Cara Mengurangkan Herotan Harmoni dalam Penguat

Herotan harmonik (HD) adalah salah satu isu utama yang menyebabkan masalah yang berbeza seperti; crosstalk, isu integriti isyarat dan EMI (gangguan elektromagnet). Ia boleh disebabkan oleh banyak sebab dan terdapat pelbagai cara untuk mengurangkan atau menghilangkan herotan harmonik yang dibincangkan di bawah.

• Isyarat pembezaan adalah salah satu kaedah yang digunakan untuk mengurangkan herotan harmonik yang boleh membatalkan pelbagai harmonik.
• Satu lagi kaedah ialah menggunakan bekalan kuasa dengan impedans keluaran rendah yang juga boleh membantu dalam mengurangkan harmonik.
• Konfigurasi semula rangkaian ialah prosedur yang membantu dalam mengurangkan harmonik di mana pengguna menjana harmonik yang besar. Harmonik ini dikenal pasti & dikelaskan bergantung pada jenis harmonik yang dihasilkannya.
• Menambah penukar berbilang nadi untuk pembatalan harmonik sepanjang penggunaan penukar separuh dan gelombang penuh membantu dalam menghapuskan harmonik.
• Pengimbangan fasa adalah satu lagi teknik yang sesuai untuk mengurangkan harmonik.
• Reaktor siri mengurangkan harmonik dalam loji keluli & peleburan.
• Isyarat pembezaan ialah kaedah yang kerap digunakan dalam sistem digital berkelajuan tinggi untuk mengurangkan kesan hingar & crosstalk. Kedua-dua isyarat dalam isyarat pembezaan dihantar pada wayar berasingan dengan isyarat tunggal adalah bertentangan dengan yang lain. Selepas itu, peranti penerima menggabungkan kedua-dua isyarat & sebarang bunyi mod biasa boleh dibatalkan.
• Bekalan kuasa melalui galangan keluaran rendah juga boleh membantu dalam mengurangkan harmonik.
• Bekalan kuasa impedans rendah mempunyai penurunan voltan yang lebih sedikit apabila arus dikeluarkan supaya ia boleh membantu dalam mengurangkan atau menghapuskan banyak isu yang berlaku dengan herotan harmonik.

Bagaimana untuk Mengukur Herotan Penguat?

Herotan penguat boleh diukur menggunakan penganalisis spektrum analog. Kebanyakan penganalisis spektrum mempunyai input 50ohm, jadi perintang pengasingan diperlukan di antara DUT & penganalisis untuk mensimulasikan >50ohms beban DUT.

Setelah penganalisis spektrum dilaraskan untuk kadar sapuan, kepekaan & lebar jalur, sahkan dengan berhati-hati untuk overdrive input. Teknik paling mudah ialah menggunakan pengecil pembolehubah untuk menyediakan 10dB pengecilan dalam laluan input penganalisis. Kedua-dua isyarat & sebarang harmonik mesti dilemahkan melalui jumlah yang ditetapkan seperti yang dipantau pada paparan penganalisis spektrum. Jika harmonik dilemahkan sebanyak >10dB, maka penguat input penganalisis memperkenalkan herotan & sensitiviti mesti dikurangkan. Beberapa penganalisis mempunyai butang di atas plat hadapan untuk memperkenalkan kuantiti pengecilan yang diketahui semasa mengesahkan pemacu berlebihan.

Perbezaan b/w Pengherotan Penguat Vs Pedal Herotan

Perbezaan utama antara herotan penguat dan pedal herotan dibincangkan di bawah.

Oleh itu, ini adalah gambaran keseluruhan penguat herotan, bekerja , dan aplikasinya. Ia merujuk kepada sebarang variasi daripada isyarat input yang berlaku dalam proses penguatan untuk memberikan isyarat keluaran. Isyarat ini sedang diubah dari segi kekerapan, bentuk, magnitud, dll. Ia berlaku disebabkan oleh faktor yang berbeza seperti; bukan lineariti dalam komponen penguat, pincang tidak betul atau beban lampau penguat. Terdapat pelbagai jenis herotan yang tersedia yang mempunyai ciri & punca tertentu. Secara amnya herotan penguat adalah tidak diingini kerana ia boleh merendahkan nilai isyarat yang dikuatkan. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah penguat?