장점의Amplifier 수치
Amplifier figures of merit전자 제품에서, HAL은 속성 및 성능을 특징 짓는, 증폭기의 장점은 그 수치들 수치 측정이다.장점의 그림은 다른 사람들 이 기사에 이득 대역 폭, 소음과 직선성, 같은 속성이 있습니다 사양의 목록이 주어져야 할 수 있다.장점의 그림 특별한 증폭기의 의도된용으로 적합한지를 결정하는 중요하다.
얻다
생산량의 입력 전력 또는 진폭에 대한 증폭기의 그 이득 비율과 보통 데시벨로 측정된다.언제 데시벨로 측정되는 것은 대수적으로. 그 출력비:G(dB)=10 log(Pout /Pin)과 관련 있다.반면 오디오 증폭기와 계기를 증폭기의 전압 이득 더 자주 형식을 지정할 RF증폭기는 최고 전력 이득 얻을 수 있는 면에서 지정된다.예를 들어, 이득 20dB로 규정한 오디오 증폭기의 전압 이득 할 것이다.
는 증폭기의 입력 임피던스는 소스 임피던스에 비해 부하 임피던스는 증폭기의 출력 임피던스보다 훨씬 높다 전압 게인 수치의 사용이 적절하다.
만약 2등가 증폭기 비교되는 것만큼 권력의 주어진 양을 생산하는 것은 더 적은 입력 신호 걸릴 것, 더 높은 이득 설정을 증폭기 더 민감할 것이다.[1][신뢰할 수 없는 공급원인가?]
대역폭
시장에 증폭기"만족스러운 성능"를 준다 주파수 증폭기의 대역 폭의 범위.「만족스러운 퍼포먼스」의 정의는, 애플리케이션 마다 다를 수 있습니다.그러나 일반적으로 잘 받아들여지는 메트릭은 출력과 주파수 곡선의 절반 전력 포인트(즉, 피크 값의 절반만큼 전력이 감소하는 주파수)입니다.따라서 대역폭은 하위 전력 포인트와 상위 전력 포인트 간의 차이로 정의할 수 있습니다.따라서 이것은 -3dB 대역폭이라고도 합니다.다른 응답 허용오차의 대역폭('주파수 응답'이라고도 함)은 (-1 dB, -6 dB 등) 또는 "+ or - 1 dB"(대략 사람들이 감지할 수 있는 소리 수준 차이)로 인용될 수 있습니다.
고품질 풀 레인지 오디오 앰프의 이득은 기본적으로 20Hz에서 약 20kHz(일반 인간의 청력 범위) 사이입니다.초고충실성 증폭기 설계에서 증폭기의 주파수 응답은 이 값을 훨씬 초과해야 하며(양쪽에 1개 이상의 옥타브), -3dB 포인트 < 10Hz 및 > 65kHz를 가질 수 있습니다.프로페셔널 투어링 앰프는 종종 20Hz-20kHz 이상의 주파수 응답을 급격히 제한하기 위해 입력 및/또는 출력 필터링을 사용합니다. 그렇지 않으면 앰프의 잠재적 출력 전력이 너무 많이 초음파 및 초음파 주파수에 낭비되고 AM 전파 간섭의 위험이 증가합니다.최신 스위칭 앰프는 고주파 스위칭 노이즈와 고조파를 제거하기 위해 출력에 가파른 로우패스 필터링이 필요합니다.
게인이 최대 게인의 70.7% 이상인 주파수 범위를 [2]대역폭이라고 합니다.
효율성.
효율은 앰프의 출력에 얼마나 많은 전력이 유용하게 적용되는지를 측정하는 것입니다.클래스 A 앰프는 10~20% 범위에서 매우 비효율적이며, 출력의 직접 결합에 대한 최대 효율은 25%입니다.출력의 유도 결합은 효율을 최대 50%까지 높일 수 있습니다.
드레인 효율은 1차 입력 DC 전력이 전계효과 트랜지스터의 드레인 측에 공급되었을 때 출력 RF 전력 대 입력 DC 전력의 비율입니다.이 정의에 따르면 저항기를 통해 드레인 바이어스 전류를 공급하는 클래스 A 앰프의 드레인 효율은 25%를 초과할 수 없습니다(RF 신호의 레벨이 입력 DC의 약 50%에서 0이기 때문입니다).제조업체는 훨씬 더 높은 드레인 효율을 지정하며, 설계자는 인덕터 또는 변압기 권선을 통해 트랜지스터의 드레인 전류를 공급함으로써 더 높은 효율성을 얻을 수 있습니다.이 경우 RF 영점 레벨은 DC 레일 근처에 있으며 작동 중에 레일 위와 아래에서 모두 흔들립니다.전압 레벨이 상회하는 동안 DC 레일 전류는 인덕터에 의해 공급됩니다.
클래스 B 앰프는 효율은 매우 높지만 왜곡 레벨이 높기 때문에 오디오 작업에는 적합하지 않습니다(「크로스오버 왜곡」을 참조).실제 설계에서 트레이드오프의 결과는 클래스 AB 설계입니다.최신 클래스 AB 앰프는 일반적으로 오디오 시스템에서 30 ~55%의 피크 효율과 무선 주파수 시스템에서 50 ~70%의 피크 효율을 가지며 이론상 최대 효율은 78.5%입니다.
시판되고 있는 클래스 D 스위칭앰프에서는 90%의 효율이 보고되고 있습니다.클래스 C-F의 증폭기는 일반적으로 매우 고효율 증폭기로 알려져 있습니다.RCA는 90% 범위의 RF 효율이 뛰어난 단일 클래스 C 저무 3극장을 사용하여 AM 방송 송신기를 제조했습니다.
효율이 높은 앰프는 발열량이 적고, 수킬로와트의 설계에서도 냉각 팬이 필요 없는 경우가 많습니다.그 이유는 효율의 상실은 전력의 전환 중에 손실되는 에너지의 부산물로 열을 생성하기 때문입니다.보다 효율적인 증폭기에서는 에너지 손실이 적기 때문에 열이 감소합니다.
셀룰러 기지국 및 브로드캐스트 송신기와 같은 RF 선형 전력 증폭기에서 특수 설계 기법을 사용하여 효율성을 개선할 수 있습니다.두 번째 출력 스테이지를 "피크" 증폭기로 사용하는 도허티 설계는 좁은 대역폭에서 일반적인 15%에서 최대 30-35%까지 효율을 높일 수 있습니다.엔벨로프 트래킹 설계는 신호의 엔벨로프에 따라 앰프에 대한 공급 전압을 변조함으로써 최대 60%의 효율을 달성할 수 있습니다.
선형성
이상적인 증폭기는 완전히 선형 장치이지만 실제 증폭기는 한계 내에서만 선형입니다.
증폭기로의 신호 구동력이 증가하면 출력도 증가하여 증폭기의 일부가 포화 상태가 되어 더 이상 출력을 생성할 수 없는 지점에 도달할 때까지 증가합니다. 이를 클리핑이라고 하며 왜곡이 발생합니다.
대부분의 앰프에서는 하드 클리핑이 발생하기 전에 게인의 감소가 발생합니다. 그 결과 압축 효과가 나타나므로(앰프가 오디오 앰프인 경우) 귀에 훨씬 덜 거슬립니다.이러한 증폭기의 경우 1dB 압축점은 입력 전력(또는 출력 전력)으로 정의되며, 여기서 게인은 작은 신호 게인보다 1dB 작습니다.때때로 이 비선형성은 과부하 시 하드 클리핑의 가청 불쾌감을 줄이기 위해 의도적으로 설계됩니다.
비선형성의 악영향은 부정적인 피드백으로 줄일 수 있다.
선형화는 새로운 필드이며 비선형성의 바람직하지 않은 영향을 피하기 위해 피드포워드, 프리디스토션, 포스트디스토션 등 많은 기술이 있습니다.
노이즈
이는 증폭 과정에서 발생하는 노이즈의 양을 측정하는 것입니다.소음은 전자 기기 및 부품의 바람직하지 않지만 불가피한 산물이며, 또한 많은 소음은 의도적인 제조 및 설계 시간에서 비롯된다.회로의 노이즈 퍼포먼스의 메트릭은 노이즈 수치 또는 노이즈 계수입니다.노이즈 수치는 출력 신호 대 노이즈 비율과 입력 신호의 열 노이즈 간의 비교입니다.
출력 동적 범위
출력 다이내믹 범위는 보통 dB 단위로 지정되며 최소 및 최대 유효 출력 레벨 사이의 범위입니다.가장 낮은 유효 레벨은 출력 노이즈에 의해 제한되며, 가장 큰 레벨은 대부분의 경우 왜곡에 의해 제한됩니다.이 두 개의 비율을 앰프 다이내믹 레인지라고 합니다.보다 정확하게는 S = 최대 허용 신호 전력 및 N = 노이즈 전력인 경우 동적 범위 DR은 DR = (S + N ) /N입니다.[3]
많은 스위치 모드 증폭기에서 동적 범위는 최소 출력 스텝 크기에 의해 제한됩니다.
슬루율
슬루 레이트는 출력의 최대 변화율로, 일반적으로 초당 볼트(마이크로초) 단위로 인용됩니다.대부분의 앰프는 궁극적으로 슬루 레이트가 제한됩니다(일반적으로 회로의 특정 지점에서 용량적 효과를 극복해야 하는 드라이브 전류의 임피던스에 의해). 이 때문에 전체 전력 대역폭이 앰프의 작은 신호 주파수 응답보다 훨씬 낮은 주파수로 제한되기도 합니다.
상승 시간
증폭기의 상승 시간 t는r 스텝 입력에 의해 구동될 때 출력이 최종 레벨의 10%에서 90%로 변경되는 데 걸리는 시간입니다.가우스 응답 시스템(또는 단순 RC 롤오프)의 경우 상승 시간은 다음과 같이 근사됩니다.
tr * BW = 0.35. 여기서r t는 시작 시간(초), BW는 대역폭(Hz)입니다.
Settling 시간과 신호
출력이 최종 값의 특정 백분율 이내(예: 0.1%)로 안정되는 데 걸리는 시간을 안착 시간이라고 하며, 일반적으로 오실로스코프 수직 증폭기 및 고정밀 측정 시스템에 대해 지정됩니다.링잉은 증폭기의 최종값보다 위아래로 순환하여 안정적인 출력에 도달하는 데 지연을 초래하는 출력 변동을 말합니다.링잉은 언더댐프 회선에 의한 오버슈트의 결과입니다.
기능
스텝 입력에 응답하여 오버슈트는 출력이 최종 정상 상태 값을 초과하는 양입니다.
안정성.
피드백이 의도적으로 추가되거나 의도하지 않은 결과가 나오든 피드백이 있는 모든 증폭기에서 안정성은 문제입니다.여러 증폭 단계에 걸쳐 적용할 경우 특히 문제가 됩니다.
RF 및 마이크로파 앰프의 주요 관심사는 안정성입니다.증폭기의 안정성 정도는 소위 안정성 계수에 의해 정량화될 수 있습니다.Stern 안정성 계수 및 Linvil 안정성 계수 등 여러 가지 다른 안정성 요인이 있으며, 이는 2포트 파라미터 측면에서 앰프의 절대 안정성을 위해 충족해야 하는 조건을 지정합니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ "Amplifier Gain Controls". Retrieved 2017-11-11.
- ^ KUMAR, GANGULY, PARTHA (2015-09-16). PRINCIPLES OF ELECTRONICS. PHI Learning Pvt. Ltd. ISBN 9788120351240.
- ^ Verhoeven CJM, van Staveren A, Monna GLE, Kouwenhoven MHL, Yildiz E (2003). Structured electronic design: negative feedback amplifiers. Boston/Dordrecht: Kluwer Academic. p. 10. ISBN 1-4020-7590-1.
