ZAPOJENIE VÝKONOVÝCH KONCOVÝCH STUPŇOV V TRIEDACH  D, G a H.

  Doposiaľ spomínané triedy B a AB sú najviac používané v koncových výkonových zosilňovačoch. Samozrejme, že snaha dosiahnuť čo najväčšiu účinnosť viedla konštruktérov k využitiu niektorých typických vlastností tranzistora, ktoré sa však s požiadavkou napríklad minimálneho skreslenia môžu zdať nepoužiteľné. Konkrétne ide o skutočnosť, že ak tranzistor pracuje v spínacom režime ( otvorený alebo zatvorený ) je na ňom aj pri veľkom kolektorovom prúde malá výkonová strata. Táto vlastnosť tranzistora je využitá v "koncových výkonových zosilňovačoch triedy D". Prvá zmienka o týchto zosilňovačoch sa v literatúre objavila už v roku 1956, ale až rýchle spínacie tranzistory umožnili ich výrobu.
  Zosilňovače triedy D pracujú s impulznou šírkovou moduláciou pomocného napätia, ktoré má omnoho kratšiu dobu periódy než je doba periódy zosilňovaného akustického signálu. Premena vstupného nízkofrekvenčného signálu na šírkovo modulované napätie sa uskutočňuje v modulátore, ktorým môže byť napríklad komparátor ako to je na obrázku.

Priebeh pulzne šírkovo modulovaného signálu
  Ak privedieme na jeden jeho vstup pomocné trojuholníkové alebo pílovité napätie up a na druhý modulačný signál us, získame na výstupe obdĺžníkové impulzy s premenlivou šírkou závislou na okamžitej hodnote nf signálu a porovnávaného pomocného napätia. Veľmi jednoduchá schéma koncového zosilňovača pracujúceho v triede D je na nasledujúcom obrázku.
Koncový výkonový stupeň triedy D

  Zdroj pomocného pílovitého napätia tvoria tranzistory T5 a T6, tranzistor T7 plní úlohu emitorového sledovača. Z jeho výstupu sa privádza pílovité napätie na invertujúci vstup OZ, ktorý tvorí komparátor. Na neinvertujúci vstup OZ sa privádza zosilňovaný nf signál. Šírkovo modulované impulzy z výstupu komparátora sa zosilňujú koncovým stupňom tvoreným tranzistormi T1 až T4. Tranzistory T2 a T4 sú budiace tranzistory pre koncové tranzistory T1 a T3, ktoré pracujú v spínanom režime. Výstupný akustický signál sa získava z pravouhlého tvaru napätia na kolektoroch tranzistorov T1 a T3 filtráciou na dolnopriepustnom filtre LC3. Záťažou Rz ( reproduktorom ) preteká časovo premenlivá stredná hodnota kolektorového prúdu úmerná vstupnému zosilňovanému signálu. Prakticky dosiahnuteľná účinnosť je 86 % pri výstupnom výkone 8,6 W, záťaži 8 W, skreslení kh < 1 %.
  Skreslenie má väčšiu hodnotu než v triede AB preto, lebo kmitočtové spektrum šírkovo modulovaných impulzov obsahuje okrem modulačného signálu a pomocného napätia ešte ďalšie vyššie harmonické zložky a tiež ich súčty a rozdiely. Niektoré rozdielové zložky spadajú do oblasti akustického pásma, spôsobujú nelineárne skreslenie modulačného signálu a nie je ich možné odstrániť.

  Ako ďalšie triedy koncových výkonových zosilňovačov sa uvádzajú triedy G a H. Je v nich realizovaná tá istá myšlienka, že nf zosilňovače pracujú väčšinou len z 1/3 maximálneho rozkmitu výstupného napätia, na čo stačí menšie napájacie napätie pre koncové tranzistory než pri plnom vybudení. Pri menšom napájacom napätí je menšia kolektorová strata a väčšia účinnosť. To viedlo konštruktérov k návrhu zosilňovača napájaného dvoma hodnotami napätia v závislosti na úrovni vstupného zosilňovaného signálu ( platí pre triedu G ), alebo plynulo regulovaným napájacím napätím v závislosti od veľkosti úrovne vstupného signálu ( platí pre triedu H.) S triedami G a H sa stretávame veľmi zriedka, no trieda D je dosť rozšírená. Zosilňovač triedy D bol použitý na ozvučenie Urbanovej veže v Košiciach začiatkom 80-tych rokov.


!!!   Použitie obsahu stránok alebo ich častí na "kvaziautorské" a komerčné účely je v rozpore s autorskými právami a je možné len so súhlasom autora   !!!

Spracoval :  Ing. Alexander Žatkovič
Prípadné pripomienky alebo otázky zasielajte na adresu