トランス結合増幅器とは何ですか、そしてその働き

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信号の主な特性は電圧と周波数です。信号に十分な電圧範囲がある場合、ある距離まで情報を送信でき、それは次の目的で使用されます。 コミュニケーション 目的。ここで興味深いコンセプトは「アンプ」です。アン 増幅器 電圧を増幅するか、電圧値を上げます。アンプの設計はいくつかの方法で行うことができます。それらのいくつかは、トランジスタベースのアンプ、抵抗器とコンデンサベースのアンプ、トランスベースのアンプなどです。より多くの出力を駆動するために、多段アンプが導入されています。これらの多段増幅器では、増幅器のカスケード接続は、コンデンサ、トランス、インダクタなどを介して行うことができます。 RC結合アンプ それは、低電圧ゲイン、電力ゲイン、低入力インピーダンス、および高出力インピーダンスを持っていますか。これらの欠点のために、トランス結合増幅器が使用されます。トランスを1つのステージでカスケード方式で結合すると、入力インピーダンスが高くなり、出力インピーダンスが低くなります。この記事の終わりまでに、トランス結合増幅器とは何か、その回路図、動作、アプリケーション、長所と短所などの用語を理解することができます。

トランス結合増幅器とは何ですか?

このアンプは多段アンプの範疇に入ります。このタイプの増幅器では、増幅器の1つのステージが「トランス」を結合することによって増幅器の2番目のステージに接続されます。インピーダンスの平等を実現できるからです トランスフォーマー 。トランスによっていずれかのステージのインピーダンス値が低いまたは高い場合、2つのステージのインピーダンスを等しくすることができます。したがって、電圧ゲインと電力ゲインも増加します。これらのアンプは、負荷が小さく、電力増幅の目的で使用される場合に適しています。




「アンプでトランスを好む理由は、アンプで使用している2つのトランスの一次巻線と二次巻線を介して等しいインピーダンス(負荷とのインピーダンス整合が可能)を提供するためです。」

P1、P2、およびB1、B2は、変圧器の一次巻線と二次巻線です。一次コイルと二次コイルのインピーダンスは、B2 = B1 *(P2 / P1)^ 2に関連しています。この式によれば、2つの変圧器のコイルインピーダンスは互いに関連しています。



トランス結合増幅器の回路図

上の図は、トランス結合アンプの回路図を示しています。回路図では、1段の出力がカップリングトランスを介して2段目の増幅器への入力として接続されています。 RCカップリングアンプでは、1段目と2段目のアンプのカスケード接続はカップリングコンデンサを介して行うことができます。カップリングトランスはT1で、一次巻線と二次巻線はP1とP2です。同様に、一次巻線p1および二次巻線を有する二次変圧器T2は、p2によって示される。

トランス結合アンプ

トランス結合アンプ

  • R1&R2 抵抗器 回路にバイアスと安定化を提供します。
  • CinはDCを分離し、ACコンポーネントのみを入力信号から回路に許可します。
  • エミッタコンデンサは、信号への低リアクタンスパスを提供し、回路に安定性を提供します。
  • 出力の第1ステージは、一次トランスの二次巻線(p2)を介して第2ステージへの入力として接続されます。

トランス結合アンプの動作

このセグメントでは、トランス結合アンプの動作と動作について説明します。ここで、入力信号は最初のトランジスタのベースに適用されます。入力信号にDC信号がある場合は、入力コンデンサCinによって成分を除去できます。信号がトランジスタに印加されると、増幅されてコレクタ端子に転送されます。ここで、この増幅された出力は、カップリングトランスの2次巻線(p2)を介してトランス結合アンプの2段目に入力として接続されています。


次に、この増幅された電圧が、変圧器結合増幅器の二次段の第2のトランジスタのベース端子に印加される。トランスにはインピーダンス整合の特性があります。この特性により、ある段の低抵抗を前段の高負荷抵抗として反映させることができます。したがって、一次巻線の電圧は、トランスの二次巻線の比率に従って転送できます。

トランス結合増幅器の周波数応答

アンプの周波数応答により、特定の周波数または広範囲の周波数での出力ゲインと位相応答を分析できます。電子回路の周波数応答は、ゲイン、つまり入力信号に対して取得する出力の量を示します。ここで、トランス結合増幅器の周波数応答を次の図に示します。

トランス結合増幅器の周波数応答

トランス結合増幅器の周波数応答

RC結合アンプよりも低周波応答特性を提供します。また、トランス結合アンプは、狭い周波数範囲で一定のゲインを提供します。低周波数では、一次トランスp1のリアクタンスにより、ゲインが低下します。より高い周波数では、トランスのターン間の静電容量がコンデンサとして機能し、これにより出力電圧が低下し、ゲインが低下します。

トランス結合増幅器アプリケーション

  • インピーダンスレベルを一致させるシステムに主に適用できます。
  • スピーカーなどの出力デバイスに最大電力を転送する回路に適用できます。
  • 電力増幅の目的では、これらの伝達結合増幅器が好ましい

利点

ザ・ トランス結合アンプの利点 です

  • RC結合アンプよりも高いゲインを提供します。 RC結合アンプの10〜20倍のゲイン値を提供します。
  • 最大の利点は、トランスの巻数比によって実行できるインピーダンス整合の機能を備えていることです。したがって、1ステージの低インピーダンスは、次のステージのアンプの高インピーダンスで調整できます。
  • コレクタ抵抗とベース抵抗には電力損失はありません。

短所

ザ・ トランス結合アンプのデメリット です

  • RC結合アンプよりも周波数応答が悪いため、周波数によってゲインが異なります。
  • この手法では、トランスを使用して結合を行うことができます。そのため、可聴周波数ではかさばり、高価に見えます。
  • 音声信号、音声信号、音楽などに周波数の歪みがあります。

トランス結合アンプは高ゲインを提供し、入力信号を増幅します。しかし、これらのタイプのアンプよりも多くの出力を得るには、パワーアンプを使用できます。パワーアンプは、スピーカーのように負荷により多くの電力を供給するのに適しています。また、パワーアンプの入力振幅範囲は電圧アンプよりも高くなっています。また、パワーアンプでは、コレクタ電流が非常に高くなります(100mA以上)。

パワーアンプは次のように分類されます

  • オーディオパワーアンプ
  • クラスAパワーアンプ
  • クラスBパワーアンプ
  • クラスABパワーアンプ
  • クラスCパワーアンプ

これらの異なるタイプのパワーアンプはすべて、入力信号の導通角に応じたコレクタ電流の動作モードとフローステータスに基づいて分類されます。クラスA電源は設計が簡単で、トランジスタは入力サイクル全体でオン状態です。そのため、高周波応答を提供します。しかし、欠点の1つは、効率が悪いことです。これは、トランスをクラスAパワーアンプに結合することで克服できます。それからそれは変圧器結合クラスAパワーアンプと呼ばれます。以下の回路図は、トランス結合されたクラスAアンプを示しています。
トランス結合クラスAアンプの詳細については、をご覧ください。

したがって、これはすべてトランス結合に関するものです 増幅器 。これらは電圧レベルを上げるのに役立ち、パワーアンプは負荷により多くの電力を駆動するのに役立ちます。そして、これは、カップリングコンデンサ、あるステージのアンプから次のステージのアンプへのトランスを実装するなど、さまざまなカップリング技術によって増やすことができます。トランスを介して結合を行うことができれば、入力と出力の間のインピーダンス整合を実現できます。そして、結合技術を維持するよりも効率を上げることができます。