Was ist ein transformatorgekoppelter Verstärker und seine Funktionsweise?

Was ist ein transformatorgekoppelter Verstärker und seine Funktionsweise?

Die Hauptmerkmale des Signals sind Spannung und Frequenz. Wenn das Signal einen ausreichenden Spannungsbereich hat, können wir Informationen bis zu einer Entfernung übertragen und es wird für verwendet Kommunikation Zwecke. Hier ist das interessante Konzept 'Verstärker'. Ein Verstärker verstärkt die Spannung oder erhöht den Spannungswert. Das Design von Verstärkern kann auf verschiedene Arten erfolgen. Nur wenige von ihnen sind Verstärker auf Transistorbasis, Verstärker auf Widerstands- und Kondensatorbasis, Verstärker auf Transformatorbasis usw. Um mehr Leistung zu erzeugen, werden mehrstufige Verstärker eingeführt. In diesen mehrstufigen Verstärkern kann die Kaskadierung von Verstärkern über Kondensatoren, Transformatoren, Induktivitäten usw. erfolgen RC-gekoppelte Verstärker hat es die niedrige Spannungsverstärkung, Leistungsverstärkung, niedrige Eingangsimpedanz und hohe Ausgangsimpedanz. Aufgrund dieser Nachteile wird der transformatorgekoppelte Verstärker verwendet. Wenn die Transformatoren in einer Stufe kaskadierend gekoppelt werden, ist die Eingangsimpedanz hoch und die Ausgangsimpedanz niedriger. Am Ende dieses Artikels können wir die Begriffe wie transformatorgekoppelter Verstärker, Schaltplan, Funktionsweise, Anwendungen, Vor- und Nachteile verstehen.

Was ist ein transformatorgekoppelter Verstärker?

Dieser Verstärker fällt unter die Kategorie des mehrstufigen Verstärkers. Bei diesem Verstärkertyp ist eine Stufe des Verstärkers mit der zweiten Stufe der Verstärker verbunden, indem der 'Transformator' gekoppelt wird. Weil wir durch Impedanzgleichheit erreichen können die Transformatoren . Die Impedanzen der beiden Stufen können gleichgestellt werden, wenn eine Stufe von Transformatoren einen niedrigen oder hohen Impedanzwert aufweist. Somit nehmen auch die Spannungsverstärkung und die Leistungsverstärkung zu. Diese Verstärker sind vorzuziehen, wenn die Last klein ist und für Leistungsverstärkungszwecke verwendet wird.




'Der Grund für die Bevorzugung der Transformatoren in Verstärkern liegt darin, dass sie über die Primär- und Sekundärwicklungen der beiden Transformatoren, die im Verstärker verwendet werden, eine gleiche Impedanz (Impedanzanpassung an Last möglich) ermöglichen.'



P1, P2 und B1, B2 sind die Primär- und Sekundärwicklungen der Transformatoren. Die Primärspule und die Sekundärspulenimpedanz beziehen sich auf B2 = B1 * (P2 / P1) ^ 2. Nach dieser Formel sind die Spulenimpedanzen der beiden Transformatoren miteinander verbunden.

Schaltplan des transformatorgekoppelten Verstärkers

Das obige Diagramm zeigt das Schaltbild des transformatorgekoppelten Verstärkers. Im Schaltplan ist ein einstufiger Ausgang als Eingang über einen Kopplungstransformator mit dem Verstärker der zweiten Stufe verbunden. In dem RC-Kopplungsverstärker kann die Kaskadierung des Verstärkers der ersten und zweiten Stufe über einen Koppelkondensator erfolgen. Der Kopplungstransformator ist T1 und die Primär- und Sekundärwicklungen sind P1 und P2. In ähnlicher Weise ist der Sekundärtransformator T2 mit den Primärwicklungen p1 und den Sekundärwicklungen durch p2 angegeben.



transformatorgekoppelter Verstärker

transformatorgekoppelter Verstärker

  • R1 & R2 Widerstände Stellen Sie die Vorspannung und Stabilisierung für die Schaltung bereit.
  • Cin isoliert Gleichstrom und lässt nur Wechselstromkomponenten vom Eingangssignal in die Schaltung zu.
  • Der Emitterkondensator liefert einen Pfad mit niedriger Reaktanz zum Signal und bietet Stabilität für die Schaltung.
  • Die erste Ausgangsstufe ist über die Sekundärwicklungen (p2) des Primärtransformators als Eingang mit der zweiten Stufe verbunden.

Transformatorgekoppelter Verstärker funktioniert

Die Funktionsweise und der Betrieb des transformatorgekoppelten Verstärkers werden in diesem Segment erörtert. Hier wird das Eingangssignal an die Basis des ersten Transistors angelegt. Wenn das Eingangssignal ein Gleichstromsignal hat, können die Komponenten durch den Eingangskondensator Cin eliminiert werden. Wenn das Signal an den Transistor angelegt wird, verstärkt es und leitet es an den Kollektoranschluss weiter. Hier ist dieser verstärkte Ausgang als Eingang mit der zweiten Stufe des transformatorgekoppelten Verstärkers über Sekundärwicklungen (p2) des Kopplungstransformators verbunden.


Diese verstärkte Spannung wird dann an den Basisanschluss des zweiten Transistors der Sekundärstufe des transformatorgekoppelten Verstärkers angelegt. Der Transformator hat die Eigenschaft der Impedanzanpassung. Durch diese Eigenschaft kann ein niedriger Widerstand einer Stufe als hoher Lastwiderstand gegenüber der vorherigen Stufe reflektiert werden. Daher kann die Spannung an den Primärwicklungen entsprechend dem Verhältnis der Sekundärwicklungen des Transformators weitergeleitet werden.



Frequenzgang des transformatorgekoppelten Verstärkers

Der Frequenzgang eines Verstärkers ermöglicht es uns, die Ausgangsverstärkung und den Phasengang für eine bestimmte Frequenz oder über einen weiten Frequenzbereich zu analysieren. Der Frequenzgang einer elektronischen Schaltung gibt die Verstärkung an, d. H. Wie viel Ausgang wir für ein Eingangssignal erhalten. Hier ist der Frequenzgang des transformatorgekoppelten Verstärkers in der folgenden Abbildung dargestellt.

Frequenzgang des transformatorgekoppelten Verstärkers

Frequenzgang des transformatorgekoppelten Verstärkers

Es bietet Niederfrequenz-Antworteigenschaften als der RC-gekoppelte Verstärker. Und auch transformatorgekoppelte Verstärker bieten eine konstante Verstärkung über einen kleinen Frequenzbereich. Bei niedrigen Frequenzen wird aufgrund der Reaktanz des Primärtransformators p1 die Verstärkung verringert. Bei höheren Frequenzen wirkt die Kapazität zwischen den Windungen des Transformators als Kondensator, wodurch die Ausgangsspannung verringert wird und die Verstärkung abnimmt.

Transformatorgekoppelte Verstärkeranwendungen

  • Meistens in Systemen anwendbar, in denen die Impedanzpegel angepasst werden müssen.
  • Anwendbar in Schaltkreisen zur Übertragung der maximalen Leistung auf Ausgabegeräte wie Lautsprecher.
  • Für Leistungsverstärkungszwecke sind diese transfergekoppelten Verstärker vorzuziehen

Vorteile

Das Vorteile eines transformatorgekoppelten Verstärkers sind

  • Es bietet eine höhere Verstärkung als der RC-gekoppelte Verstärker. Es bietet einen 10- bis 20-mal höheren Verstärkungswert als der RC-gekoppelte Verstärker.
  • Der größte Vorteil besteht darin, dass die Impedanzanpassung über das Windungsverhältnis des Transformators erfolgen kann. So kann eine um eine Stufe niedrigere Impedanz mit einer hohen Impedanz des Verstärkers der nächsten Stufe eingestellt werden.
  • Der Kollektorwiderstand und der Basiswiderstand haben keinen Leistungsverlust.

Nachteile

Das Nachteile eines transformatorgekoppelten Verstärkers sind

  • Es bietet schlechte Frequenzgänge als der RC-gekoppelte Verstärker, sodass die Verstärkung je nach Frequenz variiert.
  • Bei dieser Technik kann die Kopplung unter Verwendung von Transformatoren erfolgen. Sieht also sperrig und teuer für Audiofrequenzen aus.
  • Es kommt zu Frequenzverzerrungen im Sprachsignal, Audiosignal, Musik usw.

Der transformatorgekoppelte Verstärker bietet eine hohe Verstärkung und verstärkt das Eingangssignal. Um jedoch mehr Leistung als diese Verstärkertypen zu erzielen, können wir die Leistungsverstärker verwenden. Die Leistungsverstärker sind vorzuziehen, um die Last wie Lautsprecher mit mehr Leistung zu versorgen. Der Eingangsamplitudenbereich des Leistungsverstärkers ist höher als der der Spannungsverstärker. Und auch bei Leistungsverstärkern ist der Kollektorstrom sehr hoch (größer als 100 mA).

Die Leistungsverstärker sind klassifiziert als

  • Audio-Leistungsverstärker
  • Leistungsverstärker der Klasse A.
  • Leistungsverstärker der Klasse B.
  • Leistungsverstärker der Klasse AB
  • Leistungsverstärker der Klasse C.

Alle diese verschiedenen Arten von Leistungsverstärkern werden basierend auf der Betriebsart und dem Flussstatus des Kollektorstroms gemäß dem Leitungswinkel des Eingangssignals kategorisiert. Die Leistung der Klasse A ist einfach zu konstruieren und der Transistor ist für den gesamten Eingangszyklus eingeschaltet. Es bietet also einen Hochfrequenzgang. Einer der Nachteile ist jedoch die schlechte Effizienz. Dies kann überwunden werden, indem ein Transformator an den Leistungsverstärker der Klasse A gekoppelt wird. Dann wird es als transformatorgekoppelter Klasse-A-Leistungsverstärker bezeichnet. Das folgende Schaltbild zeigt den transformatorgekoppelten Klasse-A-Verstärker.
Weitere Informationen zum transformatorgekoppelten Klasse-A-Verstärker erhalten Sie.

Hier dreht sich also alles um den Transformator gekoppelt Verstärker . Diese sind nützlich, um den Spannungspegel zu erhöhen, und Leistungsverstärker sind nützlich, um mehr Leistung an die Last zu bringen. Und dies kann durch verschiedene Kopplungstechniken wie das Implementieren des Kopplungskondensators, des Transformators zwischen einem Stufenverstärker und dem nächsten Stufenverstärker, erhöht werden. Wenn die Kopplung über den Transformator erfolgen kann, können wir die Impedanzanpassung zwischen Eingängen und Ausgängen erreichen. Und wir können effizienter arbeiten als Kopplungstechniken bleiben.