Amplifier Kelas C: Panduan Komprehensif & Wawasan Ahli
Penguat adalah komponen penting saat membangun sirkuit Anda. Kami mengklasifikasi penguat menjadi dua kategori, yaitu, mode operasi dan metode konstruksi. Linearitas, output daya, gain sinyal, dan efisiensi adalah karakteristik operasional utama yang harus kita cari dalam penguat suara.
Kami memiliki empat jenis penguat, penguat kelas A, penguat kelas B, penguat kelas C, dan penguat kelas AB. Artikel ini berfokus pada penguat kelas C dan memberitahu Anda segala hal yang perlu Anda ketahui tentangnya.
Mari kita lakukan!
1. Pengantar Penguat Kelas C
Ini adalah kategori penguat yang menggunakan transistor untuk konduksi arus. Elemen aktif (transistor) mengalirkan arus yang kurang dari setengah siklus sinyal input. Penting, siklus ini berarti sudut konduksi kurang dari 180°, dan nilainya selalu berkisar dari 80° hingga 120°. Sudut konduksi ini menyebabkan banyak distorsi. Namun, ini juga meningkatkan efisiensi karena efisiensi maksimum penguat kelas C adalah 80%.
(Simbol penguat kelas C dasar.)
SUMBER: Wikimedia commons
2. Prinsip Kerja Penguat Kelas C
Diagram sirkuit.
SUMBER: Wikimedia commons
Beban yang diatur mengontrol distorsi karena sudut konduksi kurang dari 180° dan menyebabkan distorsi. Selain itu, kontrol ini terjadi dengan mengarahkan arus dan memberikan sinyal input untuk memindahkan transistor. Contoh penggunaan dalam penguat RF.
(sebuah penguat RF)
Diagram di bawah ini menunjukkan bentuk gelombang input dan bentuk gelombang output.
(Bentuk gelombang arus.)
Pengantar prinsip.
Beban sirkuit resonansi terutama mendorong penguat ini. Kami menggunakan sumber daya negatif untuk bias sirkuit. Karena nilai puncak sumber tegangan AC lebih besar, tegangan dasar melewati nilai potensi emitter persimpangan basis-emitor. Selain itu, ini terjadi dalam interval waktu yang lebih pendek pada puncak positif setiap siklus. Selama waktu ini, transistor mati. Namun jika Anda menggunakan garis beban AC lengkap, arus kolektor maksimum ideal akan menjadi Ic(sat). Selain itu, tegangan kolektor terendah akan menjadi Vce(sat).
Transistor, yang merupakan elemen aktif, menghasilkan sekelompok impuls arus. Kemudian, getiran mengikuti arus input yang mengalir melalui sirkuit resonansi. Akibatnya, frekuensi resonansi menyebabkan tangki bergetar, dan dilakukan ketika kita memilih nilai yang tepat. Akhirnya, sirkuit tangki melemahkan semua frekuensi lainnya, sehingga bergetar pada satu frekuensi.
Kami menggunakan beban yang diatur dengan tepat untuk mendapatkan frekuensi yang diperlukan dan filter tambahan untuk menghilangkan kebisingan sinyal output. Juga, kami menggunakan transformator kopling untuk mentransfer daya dari kantong ke sirkuit tangki.
(charger baterai dengan transformator kopling.)
3. Kelebihan dan Kekurangan Penguat Kelas C
Kelebihan penguat kelas C.
- Penguat unggul dalam aplikasi Radio Frequency.
- Penguat kelas C memiliki ukuran fisik terkecil untuk output daya tertentu.
- Selain itu, mereka memiliki frekuensi tinggi.
Kekurangan Penguat Kelas C.
- Cukup sulit untuk mendapatkan induktor dan transformator kopling yang sempurna dari penguat kelas C.
- Rentang dinamisnya kecil.
- Selain itu, memiliki linearitas terendah (tidak cocok untuk digunakan sebagai penguat linier)
- Selain itu, menghasilkan banyak gangguan RF.
- Tidak cocok untuk aplikasi audio karena tingkat distorsi yang tinggi yang dihasilkannya.
4. Fitur Output Penguat Kelas C
Arus output.
Arus output dari penguat kelas C sama dengan 0 untuk lebih dari setengah siklus sinus sinyal input. Selain itu, ini adalah tempat transistor tetap di poin cut-off.
Nilai maksimum arus output.
Efisiensi teoretis yang ditetapkan dari penguat kelas C adalah 80%. Ini adalah karena sudut konduksi yang diminu yang meningkatkan efisiensi, dan menyebabkan jumlah distorsi yang signifikan. Juga, sudut konduksi adalah <180°, yang berkisar antara 80° hingga 120°.
Perhitungan efisiensi output
Rumus untuk menghitung efisiensi (η) adalah;
Efisiensi(%)=output daya x 100%
input daya
5. Operasi Kerja Penguat Kelas C
Dissipasi daya penguat kelas C.
(Bentuk gelombang Kelas C)
Sumber: Wikimedia commons
Dissipasi daya penguat ini lebih rendah karena hanya bekerja pada sebagian dari bentuk gelombang input. Ada interval waktu antara impuls sinyal input AC(T). Amplitudenya adalah Ic(sat). Selain itu, amplitudo tegangan minimum adalah Vce(sat).
PD(on) = Ic (sat)Vce (sat) adalah dissipasi daya untuk transistor.
Perhatikan, transistor tetap beroperasi untuk interval waktu yang tersisa.
(contoh transistor)
Operasi teratur penguat kelas C.
(Tindakan penguatan dalam penguat kelas C.)
Kolektor mengalir untuk kurang dari setengah siklus sinyal AC selama operasi penguat kelas C. Sebuah penguat kelas C memiliki bias 80° hingga 120°.
Ini menjelaskan mengapa ia hanya menggunakan kurang dari 50% dengan sirkuit resonansi yang beroperasi untuk siklus lengkap frekuensi resonansi.
Karena efisiensi secara luas meningkat saat kita menurunkan sudut konduksi, terjadi situasi give and take antara efisiensi dan distorsi. Namun, ini menyebabkan distorsi yang cukup besar.
Beban teratur pada penguat melakukan regulasi distorsi yang diperlukan. Selain itu, elemen aktif (transistor) dialihkan oleh sinyal input, dan arus mengalir melalui beban teratur.
(pengirim RF)
Bias klapper untuk penguat kelas C
(Tuned_Class_C_Amplifier_with_clamper_bias_circuit)
Tata letak sirkuit di atas menggambarkan penguat kelas C emiter umum dengan resistor beban. Untuk menjelaskan, kita menggunakan beban resistif untuk menunjukkan konsep karena beban sirkuit resonansi yang mengoperasi penguat. Jadi, dengan suplai sumber negatif, bias terjadi di bawah poin cut-off. Puncak sumber tegangan AC sedikit lebih tinggi dari tegangan dasar. Dan memungkinkan tegangan dasar untuk sementara melewati potensi hambatan persimpangan basis-emitor dekat puncak positif setiap siklus. Perhatikan, transistor menyala selama periode singkat ini.
6. Aplikasi Penguat Kelas C.
- Pertama, digunakan dalam osilator RF.
- Kedua, digunakan oleh operator FM.
- Ketiga, digunakan sebagai penguat penguat.
- Selain itu, berfungsi sebagai repeater frekuensi tinggi.
- Terakhir, digunakan sebagai repeater teratur.
7. Perbedaan Antara Penguat Kelas A, B, AB, dan C
| Perbedaan | Produksi sinyal | siklus | Efisiensi | Aplikasi |
| Kelas A | menyediakan reproduksi sinyal suara. | Menyediakan rotasi lengkap 360 derajat. | Transistor selalu setengah menyala. Arus selalu mengalir, sehingga menghasilkan banyak panas, menghasilkan efisiensi 25% | Digunakan dalam perangkat daya rendah seperti radio dan sistem suara luar ruangan |
| Kelas B | tidak menghasilkan reproduksi sinyal yang baik | menyediakan setengah siklus. | Transistor yang bias positif akan mengkonduksi sinyal positif sementara transistor identik lainnya mati. Selain itu, ketika sinyal negatif melewati, sebaliknya terjadi. Pengalihan bergantian pasangan transistor mengubah sinyal output menghasilkan panas lebih sedikit, sehingga meningkatkan efisiensi menjadi 78% | Cukup baik untuk perangkat baterai |
| Kelas AB | memiliki reproduksi sinyal suara | lebih dari setengah siklus. | Menggabungkan kekuatan kelas A dan B yang memiliki reproduksi sinyal suara dan efisiensi komplementer 78% | Digunakan dalam penguat audio fidelitas tinggi. |
| Kelas C | – | Kurang dari setengah siklus. | Sinyal output yang sangat terdistorsi karena transistor bias berat dan hanya menyala untuk <180° dari siklus input. Ini membuatnya menghasilkan panas lebih sedikit. oleh karena itu, membuat efisiensi kelas C menjadi 80% | Tidak cocok untuk aplikasi audio karena impuls arus membuatnya berguna dalam osilator RF. |
Ringkasan
Penguat kelas C adalah penguat paling efisien untuk digunakan dalam peralatan karena menghasilkan panas lebih sedikit.
Kami harap artikel ini bermanfaat bagi Anda. Untuk pertanyaan apa pun tentang penguat kelas C, silakan hubungi kami.
