PCB Tecnico - Criteri di selezione degli amplificatori per i progettisti di PCB

Criteri di selezione degli amplificatori per i progettisti di PCB

Tutti possono avere familiarità con il classico amplificatore op 741, soprattutto quando si pensa ai primi corsi di elettronica. Ma quando si tratta di applicazioni speciali, la gamma di amplificatori disponibili è sufficiente per eccitare qualsiasi progettista. Una volta capito come diversi amplificatori si riferiscono a specifiche diverse, puoi facilmente determinare l'amplificatore migliore per la tua applicazione. Abbiamo compilato un elenco di importanti criteri di selezione degli amplificatori per i progettisti di PCB. Amplificatore

Tutti gli amplificatori sono suddivisi in diverse categorie, il che determina la loro utilità in diverse applicazioni. Le seguenti sono 5 categorie comuni di amplificatori:

l Classe A. Questi amplificatori sono progettati per essere altamente lineari e sono sempre di parte. Pertanto, non sono adatti per applicazioni ad alta potenza perché consumano più potenza rispetto ad altri tipi di amplificatori.

l Classe B. Questi amplificatori sono progettati come alternative più efficaci agli amplificatori Classe A. Tuttavia, poiché i FET che utilizzano richiedono il minimo ingresso per accendere il transistor, non possono riprodurre perfettamente la forma d'onda in ingresso e produrranno una certa distorsione a una potenza del segnale in ingresso inferiore. Questa si chiama distorsione crossover.

l Classe AB. Si può dire che questi amplificatori sono gli amplificatori più comunemente utilizzati in una vasta gamma di applicazioni. Hanno una maggiore efficienza rispetto agli amplificatori di classe A senza distorsione crossover. Hanno anche intervalli lineari comparabili.

l Tipo C. Questi amplificatori sono più spesso utilizzati nelle applicazioni RF. Poiché il circuito interno dell'oscillatore LC o altri circuiti sono utilizzati per fornire un forte guadagno alle alte frequenze, possono essere progettati per avere una larghezza di banda più ampia. Tuttavia, la loro linearità è inferiore alla linearità dei suddetti amplificatori.

l Classe D. Questi amplificatori utilizzano una qualche forma di PWM per controllare l'uscita. L'uscita viene convertita nuovamente in segnale analogico attraverso un filtro passa-basso all'uscita. Questi sono solitamente utilizzati nelle applicazioni di controllo motore convertendo l'uscita in un segnale PWM ad alta frequenza.

Si noti che esistono molti altri tipi di amplificatori con diversi livelli professionali. Non importa quale amplificatore si sceglie di utilizzare, è necessario pesare alcune specifiche diverse di diversi amplificatori.

Specifiche importanti per i criteri di selezione degli amplificatori

Quando si sceglie un amplificatore per segnali analogici, prestare attenzione alle seguenti specifiche:

l Guadagno di tensione ad anello aperto e chiuso. Il guadagno open loop indica efficacemente il guadagno massimo che l'amplificatore può produrre. Infatti, una volta applicato il feedback, misurerai il guadagno a ciclo chiuso. Si noti che questa è una funzione della frequenza; il grafico Bode dello spettro di guadagno sarà simile a quello di un filtro passa basso.

l Gamma lineare. Ci sono diversi modi per fare riferimento a questo valore. La relazione tra segnali di ingresso e di uscita non è mai una relazione lineare perfetta, ma può essere stretta in molte applicazioni. Può essere specificato come intervallo di livello del segnale in ingresso (solitamente in dBm), oppure può essere specificato come valore massimo in ingresso con qualche valore di distorsione associato.

l Gamma dinamica. Questa è solo la differenza tra il più piccolo e il più grande valore di output possibile. Il valore minimo è limitato dal rumore e il valore massimo è limitato dall'intervallo lineare di ingresso. Generalmente, l'intervallo dinamico è DR = SNR + 1.

l Larghezza di banda. Per gli amplificatori per uso generale, questo è in realtà correlato al tempo di salita, che è il tempo necessario per la commutazione del circuito (dal 10% al 90%). Ciò limiterà la gamma di frequenze utili nell'amplificatore (vedi nota sotto questo elenco).

I Tasso di cambio. Questo è il tasso di variazione dell'uscita, solitamente in V/us o V/ns.

l Rapporto di rigetto in modalità comune. Questa è la capacità dell'amplificatore di sopprimere il rumore in modalità comune presente in entrambi i terminali di ingresso dell'amplificatore.

l Efficienza. Questa cifra è in realtà un'affermazione sulla dissipazione del calore. Un amplificatore più efficiente consumerà meno energia come calore.

l Input. L'amplificatore può essere completamente monoterminale o completamente differenziale (cioè, ingresso differenziale e uscita differenziale).

Tutti i parametri di cui sopra sono funzioni della frequenza di ingresso. L'amplificatore dedicato avrà una larghezza di banda specificata in determinate gamme di frequenza. Assicurarsi che la larghezza di banda si sovrapponga alla gamma di frequenza di destinazione. Esistono altre importanti specifiche per gli amplificatori utilizzati in applicazioni specifiche.

Amplificatore di potenza

Tutti gli amplificatori di potenza (di solito classe B, C o AB) sono progettati per funzionare vicino al loro punto di compressione non lineare e consumare molta energia durante il funzionamento. Generalmente, la potenza di uscita dell'amplificatore diminuirà man mano che la temperatura aumenta. L'intervallo di riduzione della potenza dell'amplificatore stabile di alta qualità per l'intero intervallo di temperatura di esercizio dovrebbe essere inferiore a 1 dB. Altre specifiche dovrebbero mostrare stabilità analoga.

Quando si sceglie un amplificatore di potenza, che si tratti di un'applicazione specifica o di un'applicazione generale, si devono considerare i punti sopra elencati. Tuttavia, gli amplificatori di potenza sono stati sviluppati per diverse applicazioni e le specifiche elencate per diversi amplificatori sono adatte per i progettisti che si occupano di queste applicazioni speciali. Gli amplificatori di potenza RF sono un buon esempio, in cui gli amplificatori in diverse bande di frequenza si basano su diversi processi semiconduttori.

La non linearità intrinseca di questi amplificatori può causare alcuni effetti inaspettati durante il funzionamento. I progettisti della comunità audio possono avere familiarità con la distorsione armonica totale (THD) o la distorsione armonica totale più rumore (THD + N). La distorsione armonica è un effetto non lineare e nell'uscita appariranno armoniche di alto ordine del segnale desiderato. L'amplificatore di potenza dovrebbe avere il livello THD o THD + N più basso (solitamente espresso in percentuale).

Gli amplificatori di potenza utilizzati per elaborare i segnali FM di solito specificano la distorsione basata sul punto di intercettazione del terzo ordine (3OIP). Le caratteristiche non lineari dell'amplificatore di potenza produrranno armoniche di alto ordine e prodotti di intermodulazione, che sono causati dalla miscelazione non lineare tra diverse frequenze nel segnale FM. Questi prodotti di intermodulazione appaiono come bande laterali nello spettro di uscita dell'amplificatore. Questo livello di distorsione dovuto alla non linearità è anche indicato come distorsione di intermodulazione (IMD) al di fuori della comunità RF. Non siamo un agente La nostra fabbrica si trova in Cina. Per decenni, Shenzhen è stata conosciuta come il centro di produzione e ricerca elettronica del mondo. La nostra fabbrica e il sito web sono approvati dal governo cinese, in modo da poter saltare gli intermediari e acquistare i prodotti sul nostro sito web con fiducia. Poiché siamo una fabbrica diretta, questo è il motivo per cui il 100% dei nostri vecchi clienti continua ad acquistare su iPCB.Nessun requisito minimo Puoi ordinare solo 1 PCB da noi. Non ti costringeremo a comprare cose che davvero non hai bisogno di risparmiare denaro.