1. Podział wzmacniaczy mocy, klasy A, B, AB, C, D (z tym D to się chyba zagalopował)

Wzmacniacze klasyfikuje się zależnie od położenia spoczynkowego punktu pracy na charakterystyce roboczej elementu sterowanego oraz amplitudy sygnału wejściowego. Rozróżnia się więc wzmacniacze pracujące w klasie A, B, AB i C. We wzmacniaczu klasy A punkt pracy jest wybierany na liniowej części charakterystyki roboczej elementu sterowanego (np. tranzystora), a amplituda sygnału wejściowego jest na tyle mała, że przez cały okres sygnału wejściowego elementu sterowany przewodzi prąd (pracuje w zakresie aktywnym). Jeżeli punkt pracy jest wybrany tak, że element sterowany przewodzi prąd tylko przez połowę okresu (przez drugą połowę okresu jest zatkany), to wzmacniacz pracuje w klasie B. W klasie AB element sterowany przewodzi przez większą część okresu sygnału wejściowego, a w klasie C przez mniejszą część tego okresu.

Klasy pracy wzmacniaczy	A	B	C
Sprawność	mała	duża	największa
Zniekształcenia	małe	duże	największe
Zastosowanie	Wzmacniacze napięcia prądu stałego i zmiennego	Wzmacniacze mocy przeciwsobne	Wzmacniacze mocy w generatorach i nadajnikach
Amplituda sygnału wejściowego	mała	duża	największa

2. Wzmacniacze mocy z tranzystorami komplementarnymi i wtórnikami emiterowymi. Kształtowanie charakterystyk częstotliwościowych wzmacniaczy (nie bardzo wiem o co mu chodziło)

Wzmacniacze przeciwsobne mogą pracować w klasie AB lub B. Dla klasy B maksymalna moc użyteczna może być prawie 5-krotnie większa niż moc admisyjna zastosowanych, tranzystorów, a maksymalna teoretyczna sprawność energetyczna wynosi 78,5%. Na rysunku 8.36 przedstawiono przykład takiego wzmacniacza z wyjściem transformatorowym, pracującego w klasie B, bowiem zwykle w tej klasie (lub w klasie AB) jest on wykorzystywany. Wzmacniacz wymaga dwóch napięć sterujących o tej samej amplitudzie, lecz przesuniętych w fazie o 180°. Praca w klasie B charakteryzuje się tym, że prąd kolektora płynie przez każdy z tranzystorów przez pół okresu wzmacnianego sygnału. Odwrócona w fazie para sygnałów sterujących powoduje, że tranzystory przewodzą na przemian, a zsumowanie sygnałów w obciążeniu następuje poprzez transformator wyjściowy Tr2 (rys. 8.36). Symetryczne napięcie sterujące bazy tranzystorów w układzie uzyskano za pomocą wejściowego transformatora symetryzującego Tr1.

Zastosowanie w stopniu wyjściowym pary tranzystorów komplementarnych NPN, PNP eliminuje potrzebę sterowania tych tranzystorów dwoma przebiegami (rys. 8.37A). Przebiegi prądów w obwodzie wyjściowym wzmacniacza przedstawiono na rys. 8.37A.b. Tranzystor sterujący T1 z diodami D1 i D2 oraz rezystorem zapewniają odpowiednią polaryzację wstępną tranzystorów T2 i T3 tak, aby ich spoczynkowe punkty pracy znajdowały się na granicy przewodzenia (klasa B). Zasadniczą zaletą wzmacniaczy klasy B jest duża sprawność, umożliwiająca uzyskanie większej mocy wyjściowej i oszczędniejszych warunków zasilania.

3. Zniekształcenia (skrośne, nasycenia), układ bootstrap

Pod względem zniekształceń nieliniowych wzmacniacze klasy B zazwyczaj ustępują wzmacniaczom klasy A. Chociaż zawartość parzystych harmonicznych w sygnale wyjściowym jest dla tych układów mniejsza (ulegają one redukcji w wyniku symetrii układu), mogą jednak w nich występować duże zniekształcenia sygnału, nazywane zniekształceniami skrośnymi, spowodowane dużą nieliniowością wypadkowej charakterystyki przejściowej stopnia wyjściowego (tranzystorów T2 i T3 - rys. 8.37B.a). Kompromisowym rozwiązaniem jest więc przyjęcie dla tranzystorów wyjściowych takiego punktu pracy, przy którym płynie przez nie niewielki prąd spoczynkowy, czyli przyjęcie klasy AB. Wypadkowa charakterystyka przejściowa jest wówczas prawie liniowa i zniekształcenia skrośne są bardzo małe (rys. 8.37B.b). Obecnie w sprzęcie akustycznym stosuje się prawie wyłącznie beztransformatorowe wzmacniacze mocy pracujące w klasie AB.

Układ bootstrap jest układ polaryzujący z dodatnim sprzężeniem zwrotnym zrealizowanym dzięki kondensatorowi C_f. W wyniku podania na obie końcówki rezystora R₃ prawie takiego samego sygnału (wejścia i sprzężenia zwrotnego) każdej zmianie napięcia wejściowego ΔU_we odpowiada zmiana prądu ΔI₃ płynącego przez rezystor R₃ (spadek napięcia na tym rezystorze jest minimalny). Powoduje to zwiększenie rezystancji wejściowej poprzez zmniejszenie wpływu rezystorów polaryzujących bazę tranzystora T₁.

4. Wzmacniacze selektywne

Wzmacniaczami selektywnymi (inaczej pasmowymi, środkowoprzepustowymi) są nazywane wzmacniacze wzmacniające tylko sygnały o częstotliwo­ści zawartej w wąskim przedziale (paśmie) Δf wokół pewnej częstotliwości śro­dkowej f₀ a skutecznie tłumiące sygnały spoza tego przedziału. Wzmacniacze o takich właściwościach powinny więc mieć odpowiednio selektywne charak­terystyki amplitudowo-częstotliwościowe. Idealną charakterystyką amplitudowo-częstotliwościową wzmacniacza selektywnego byłaby charakterystyka o kształcie prostokąta, przedstawiona linią przerywaną na rys. 8.39. Ponieważ uzyskanie takiej charakterystyki nie jest możliwe w praktyce, więc odstępstwo charakterystyki rzeczywistej od idealnej określa się tzw. współczynnikiem prostokątności p, który jest miarą selektywności wzmacniacza. Obok szerokości pasma przenoszenia Δf i częstotliwości środkowej f₀ jest to jeden z ważniej­szych parametrów, zdefiniowany wzorem:

gdzie Δf jest przedziałem częstotliwości określonym dla spadku modułu wzmocnienia o 3 dB poniżej modułu wzmocnienia A₀ dla częstotliwości środkowej f₀ (czyli do wartości
) - jest to szerokość pasma przenoszenia wzmacniacza, Δf₂₀ zaś jest przedziałem częstotliwości dla spadku modułu wzmocnienia o 20 dB (czyli do wartości A₀/10) - rys. 8.39.

Wzmacniacze selektywne są stosowane wówczas, gdy jest potrzebne wydzielenie i wzmocnienie sygnałów o częstotliwościach zawartych w określonym paśmie. Wymagana szerokość pasma zależy jednak od przeznaczenia wzmacniacza. Jeżeli zadaniem wzmacniacza, jak np. w woltomierzu selektywnym, jest wydzielenie tylko sygnału o jednej częstotliwości z sygnału o szerszym widmie, to pasmo przenoszenia powinno być jak najmniejsze. W innym przypadku, gdy wydzielony ma być np. sygnał wizyjny, pasmo przenoszenia powinno być szersze. Określenie „wzmacniacze selektywne" dotyczy więc dużej grupy wzmacniaczy o różnej częstotliwości środkowej (np. z zakresu m.cz. lub w.cz.), różnej szerokości pasma przenoszenia i selektywności. O przebiegu charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza selektywnego decydują właściwości obwodów selektywnych włączonych w jego tor wzmocnienia sygnału lub tor sprzężenia zwrotnego.

5. Wzmacniacze szerokopasmowe

Wzmacniacze szerokopasmowe wzmacniają sygnał o szerokim widmie częstotliwości.

Stosuje się je głownie jako:

- wzmacniacze teletransmisyjne (kilka kHz ÷ kilkanaście MHz)

- wzmacniacze odbiorników telewizyjnych (30Hz ÷ 6 MHz)

- wzmacniacze urządzeń radarowych (do kilku GHz)

We wzmacniaczach szerokopasmowych dąży się do uzyskania jak najmniejszej dolnej częstotliwości granicznej oraz jak największej górnej częstotliwości granicznej (zwykle większej niż 1 MHz). Przykładową charakterystykę amplitudową wzmacniacza szerokopasmowego przedstawiono na rys 4.1.

Układy poszerzające pasmo przenoszenia wzmacniaczy:

- układ z korekcją kolektorową

- układ z korekcją w bazie

- układy z selektywnym ujemnym sprzężeniem zwrotnym:

- korekcja szeregowa

- korekcja równoległa

6. Wzmacniacze wielostopniowe o sprzężeniu kondensatorowym

Gdy jest wymagane wzmocnienie większe od możliwego do uzyskania w pojedynczym stopniu wzmacniającym (wzmacniaczu jednostopniowym), wówczas stosuje się wzmacniacze wielostopniowe, czyli składające się z wielu stopni pojedynczych. W takich wzmacniaczach poszczególne stopnie wzmacniające są połączone tak, że napięcie wyjściowe stopnia poprzedniego jest jednocześnie napięciem wejściowym stopnia następnego. Takie połączenie pojedynczych stopni wzmacniających jest nazywane połączeniem kaskadowym. Poszczególne stopnie mogą być połączone bezpośrednio (wyjście stopnia poprzedniego jest zwarte galwanicznie z wejściem stopnia następnego) - jest to wzmacniacz ze sprzężeniem bezpośrednim, pojemnościowo (wyjście stopnia poprzedniego jest połączone poprzez kondensator o odpowiednio dużej pojemności z wejściem stopnia następnego) - jest to wzmacniacz ze sprzężeniem pojemnościowym lub transformatorowo (sygnał wyjściowy stopnia poprzedniego jest przez transformator podawany na wejście stopnia następnego) - jest to wzmac­niacz ze sprzężeniem transformatorowym.

W dwustopniowym wzmacniaczu ze sprzężeniem pojemnościowym (rys. 8.20) rezystory R_B1 i R_C1 oraz R_B2 i R_C2 stanowią obwód polaryzacji usta­lający spoczynkowy punkt pracy tranzystorów T₁ i T₂. Kondensator sprzęgają­cy C₂ zastosowano w celu oddzielenia napięć stałych występujących w pierw­szym i drugim stopniu (punkty pracy tych stopni są od siebie niezależne), natomiast kondensatory C₁ i C₃ oddzielają napięcia stałe występujące we wzmacniaczu od źródła sygnału i obciążenia (źródło sygnału i obciążenie nie wpływają na punkt pracy tranzystorów T₁ i T₂).

Wzmocnienie wzmacniacza wielostopniowego:

Częstotliwości graniczne wzmacniacza wielostopniowego:

Wraz ze wzrostem ilości stopni pasmo przenoszenia wzmacniacza ulega zawężeniu.

---