증폭기 분류 A 대 AB

증폭기는 다양한 방식으로 설계됩니다. 한 가지 차이점은 증폭 장치가 편향되는 방식입니다. 성능과 효율성에 영향을 미치는 다양한 방식으로 편향될 수 있습니다. 이를 작업 클래스라고 합니다. 클래스 A, B 또는 AB는 일반적으로 고전력 RF 및 마이크로파 증폭기 사양에 사용되며 참조됩니다. 이 기사에서 Exodus Advanced Communications는 다양한 분류 간의 차이점과 성능과 관련하여 그것이 의미하는 바를 논의했습니다. 더 많은 작동 클래스 C, D, E가 있습니다. 이는 덜 일반적이며 높은 효율성과 선형성이 문제가 되지 않는 개별 작업을 위해 맞춤 설계되었습니다. 

편견이란 무엇을 의미합니까? LDMOS, MOSFET, GaN, GaAs 등의 증폭 장치는 증폭기의 핵심입니다. 제조업체는 특성과 주파수 응답을 갖고 이를 기반으로 주파수 대역, 전력 및 애플리케이션을 선택하거나 개발합니다. 그러나 각 장치는 편향되어야 합니다. 정상 상태에서 전압과 전류로 설정됩니다. 이 편향의 설정에 따라 이제 분류가 결정됩니다.

클래스 비교

클래스 A

클래스 A는 장치당 전압에서 가장 많은 전류를 끌어내도록 바이어스된 전체 ON으로, 각 장치를 통해 RF 신호의 전체 360° 스윙을 허용합니다. 클래스 A는 선형성이 좋은 단순한 설계를 제공할 수 있지만 이로 인해 더 뜨거워지고 효율성이 떨어집니다. 더 많은 열이 발생하므로 냉각해야 하며, 비효율성을 보상하기 위해 더 큰 전원 공급 장치도 사용해야 합니다. 이러한 요구 사항은 장치의 크기와 비용을 증가시킵니다. 장치가 더 뜨거워지기 때문에 앰프의 수명이 단축됩니다. 그러나 열 처리를 과도하게 설계하면 수명이 연장될 수 있습니다.

클래스 B

클래스 B는 장치를 통해 최소한의 전력을 소비하는 바이어스된 완전 OFF입니다. 각 장치는 RF 신호의 180° 스윙만 허용합니다. 장치는 서로 쌍을 이루어 하나는 포지티브 스윙용이고 다른 하나는 네거티브 스윙(180°+180°=360°)용입니다. 영점 교차점에서 장치가 "악수"하는 경우 왜곡이 발생할 수 있습니다. 일부 오디오 및 저주파 증폭기에서는 이 기술을 사용했습니다. 그러나 1MHz 이상의 주파수 적용 범위가 필요한 경우 유용한 계측기를 엔지니어링하는 것이 점점 더 어려워집니다. 증폭기는 효율적이므로 열은 문제가 되지 않습니다.

클래스 AB

클래스 AB는 클래스 A와 클래스 B 증폭기 사이에 편향되어 있으며 많은 사람들이 이를 최선의 절충안으로 간주합니다. 이 장치는 180° 이상으로 바이어스되어 클래스 B와 마찬가지로 다른 장치와 페어링되지만 이제 두 장치 간에 중첩이 발생하여 교차 왜곡 문제가 해결됩니다. 이러한 2개 장치 구성을 푸시풀이라고 합니다. 교차 왜곡은 해결되지만 중첩이 완벽하지 않기 때문에 일부 왜곡이 남아 있습니다. 효율성은 클래스 A 증폭기보다 2배 이상 높기 때문에 이러한 사소한 차이를 극복할 수 있는 이점이 있습니다. 클래스 A에 비해 열이 덜 발생하고 필요한 전력도 적어 최종 증폭기 기기의 크기와 비용이 줄어듭니다.

견고성

견고성은 높은 VSWR을 생성하는 열악한 부하 또는 불일치를 처리하는 증폭기의 능력입니다( VSWR 및 전력 증폭기에 미치는 영향에 대한 기사 참조 ). 또는 고열이나 먼지가 많은 지역과 같은 가혹한 환경 조건에서도 잘 작동합니다. 때때로 클래스 A 증폭기가 다른 증폭기보다 더 견고하다고 생각됩니다. 그러나 이것은 신화입니다. 앰프의 전반적인 디자인은 앰프를 더욱 견고하게 만듭니다.

클래스 A 앰프는 많은 열 방출과 더 큰 전원 공급 장치로 제작되어야 견고성이 향상될 수 있지만, 클래스 AB 앰프는 효율성을 제공하면서도 동일한 요구 사항을 충족하도록 과도하게 설계될 수도 있습니다. 다른 요소는 성능에 다음과 같은 역할을 합니다. 장치 기술 및 제조, 회로 설계, 전력 결합 기술, 커넥터 및 냉각. 이 모든 것은 앰프를 올바르고 적절한 조건 및/또는 애플리케이션으로 엔지니어링하는 것으로 귀결됩니다.

결론

증폭기는 애플리케이션의 요구 사항을 충족하도록 설계 및 제작될 수 있습니다. 일부 애플리케이션에는 선형성과 견고성이 필요합니다. 애플리케이션에서 작동할 수 있는지 확인하려면 증폭기를 선택할 때 주의를 기울여야 합니다. 클래스 A인지 AB인지는 이 특성을 결정하는 것이 아니라 작업을 위해 어떻게 설계되었는지를 결정합니다.