アンプ（電気工学） – ウィキペディア

a 増幅器 少なくとも1つのアクティブコンポーネント（通常はトランジスタ、統合された動作アンプ、場合によってはチューブ）を備えた電子アセンブリであり、出力変数が入力変数より大きくなるように着信アナログ信号を処理します。通常、結果は、入り口が吸収されるよりも多くの電力を供給できる必要があります。追加のサービスは、エネルギー源から取得されます。 B.バッテリーまたは電源。補強材は、直流またはDCの電圧、および交互の電流または交互の電圧で使用できます。

主な特性は線形性です。入力変数を2倍にすると、出力変数が2倍になる必要があります。 直線性偏差 ほとんどが望ましくなく、歪みと呼ばれます。次に、入力信号に含まれておらず、オーディオアンプのサウンドフォースを引き起こす組み合わせ周波数も生成されます。たとえば、特別なタスクの場合、線形動作に対数または放射または適応型のボリュームを取り付けることができます。

電力カウンターカップリングを備えたエミッター回路に双極トランジスタを備えた小さな信号アンプ。入力変数と出力変数は電圧の変更です。電圧補強v = ua/ue

手術アンプを備えた小さな信号アンプ。入力変数と出力変数は、等しい電圧または交互の電圧です。

アンプは、入力信号の時間コースが再現されるようにアンプによって形作られます – パフォーマンスが高いだけでは。これは、コピー機の拡大関数と明確に比較できます。また、元の拡大は増加せず、大きな画像のみを作成します。したがって、アンプは、本質的に電気的制御可能な抵抗として機能することにより、弱い入力信号の「より強い画像」を作成します。小さな入力信号を小さな入力信号で、エネルギー源からの電圧を打ち消して、比較的強く弱めます。入力信号が高い場合、エネルギーが比較的妨げられないようにすることができるように、抵抗が低いことを表します。

電圧補強材を区別します _の そして現在の強化a _私 、後者は、入り口の張力が出力の張力に等しいため、バッファーとも呼ばれます。減衰が発生した場合、否定的な強化、 _の 、特定の周波数範囲が弱体化するフィルターを区別する0 dB（v）未満の少ない。これの典型的な例：オーディオプリアンプのサウンド設定。

たとえば、低周波数範囲での補強は、マイクが供給する数ミリボルトの低電圧を、小さな信号アンプを備えた数ボルトに上げられます。スピーカーを操作するには、対応するパワーアンプが必要です。これにより、必要な値に提供される音周波数電圧を増加させ、大きな信号アンプとして十分な電力を提供できます。

たとえば、高周波範囲に影響を与えることは、レシピエントでは、アンテナから来る少数のマイクロボルトの非常に低い電圧がいくつかのレベルで使用され、振動サークルの助けを借りて周波数選択が行われます。伝送システムでは、いくつかの増幅器レベルでの発振器の低い性能が数千ワットに増加し、アンテナを介して放射されます。特定のパフォーマンスは、それぞれの伝送システムのタイプと目的に依存します。

電圧の後継者は電圧をセットアップしませんが、電流は入力電圧がほとんどロードされません。出力電圧は入力電圧とほぼ同じで、入力電圧を「追跡」します。電圧の後継者は、電源アンプ、エレクトレットマイク、およびエレクトロメーターアンプとして使用されます。

間には区別があります

• 幅広の伝送エリアを持つブロードバンドアンプ、例えばB.トランスミッションの範囲は0〜100 MHzのビデオアンプ。
• 狭い伝送領域を持つ選択的アンプ、例えばB. 10.6〜10.8 MHzの伝送範囲を持つFMオーバーレイレシピエントからのFM-ZFアンプ。

スイッチングアンプ この記事では、2つの条件のみがあり、さらに扱われていません。必須のナンバープレートは、パフォーマンスが低いことで、通常、大幅に大きい電流（または電圧）をオンとオフに切り替えることができることです。これには、多くの場合、潜在的な分離も含まれます。 B.ネットワーク電圧が切り替えられたとき。

スイッチは、アクティブな電子コンポーネント（トランジスタ、サイリスタ、トライアック、半導体リレー）または機械的リレーで実現できます。アナログ補強材とは対照的に、彼らはしばしば1つを持っています カップリング それはヒステリシスの行動を引き起こします。その後、特に不正な切り替えの動作を避け、干渉信号を排除するために、しきい値スイッチのように動作します。

Hi-Fiシステムの補強、ハウジングオープン、リングギアトランジストラフォ、左側にトランジスタと冷却スロットを備えた冷却プレートの左

補強材の実際の強化コンポーネントは、非常にコールされたアクティブな電子コンポーネントです。これにはuが含まれます。トランジスタと電子チューブだけでなく、トランスダクター（磁気アンプ）。
Maser、Patted Diodes、またはトンネルダイオードは、高周波技術でも使用されています。いくつかのケースでは、イカは特に低いノイズアンプとしても使用されます。このコンポーネントの特性は、入力信号が小さい場合の大きな出力電流または大きな出力電圧/電力の制御可能性です。

これらのアクティブコンポーネントに加えて、アンプにはさまざまなパッシブコンポーネントが必要であり、それはとりわけです。エネルギー供給、パラメーターの安定化、インピーダンス調整または保護。これには、抵抗、コンデンサ、変圧器、トランスミッション、ダイオードが含まれます。

控えめなトランジスタアンプは、ほぼ全体のアンプ回路を含む、動作にはいくつかの外部コンポーネントのみが必要な、動作アンプと統合されたパワーアンプにますます置き換えられるようになります。

aの主要な回路画像 フルブリッジアンプ

低い周波数と上限周波数によって特徴付けられる広い周波数範囲内の補強は一定でなければなりません。次の動作モードまたはアンプクラスを区別します。

さまざまな（理想的な）カウンタータクト増幅器のパフォーマンス消費

異なる（理想的な）カウンタータクト増幅器の効率

• 職業 クラス a ：アクティブなコンポーネントが常にリードし、流れる電気が制御されます。ギターアンプのプリアンプおよびチューブ端にアプリケーション。 6.25％（非アクティブな分岐での抵抗性抵抗）または25％（非活性分岐の定電流源または定電流源の完全な変更による理論効率が低いことは不利な点） ^[初め] 。
• カウンター – クロック増幅器 クラス a ：2つのアクティブコンポーネントがあり、どちらも常にリードしています。トランスレスパワーアンプのアプリケーション。完全な変更を伴う最大理論効率は50％です。
• カウンター – クロック増幅器 クラス b ：2つのアクティブコンポーネントは、カウンタークライアント回路（英語）で交互に機能します。 押し引き ）。完全な修正における理論効率：78.5％。遷移領域の非線形性が高いため、このバリアントは例外的にのみ使用されます。 ^[2]
• カウンター – クロック増幅器 クラス ab ：2つのアクティブコンポーネントは、カウンタークライアント回路（英語）で交互に機能します。 押し引き ）。完全な変更を伴う理論効率：50％… 78.5％。 ^[3]
• 1つ フルブリッジアンプ 負荷接続の1つで、2つのカウンター – クロック増幅器を互いに操作します。スピーカーは、2つのアンプの間に「ブリッジ」を形成します。これらは、可能な限り、特定の負荷の重要性と特定の供給電圧（CAR RADIOなど）で可能な限り最高の電力を達成する必要がある場合に使用されます。 ^[4]

クラスEアンプの回路画像

• クラスCアンプ ：これらのアンプは、単一のアクティブコンポーネントで動作し、たとえばHFテクノロジー（エンドアンプとして）で使用されます。すべての変調方法に使用することはできません。クラスCアンプは非常に非線形ですが、高効率を提供します。したがって、それらは多くの場合、伝送アンテナの信号を強化するために使用されます。 ^[5]
• クラスDアンプ ：アナログパワーアンプは、スイッチングアンプを使用してセットアップすることもできます。 PDM変調器を備えたアナログ信号は、パルス持続時間変調スイッチング信号に変換され、高周波でオンとオフになります。ローパスフィルターは、望ましくないスイッチング周波数シェアを削除し、目的の時間を連続したユーザー信号を再構築します。この方法は、デジタルレベルとしてオーディオ強化と呼ばれ、その効率はクラスABおよびBアンプよりも大幅に高くなっています。したがって、それらは優れたパフォーマンスのオーディオアンプに使用され、小型のバッテリー操作デバイスでもますます使用されています。生産に関係なく、理論効率：100％。 ^[6]
• クラスE-Eアンプ クラスDとクラスCアンプの関連付けと、最高の効率の増幅器との関連。これらを使用すると、スイッチングレベルが共鳴グループで動作し、その電圧はローパスを介して負荷になります。スイッチングレベルは、振動回路がゼロ通過に達したときに常に閉じます。これにより、クラスDアンプと比較してスイッチング損失と障害が減少します。このタイプの適用面積は、狭いバンド高周波アンプです。 ^[7]

電源カウンターカップ付きエミッター回路で双極トランジスタを備えた小さな信号ブロードバンドアンプ

約3 MHzの選択的アンプ

補強材の病原体周波数への依存と振動回路の減衰

アンプの機能は、小さな信号トランジスタリストレベルの例を使用して以下で説明します。

トランジスタの強化は、エミッタ回路で特に大きく、高性能が不要である場合、1 mAのコレクター電流はA操作に十分です。パワーカウンターカップリングを使用すると、トランジスタパラメーターが非難され、温度からほぼ独立している場合に、選択した作業ポイントも観察されることを保証できます。これを行うために、エミッタと質量の間の1kΩ抵抗の電圧低下（これらは0 Vに接続されている最低シンボルです）は約1 Vです。 _なれ コピーと温度に応じて、約0.06 V変動できます。

写真では、ベース電圧は電圧分割で定義されています

${displaylllle u_ {b} = {displaylllllee u_ {b {12、mathrm {k} omega} {{omga + 47、mathrm {k。{k} omga}} = 2 {、}}}$

交差電流 私 _Q 電圧仕切りは、ベース電流に比べて大きくする必要があります 私 _b 。通常のトランジスタが適用されるため、この要件は満たされます 私 _c / 私 _b ≥100。以下はシリコントランジスタに適用されます の _なれ = 0.6 vなので、約1.5 Vがあり、1.5 mAコレクター電流を流します。

強化される数ミリボルトの電圧は、小さなインピーダンスを備えたコンデンサを介してベースに向けられ、コレクターの振幅が拡大してタップされます。

逆さまの上部回路はますます無差別になっています に 約150 Hzから20 MHzの周波数は、低いものはわずかに限られた面積です。画像の比較は、これが主にコレクター抵抗のタイプによって決定されることを示しています。

• 上部回路では、周波数が独立しており、コレクター電圧がオーバーストリームなしで平均（ここでは約5 V）によって可能な限り対称的に変動できるように選択する必要があります。 クリッピング ）歪みを引き起こす。周波数範囲は、カップリング容量と入力と出力への下向き、およびトランジスタとスイッチング容量によって制限されます。
• 下部回路では、共鳴周波数の周りの狭い領域のみω ₀ 振動回路の。ここにのみ、非常に期待される平行スイングサークルがあり、十分な補強が予想されます。より深い周波数では、コイルはコンデンサのより高い周波数で短絡として機能します。強化係数と帯域幅は、振動回路の品質係数に依存します。

両方のアンプは、直流でエミッタ抵抗1kΩに接続されているため、トランジスタの安定した作業点が保証されます。仮定、u _なれ 温度のために温度が40 mV低下すると、エミッタ抵抗の電圧が1.54 Vに上昇し、計画されたコレクター電流がわずかに増加するため、補強因子または歪み係数に有意な影響はありません。このカウンターカップリングがなければ、ワーキングポイントは満腹領域に登場する可能性があり、両方とも劇的に変化します。

これは望ましいと必要です 直流 -Couplingが上部回路のAC電圧の補強係数を非常に低い値4.7に減らすと、コレクターとエミッタ抵抗の商の結果です。これは、100Ωおよび10μFの並列シリーズ回路によって回避できます。コンデンサは、切断の周波数が低いことを決定します。コンデンサのインピーダンスが十分に低い場合（たとえば、KHZ領域の周波数で上部回路の場合）、補強はコレクターの商とその補強材が計算されるようになりました。 交互の電圧 効果的なエミッタ抵抗（並列回路1コームと100オーム）と値4700/91 = 52に上昇します。

100Ωの抵抗なしで行い、10μFコンデンサをエミッタから質量に直接配置すると、補強は無制限に増加しませんが、これは約200になりますが、これはトランジスタの内部的な影響によって制限されます。ただし、トランジスタの非線形特性は、カウンターカップリングによって線形化されなくなるため、可聴歪みが関係します。

アンプの出力でのパフォーマンスは、補聴器の数µWから、ミドルウェーブと短波の振幅変調された無線局からのパワー振幅の数百キロワットの範囲です。アンプは、特定の負荷インピーダンス（オーディオアンプの4…8オーム）または最大出力電流と最大出力電圧のスイッチングアンプの場合に指定されます。

補強係数（短い：補強材）は、入力変数と出力変数（電圧、電力、または電力）の比率を示します。因子または対数によって与えられます（デシベルで）。

運命 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

アナログ信号の補強がノイズ（信号とラッシュ比も参照）と、供給ネットワーク変化電圧の残骸などの外部応力がある場合の破壊。それらは、干渉距離または外部電圧距離によって記述され、主にアンプの完全な制御に関連してデシベルで指定されています。

電磁互換性（EMC）は、とりわけ説明しています。外部の電磁界（たとえば、無線局、スイッチングスポット、または携帯電話など）と比較したアンプの感度。

歪み [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

線形と非線形の歪みを区別します。

• 線形歪みは、補強と関連する位相角偏差の周波数依存性に関係しています。音楽では、補強はしばしばサウンドレギュレーターによって個々の味に意図的に適応されます。線形歪みは、いくつかの周波数の同時強化が いいえ 元の信号に含まれていない新しい組み合わせ頻度が発生します。
• たとえば、出力電圧が入力電圧に比例して変化しない場合、たとえば誇張する場合、非線形の歪みが発生します。次に、アンプの崖の係数について話します。これは、欠陥のある振幅の線形性によって生成されます。結果 いつも 元の信号に含まれていない新しい周波数。アンプに単一の周波数が供給されている場合、新しく作成された頻度共有は調和のとれたものと呼ばれます。いくつかの周波数が同時に供給されている場合（周波数混合物）、相互変調歪みは常に組み合わせ周波数、たとえば元の周波数の合計または差につながります。これは、ミキサーまたはギターアンプが望ましいものであり、Hi-Fiアンプは品質不足です。

クラスDアンプの場合、量子化エラーも発生します。さらに、サンプリングや作業頻度が不十分なため（エイリアシング、サブハーモニック）、ナイキストシャノン保護区の定理によると、これらではエラーも発生する可能性があります。

クラスBアンプレベルでのゼロ通路の領域での除外

非線形の歪みは、過剰制御の場合（出力電圧の最大振幅を超える）またはいわゆる買収歪みによるクラスBアンプで発生します。これらは、十分に高速ではない2つの交互の主要な開始レベルに起因します。

測定およびオーディオアンプに関する特定の要求は、ノイズと干渉距離、安定性、周波数応答に配置されます。

オーディオアンプの場合、リスニング領域を含むことになっている大きな周波数範囲だけでなく、線形周波数応答と信号の低い歪み（歪み係数）の場合だけでなく、可能な限り最小の内部抵抗、短い登山時間、衝動、およびチャネル分離も保証する必要があります。
Agreackボリュームのトピックは、精神音響で扱われます。

カウンターカップリング [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

カウンターカップリングは、補強を目的として、出力信号の一部のアンプの入力への正確な戻りです 減らす 。減少した出力電力の欠点は、追加のアンプレベルによって簡単に補償できます。ただし、利点は他の方法で達成できます。

• ワーキングポイントは安定しており、許容範囲、温度の変化などを製造することでほとんどありません。影響を受け。カップリングに対して、他の技術分野でもそれ自体が証明されています。
• カウンターカップリングによってのみ、アンプの歪みを減らすことができます。

2つの異なる手順があります。

• で 電圧カップリング 出力電圧の一部が入力電圧によって差し引かれ、差のみが強化されている場合。結果：カウンターカップリングの増加により 削減 アンプの開始抵抗（スプリング抵抗または内部抵抗とも呼ばれます）（一定の電圧源の電気挙動）。オーディオアンプでは、スピーカーの望ましくない自己共鳴がひどく蒸しています。
• で パワーカップリング 出力電流が（負荷抵抗を介して）抵抗を介して比較的低い場合に流れ、必要なカウンターカップリング電圧をタップできる場合。この場合 拡大 出力抵抗（一定電流源の電気挙動）が増加しています。この副作用は、接続された振動円の品質係数を増加させるため、選択的な強化に望ましいです。

補強材の減少により、強力なカウンターカップリングには、より多くのアンプレベルが必要です。電子チューブは、トランジスタよりも大幅に高価（ピースあたり〜10ユーロ）であり、個々のトランジスタでは0.1ユーロ、外科アンプで0.001ユーロ）であるため、チューブアンプの対立する結合はより経済的であり、低い繁殖を受け入れます。さらに、出力変圧器は、巻線の自己共存の近くに位相シフトを作成し、カウンターカップリングを非常に迷惑な共同カップリングに変換できます。

整合性と同様に、その低い寸法とコンポーネントの価格、半導体テクノロジーは、ループ補強材を極端に増加させ（外科用アンプ）、非常に高いカウンターカップリング因子を備えた優れた品質の線形化を実現する可能性を提供します。

ただし、カウンターカップリングは、周波数範囲とアンプの時間挙動に悪影響を与える可能性があります。インパルス（1回、おそらく急勾配のプロセス）がアンプの入力に達すると、出力信号は特定の時間の後にのみ表示されます。カウンターカップリング信号は後で入り口に到達します。この期間中、カウンターカップリングには効果がなく、ループは「開いています」。これにより、特にカウンターカップリング因子が高く、回路設計が不十分であるため、一時的な信号偏差（「圧倒的な」またはスイング動作）につながります。出力信号が落ち着くまで（英語。 落ち着いています ）。アンプが不安定性で動作するほど、より大きくなります。負荷は位相の動作にも影響します。そのため、オーディオアンプが特に影響を受けます。これは、操作されているスピーカーボックスが強い周波数依存性インピーダンスコースを持っているためです。

電子チューブとトランジスタアンプは、ストレートと垂直の上部波（歪みスペクトル）の比と一時的な歪みの両方が異なります。チューブアンプは、過剰制御の歪みをより柔らかく使用することによりあります（ ソフトクリッピング ）特徴付けられますが、トランジスタアンプと比較してより高いソース抵抗は、スピーカーの共鳴がほとんど蒸していないため、より低い衝動につながります。避けられない散乱インダクタンスにより、出力トランスは小さな範囲を保証します。

一方、オーディオトランジスタアンプは、オーバーコントロールの場合、より不快な歪みがあります。欠点の歪みは、平和流の増加と十分に速いトランジスタによって回避できます。

Reinersは、電気工学と電子機器のほぼすべての分野で使用されます。

例は、メッセージテクノロジー、コンシューマーエレクトロニクス（エフェクトデバイス、電子機器、シンセサイザー、オーディオアンプ、マイクアンプ）、測定アンプ、アクチュエータ（エンジン、ピエゾ要素、引張磁石）を制御するためのアンプです。ニューステクノロジーでは、英語にもなります リピータ 呼び出されました。

ハードドライブとテープデバイスでは、磁気ヘッドを使用して読み書きするときにアンプが機能します。光ファイバーネットワークとCDおよびDVDプレーヤーでは、レーザーダイオードを操作し、写真ジジュンの信号を強化するために電気アンプが必要です。

CDおよびDVDドライブには、読み取り/燃焼のための光学ヘッドの位置制御のためのガルバノメータードライブを操作するための類似のアンプもあります。

携帯電話、無線、衛星、無線局では、無線波の送信と受信には高い周波数アンプが必要です。

スイッチングアンプは動作しますz。 B.信号ランプを操作し、自動車または電源スイッチとボタン回路で窓を持ち上げます。自動化システムと機械で列車の磁石とソレノイドバルブを駆動します。

テクノロジー [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

基本的な回路 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

アプリケーション [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

• ジャン・プレバーテ： エレクトロニクスの紹介 、VGS、第3版1972、章 アンプ操作のトランジスタ

1. ↑ アンプの基本クラスA
2. ↑ アンプの基本クラスb
3. ↑ アンプの基本クラス
4. ↑ アンプ基本ブリッジアンプ
5. ↑ アンプの基本クラスc
6. ↑ アンプの基本クラスd
7. ↑ ステファンバレー、アンドレアスランアラー： クラスEアンプ。 （学士号）、応用科学大学ノースウェスタンスイス、応用科学大学、EIT、2011年8月19日、12〜13ページ。 PDFオンライン （ 記念 の オリジナル 2016年1月12日から インターネットアーカイブ ）） 情報： アーカイブリンクは自動的に使用されており、まだチェックされていません。指示に従ってオリジナルとアーカイブのリンクを確認してから、このメモを削除してください。 @初め @2 テンプレート：webachiv/iabot/web.fhnw.ch 、2016年1月14日アクセス。