Wzmacniacz mocy

Wzmacniacz mocy – wzmacniacz, który dostarcza do obciążenia wymaganą moc wyjściową.

W przypadku zastosowania w elektroakustyce, wejściowy sygnał analogowy jest zazwyczaj wzmacniany najpierw w przedwzmacniaczu, natomiast wzmacniacz mocy jest końcowym stopniem toru wzmacniającego i podłączony jest do zestawu głośnikowego.

Do podstawowych parametrów wzmacniacza mocy zalicza się:

• wzmocnienie mocy określane jako stosunek mocy wydzielanej w obciążeniu do mocy sygnału wejściowego;
• moc wyjściową mierzoną w watach (W);
• współczynnik sprawności energetycznej – definiowany jako stosunek mocy wydzielonej w obciążeniu do mocy pobieranej z zasilacza (%);
• współczynnik zniekształceń nieliniowych – który jest miarą zniekształceń sygnału wyjściowego wnoszonych przez wzmacniacz (%);
• pasmo przenoszonych częstotliwości kHz;

Ze względu na zakres częstotliwości wzmacnianych sygnałów wzmacniacze mocy można podzielić na:

• wzmacniacze mocy małej częstotliwości (m.cz.) używane do wzmacniania sygnałów pasma akustycznego – wzmacniacze elektroakustyczne;
• wzmacniacze mocy wielkiej częstotliwości (w.cz.) używane do wzmacniania sygnałów pasma radiowego w nadajnikach radiowych;
• wzmacniacze mocy bardzo wielkiej częstotliwości (b.w.cz.) – wzmacniacze mikrofalowe.

We wzmacniaczu wyróżnia się dwa podstawowe obwody elektroniczne:

• obwód zasilania, który stwarza warunki do wzmacniania sygnału,
• obwód sygnału, który jest związany z przenoszeniem sygnału przez wzmacniacz.

Dla wzmacnianego sygnału obwód wzmacniacza stanowi czwórnik, w którym do wejścia dołączono źródło sygnału ${\displaystyle E_{g}}$ o impedancji ${\displaystyle Z_{g},}$ a do wyjścia dołączono obciążenie ${\displaystyle Z_{o}.}$

Pomiędzy wielkościami wejścia i wyjścia istnieją zależności:

${\displaystyle U_{wy}=K_{u}\cdot U_{we},}$

${\displaystyle I_{wy}=K_{i}\cdot I_{we},}$

${\displaystyle P_{wy}=K_{p}\cdot P_{we},}$

gdzie:

${\displaystyle K_{u}}$ – współczynnik wzmocnienia napięciowego,

${\displaystyle K_{i}}$ – współczynnik wzmocnienia prądowego,

${\displaystyle K_{p}}$ – współczynnik wzmocnienia mocy.

Biorąc pod uwagę punkt pracy elektronicznego elementu czynnego oraz poziom sygnału sterującego wyróżnia się tzw. klasy pracy wzmacniacza mocy:

• ${\displaystyle A}$ – gdy elementem jest lampa elektronowa A1, A2 z prądem siatki lub tranzystor pracujący w klasie A
• ${\displaystyle AB}$ – gdy elementem jest lampa elektronowa AB1, AB2 z prądem siatki lub tranzystor pracujący w klasie B^[1]
• ${\displaystyle B}$ – gdy tranzystor/lampa przewodzi prąd tylko przez połowę okresu sygnału sterującego,
• ${\displaystyle C}$ – gdy tranzystor/lampa przewodzi prąd przez czas krótszy niż pół okresu sygnału sterującego^[2].

UWAGA

W literaturze występują również określenia „wzmacniacz klasy D” i „wzmacniacz klasy T” odnoszące się do wzmacniaczy mocy zbudowanych w oparciu o wzmacniacz impulsowy.