パワーアンプはエレクトロニクスやオーディオの世界では欠かせないデバイスです。これらは電気信号の大きさを増大させ、スピーカー、音響機器、または楽器に電力を供給できる高出力信号に変換する役割を果たします。適切なモデルを選択し、それらがどのように機能するかを理解するには、さまざまなクラスと特性を知ることが重要です。
熱電子管を使用した初期の実装から最新のソリッドステート システムに至るまで、パワー アンプは大幅に進化しました。この記事では、その種類、分類、用途を徹底的に調査し、その機能を理解するための詳細なガイドを提供します。
パワーアンプとは何ですか?
Un パワーアンプ これは、入力信号の電力を増大させて、スピーカー、モーター、またはより多くの電力を必要とするその他の電子機器などの負荷を駆動するのに十分な強度を持つようにすることを主な目的とする電子機器です。
電圧アンプや電流アンプとは異なり、パワーアンプは大きな出力信号を処理できるように設計されています。最も一般的な用途は次のとおりです。
- オーディオシステム: 音楽や音声信号を増幅します。
- 測定機器: より大きな電力を必要とするテストで。
- 無線周波数送信: 通信システムにおいて。
- 計装: 研究室や産業環境で。
周波数帯域によるアンプの分類
扱う周波数範囲に応じて、アンプは次のように分類できます。
- 低周波 (LF) アンプ: オーディオ周波数アンプとしても知られ、可聴スペクトル内、つまり 20 Hz ~ 20 kHz で動作します。
- 無線周波数 (RF) アンプ: ラジオやテレビの送信に使用されるような、より高い周波数向けに設計されています。
パワーアンプのクラス
パワーアンプの最も適切な分類は、出力段の動作方法に基づいています。最も一般的なのはクラス A、B、AB、C、D です。これらのクラスは設計が異なるだけでなく、効率も異なります。 ひずみ およびアプリケーション。
クラス
クラス A アンプは次のような特徴を持つことで知られています。 優れた音質、信号サイクル全体にわたって入力波形全体を増幅するためです。この構成は、忠実度の点では効率的ですが、信号がない場合でもトランジスタが常に動作しているため、効率が低いという欠点があります。
利点:
- 歪みが少なく、直線性が高い。
- 忠実度の高いアプリケーションに最適です。
短所:
- エネルギー効率が低い (50% 未満)。
- 大量の熱を発生するため、通常は放熱システムが必要になります。
クラスB
クラス B アンプでは、入力信号が 2 つの半サイクルに分割され、それぞれが異なるトランジスタによって駆動されます。この構成により効率は向上しますが、次の問題が発生します。 クロスオーバー歪み、音に悪影響を及ぼします。
利点:
- クラスAよりも高い効率(約70%)。
短所:
- クロスオーバー歪みは低信号で顕著です。
クラスAB
AB 級は、A 級と B 級の利点を組み合わせたものです。小さな定電流が維持され、クロスオーバー歪みが低減され、 バランス 音質と効率の間で。
利点:
- 歪みが少なく、効率が向上します。
- オーディオシステムでよく使われます。
短所:
- クラス A よりは少ないですが、ある程度の熱を発生します。
クラスC
クラス C は効率的ですが、高レベルの歪みが発生するため、使用が制限されます。 特定のアプリケーション 無線周波数増幅など。
利点:
- 高効率 (最大 80%)。
短所:
- 歪みが大きいためオーディオには不向きです。
クラスd
クラス D アンプは、 パルス変調、非常に効率的になります。低消費電力が不可欠なポータブルアプリケーションに最適です。
利点:
- 非常に高い効率 (最大 90% 以上)。
- 発熱量が少ない。
短所:
- スイッチングノイズを最小限に抑えるためにフィルタが必要です。
実用的なアプリケーション
適切なアンプの選択は、特定のアプリケーションと求められる機能によって異なります。 Hi-Fi システムはクラス A または AB モデルに偏る傾向がありますが、無線周波数またはポータブル アプリケーションではクラス C および D のオプションがより推奨されます。
- クラス A アンプは、要求の厳しいオーディオ愛好家にとって理想的です。
- クラス D の効率により、ワイヤレス スピーカーに最適です。