Doğrusal amplifikatör, giriş sinyalinin genliğini, sinyalin şeklini bozmadan, orantılı bir şekilde artıran bir elektronik devre'dir. İdeal bir doğrusal amplifikatörde, çıkış sinyali giriş sinyalinin birebir kopyasıdır, yalnızca daha büyük bir genlikle. Gerçek hayattaki amplifikatörler, mükemmel doğrusallığa sahip olmasa da, doğruluğa yakın bir performans sergilemeleri beklenir.
Doğrusal amplifikatörler, çeşitli elektronik sistemlerde temel bir bileşendir. Ses sistemleri'nden radyo frekans (RF) iletimine kadar geniş bir yelpazede uygulamaları bulunmaktadır. Amplifikatörün doğrusal olması, özellikle sinyal bütünlüğünün kritik olduğu uygulamalarda büyük önem taşır. Örneğin, iletişim sistemlerinde sinyalin bozulması, veri kaybına veya yanlış yorumlamaya neden olabilir.
Doğrusal bir amplifikatörün temel çalışma prensibi, giriş sinyalini bir kazanç faktörü ile çarpmaktır. Bu, matematiksel olarak şu şekilde ifade edilebilir:
Çıkış Sinyali = Kazanç × Giriş Sinyali
Burada "Kazanç", amplifikatörün giriş sinyalini ne kadar büyüttüğünü belirten bir sabittir. İdeal bir durumda, bu kazanç değeri giriş sinyalinin frekansı veya genliğinden bağımsızdır. Ancak, gerçek amplifikatörlerde, frekans ve genlik bağımlılığı görülebilir, bu da doğrusallık sapmalarına yol açar. Transistörler veya vakum tüpleri, amplifikasyon işlemini gerçekleştirmek için kullanılan temel aktif elemanlardır.
Doğrusallık, bir amplifikatörün performansını değerlendirmede kritik bir parametredir. Yüksek doğrusallık, çıkış sinyalinin giriş sinyalini doğru bir şekilde yansıtmasını sağlar. Doğrusallık bozulduğunda, harmonik distorsiyon (sinyalin temel frekansının katları olan ek frekans bileşenleri), intermodülasyon distorsiyonu (iki veya daha fazla sinyalin etkileşimi sonucu oluşan yeni frekans bileşenleri) ve diğer istenmeyen sinyal bozulmaları meydana gelebilir.
Bir amplifikatörün doğrusallığını çeşitli faktörler etkileyebilir:
Amplifikatörler, çalışma prensiplerine ve çıkış sinyalinin giriş sinyalinin hangi bölümünü temsil ettiğine göre farklı sınıflara ayrılır. Bu sınıflar, doğrusallık, verimlilik ve güç tüketimi açısından farklı özelliklere sahiptir.
A sınıfı amplifikatörler, giriş sinyalinin tüm periyodu boyunca aktiftir. Bu, en yüksek doğrusallığı sağlar ancak en düşük verimliliğe sahiptir. Ses amplifikatörlerinde sıkça kullanılır.
B sınıfı amplifikatörler, giriş sinyalinin yalnızca yarısı boyunca aktiftir. Bu, A sınıfına göre daha yüksek verimlilik sağlar, ancak daha fazla distorsiyona neden olur. Çift kutuplu transistörler ile tasarlanır.
AB sınıfı amplifikatörler, A ve B sınıflarının bir kombinasyonudur. Giriş sinyalinin küçük bir bölümünde her iki transistör de aktiftir, bu da distorsiyonu azaltır ve verimliliği artırır.
C sınıfı amplifikatörler, giriş sinyalinin yarısından daha az bir bölümünde aktiftir. En yüksek verimliliğe sahiptirler, ancak en fazla distorsiyona neden olurlar. Genellikle radyo frekans (RF) uygulamalarında kullanılır.
D sınıfı amplifikatörler, anahtarlama modunda çalışır ve yüksek verimliliğe sahiptir. Giriş sinyali, bir darbe genişlik modülasyonu (PWM) sinyaline dönüştürülür ve ardından bir anahtarlama elemanı tarafından amplifiye edilir.
Doğrusal amplifikatörler, çok çeşitli uygulamalarda kullanılır:
Bir doğrusal amplifikatörün performansını değerlendirmek için çeşitli ölçümler yapılır:
Avantajları:
Dezavantajları:
Umarım bu makale, doğrusal amplifikatörler hakkında kapsamlı bir genel bakış sunmuştur.