การขยายสัญญาณเสียงให้มีความดังมากขึ้น ถือว่าเป็นสิ่งสำคัญในวงขยายเสียง และจะต้องนำไปใช้ในการขยายสัญญาณเสียงจากแหล่งกำเนิดต่างกัน ต้องการความดังสัญญาณต่างกันทำให้การจัดวงจรขยายสัญญาณเสียง หรือจัดคลาสของการขยายต่อกัน เพื่อให้เกิดความเหมาะสมในการนำไปใช้งาน และทำให้สัญญาณเสียงที่ได้ออกมามีความชัดเจนไม่ผิดเพี้ยน หรือมีความดังตามต้องการ
การจัดคลาสการขยายจัดได้ตามการกำหนดจุดทำงานของวงจรขยาย แบ่งได้เป็น 4 แบบดังนี้
1.คลาส-เอ(CLASS A)
2.คลาส-บี(CLASS B)
3.คลาส-เอบี(CLASS AB)
4.คลาส-ซี(CLASS C)
การจัดวงจรขยายแต่ละคลาสมีจุดทำงานต่างกัน มีลักษณะการทำงานต่างกัน การใช้งานจะต้องเลือกคลาสการขยายให้เหมาะสมถูกต้อง จึงจะทำให้ขยายสมบูรณ์ และมีประสิทธฺภาพสูง
วงจรขยายคลาส-เอ(CLASS-A AMPLIFIER)
วงจรขยายคลาส-เอ เป็นวงจรขยายที่มีจุดการทำงานอยู่ในช่วงที่เรียกว่า แอกทีฟ คือ ช่วงการทำงานของทรานซิสเตอร์ที่เป็นลิเนียร์ หรือหากเปรียบเทียบก็เหมือนเครื่องยนต์ที่ทำการเร่งเครื่องพร้อมจะรับงานหนักๆได้อยู่ตลอดเวลา วงจรของขยายคลาสเอ จะมีกระแสสงบไหลตลอดเวลาเพื่อให้จุดของการทำงานมีช่วงสวิงของสัญญาณเอาท์พุตไม่ต่ำกว่าจุดคัทออฟ(การหยุดนำกระแสของภาคขยาย) เพราะวงจรขยายคลาสเอจะขยายสัญญาณทั้งซีกบวกและซีกลบของสัญญาณที่ป้อนเข้ามาทางอินพุต หรือพูดง่ายๆ ก็คือจุดทำงานอยู่ตรงกลางเส้นโหลดไลน์หรือจุดต่ำสุดของสัญญาณซีกลบ อยู่สูงกว่าระดับคัทออฟนั่นเอง แต่วงจรคลาสนี้จะมีอัตราขยายสัญญาณไม่สูงมากนัก เพราะจุดประสงค์คลาสเอ คือ จะต้องขยายสัญญาณโดยไม่ผิดเพี้ยน
** ข้อดีของวงจรขยายคลาสเอ คือ รูปสัญญาณของเอาท์พุตจะเหมือนกับอินพุตโดยไม่ผิดเพี้ยน
** ข้อเสียของวงจรขยายคลาสเอ คือ สิ้นเปลืองกระแส ทรานซิสเตอร์ทำงานตลอดเวลา อัตราการขยายต่ำ หากเป็นเครื่องขยายเสียงคลาสเอ จะร้อนมากๆ
การนำไปใช้งาน นิยมใช้ในวงจรขยายทั่วไปที่ไม่ต้องการอัตราการขยายสูงมากนัก เช่น ภาคขยายความถี่วิทยุ(ขยายRF) ทั้งวิทยุและโทรทัศน์ ภาคขยาย IF ภาคขยายวิดีโอเอาท์พุตและภาคปรีแอมป์เป็นต้น ส่วนเครื่องขยายเสียงที่เป็นแอมป์คลาสเอ ได้แก่ยี่ห้อ Mark Levinson เป็นต้น
วงจรขยายคลาส-บี (CLASS-B AMPLIFIER)
วงจรขยายคลาส-บี เป็นวงจรขายที่ตั้งจุดทำงานไว้ที่ตำแหน่งคัทออฟของทรานซิสเตอร์พอดี ทรานซิสเตอร์ที่ทำหน้าที่ขยายสัญญาณมีไบแอสเป็น 0 โวลต์นั่นเอง (วงจรขยายคลาสบีนี้จึงสามารถขยายสัญญาณได้เพียงซีกเดียว)ดังนั้นหากไม่มีสัญญาณเข้ามาทางอินพุตทรานซิสเตอร์ที่ทำหน้าที่ขยายสัญญาณก็จะไม่ทำงาน หากต้องการให้ทรานซิสเตอร์ที่ทำหน้าที่ขยายสัญญาณทำงานก็เพียงป้อนสัญญาณมาที่อินพุตเท่านั้น แต่ด้วยทรานซิสเตอร์จะทำงานนั้น แรงดันที่ตกคร่อมที่จุดอินพุต(Vbeหรือแรงดันตกคร่อมขาเบสและอิมิตเตอร์) ต้องเกิน 0.6โวลต์จึงเริ่มทำงานได้ จึงเกิดรอยต่อที่ไม่สมบูรณ์ขึ้นเมื่อนำไปใช้งาน
**ข้อดีของวงจรขยายคลาสบี คือ ไม่สิ้นเปลืองกระแส ขณะไม่มีสัญญาณอินพุตป้อนเข้ามา
**ข้อเสียของวงจรขยายคลาสบี คือ สัญญาณที่ขยายเกิดความเพี้้ยน(Distortion)แม้จะต่อวงจรในรูปแบบ วงจรพุช-พูล หรือ วงจรคอมพลิเมนตารี่ก็ตาม ส่วนใหญ่ไม่นิยมนำไปใช้ในงานขยายเสียง แต่นิยมนำไปใช้ขยายสัญญาณพัลซ์มากกว่า เช่น สัญญาณฮอร์ฯสแกนพัลซ์ในทีวี เป็นต้น
วงจรขยายคลาส-เอบี(CLASS-AB AMPLIFIER)
วงจรขยายคลาส-เอบีเป็นวงจรขยายสัญญาณที่แก้ไขมาจากวงจรขยายคลาสบี เพื่อแก้ไขรอยต่อที่ไม่สมบูรณ์ โดยการตั้งจุดการทำงานไว้สูงกว่าจุดคัทออฟของทรานซิสเตอร์ที่ทำหน้าที่ขยายสัญญาณเล็กน้อย นั่นคือการเพิ่มไบแอสเล็กน้อยให้ทรานซิสเตอร์ที่ทำหน้าที่ขยายสัญญาณเสียงนำกระแสเล็กน้อย เพื่อชดเชยแรงดันที่หายไปประมาณ 0.6 โวลต์ เมื่อนำไปใช้งานโดยต่อวงจรขยายในรูปแบบวงจรพุช-พูล หรือ วงจรคอมพลิเมนตารี่ ก็ตาม สัญญาณที่ออกมาจึงสมบูรณ์ขึ้น นั่นเป็นเพราะว่า เมื่อสัญญาณถูกป้อนเข้ามา สัญญาณนั้นจะมาเสริมกับแรงดันที่ไบแอสทรานซิสเตอร์ไว้ให้ทรานซิสเตอร์นั้นทำงานเพิ่มขึ้นได้เลยโดยไม่มีช่วงขาดหาย
**ข้อดีของวงจรขยายคลาสเอบี คือ สามารถขยายสัญญาณให้มีขนาดใหญ่ขึ้นโดยไม่มีความเพี้ยน(มีอัตราขยายสูงและไม่เพี้ยน)
**ข้อเสียของวงจรขยายคลาสเอบี คือ ต้องออกแบบให้มีการทำงานของภาคขยายสัญญาณมีสองซีกเพื่อขยายสัญญาณทั้งสองซีกคือ ซีกบวก ซีกลบ
การนำไปใช้งานจึงนิยมใช้ในงานขยายสัญาณเสียงเป็นส่วนมาก
วงจรขยายคลาส-ซี(CLASS-C AMPLIFIER)
วงจรขยายคลาส-ซี เป็นวงจรขยายที่มีจุดทำงานอยู่ต่ำกว่าจุดคัทออฟ นั่นคือวงจรขยายจะทำงานได้เมื่อสัญญาณอินพุตที่ป้อนเข้ามาสูงขึ้นจนถึงระดับหนึ่งๆวงจรขยาย จุดทำงานดังกล่าว ตั้งไว้โดยการนำแรงดันที่ตรงข้ามมาต่อไว้ให้ทรานซิสเตอร์ที่ทำหน้าที่ขยายสัญญาณทำงานแบบไบแอสกลับไว้
****
ยกตัวอย่างเช่น หากต้องการให้วงจรทำงานได้ที่สัญญาณอินพุตไฟซีกบวกที่ 2 โวลต์ การตั้งค่าโดยการนำไฟลบมาไบแอสทรานซิสเตอร์ขยายสัญญาณให้มีค่าที่ -1.2โวลต์ถึง -1.4โวลต์เป็นต้น เมื่อสัญญาณที่ป้อนเข้ามาทางอินพุตประมาณ +1.2โวลต์ถึง +1.4 บวกกับแรงดันตกคร่อมเบส-อิมิตเตอร์อีก 0.6โวลต์ ทรานซิสเตอร์ก็จะเริ่มนำกระแส(ประมาณ2โวลต์)
****
**ข้อดีของวงจรขยายคลาสซี คือ ไม่สิ้นเปลืองกระแส ให้ประสิทธิภาพการทำงานด้านขยายกำลังสูงสุดในเครื่องส่ง
**ข้อเสียของวงจรขยายคลาสซี คือ สัญญาณที่ขยายมีความเพี้ยนสูงมาก ไม่เหมาะกับการขยายสัญญาณเสียง
การใช้งานจึงนิยมใช้กับวงจรที่มีสัญญาณที่มีความถี่คงที่ เช่น วงจรกำเนิดสัญญาณความถี่สูง ภาคขยายกำลังในเครื่องส่งวิทยุ และวงจรแยกซิงค์ในทีวีเป็นต้น
การจัดคลาสการขยายจัดได้ตามการกำหนดจุดทำงานของวงจรขยาย แบ่งได้เป็น 4 แบบดังนี้
1.คลาส-เอ(CLASS A)
2.คลาส-บี(CLASS B)
3.คลาส-เอบี(CLASS AB)
4.คลาส-ซี(CLASS C)
การจัดวงจรขยายแต่ละคลาสมีจุดทำงานต่างกัน มีลักษณะการทำงานต่างกัน การใช้งานจะต้องเลือกคลาสการขยายให้เหมาะสมถูกต้อง จึงจะทำให้ขยายสมบูรณ์ และมีประสิทธฺภาพสูง
วงจรขยายคลาส-เอ(CLASS-A AMPLIFIER)
วงจรขยายคลาส-เอ เป็นวงจรขยายที่มีจุดการทำงานอยู่ในช่วงที่เรียกว่า แอกทีฟ คือ ช่วงการทำงานของทรานซิสเตอร์ที่เป็นลิเนียร์ หรือหากเปรียบเทียบก็เหมือนเครื่องยนต์ที่ทำการเร่งเครื่องพร้อมจะรับงานหนักๆได้อยู่ตลอดเวลา วงจรของขยายคลาสเอ จะมีกระแสสงบไหลตลอดเวลาเพื่อให้จุดของการทำงานมีช่วงสวิงของสัญญาณเอาท์พุตไม่ต่ำกว่าจุดคัทออฟ(การหยุดนำกระแสของภาคขยาย) เพราะวงจรขยายคลาสเอจะขยายสัญญาณทั้งซีกบวกและซีกลบของสัญญาณที่ป้อนเข้ามาทางอินพุต หรือพูดง่ายๆ ก็คือจุดทำงานอยู่ตรงกลางเส้นโหลดไลน์หรือจุดต่ำสุดของสัญญาณซีกลบ อยู่สูงกว่าระดับคัทออฟนั่นเอง แต่วงจรคลาสนี้จะมีอัตราขยายสัญญาณไม่สูงมากนัก เพราะจุดประสงค์คลาสเอ คือ จะต้องขยายสัญญาณโดยไม่ผิดเพี้ยน
** ข้อดีของวงจรขยายคลาสเอ คือ รูปสัญญาณของเอาท์พุตจะเหมือนกับอินพุตโดยไม่ผิดเพี้ยน
** ข้อเสียของวงจรขยายคลาสเอ คือ สิ้นเปลืองกระแส ทรานซิสเตอร์ทำงานตลอดเวลา อัตราการขยายต่ำ หากเป็นเครื่องขยายเสียงคลาสเอ จะร้อนมากๆ
การนำไปใช้งาน นิยมใช้ในวงจรขยายทั่วไปที่ไม่ต้องการอัตราการขยายสูงมากนัก เช่น ภาคขยายความถี่วิทยุ(ขยายRF) ทั้งวิทยุและโทรทัศน์ ภาคขยาย IF ภาคขยายวิดีโอเอาท์พุตและภาคปรีแอมป์เป็นต้น ส่วนเครื่องขยายเสียงที่เป็นแอมป์คลาสเอ ได้แก่ยี่ห้อ Mark Levinson เป็นต้น
วงจรขยายคลาส-บี (CLASS-B AMPLIFIER)
**ข้อดีของวงจรขยายคลาสบี คือ ไม่สิ้นเปลืองกระแส ขณะไม่มีสัญญาณอินพุตป้อนเข้ามา
**ข้อเสียของวงจรขยายคลาสบี คือ สัญญาณที่ขยายเกิดความเพี้้ยน(Distortion)แม้จะต่อวงจรในรูปแบบ วงจรพุช-พูล หรือ วงจรคอมพลิเมนตารี่ก็ตาม ส่วนใหญ่ไม่นิยมนำไปใช้ในงานขยายเสียง แต่นิยมนำไปใช้ขยายสัญญาณพัลซ์มากกว่า เช่น สัญญาณฮอร์ฯสแกนพัลซ์ในทีวี เป็นต้น
วงจรขยายคลาส-เอบี(CLASS-AB AMPLIFIER)
**ข้อดีของวงจรขยายคลาสเอบี คือ สามารถขยายสัญญาณให้มีขนาดใหญ่ขึ้นโดยไม่มีความเพี้ยน(มีอัตราขยายสูงและไม่เพี้ยน)
**ข้อเสียของวงจรขยายคลาสเอบี คือ ต้องออกแบบให้มีการทำงานของภาคขยายสัญญาณมีสองซีกเพื่อขยายสัญญาณทั้งสองซีกคือ ซีกบวก ซีกลบ
การนำไปใช้งานจึงนิยมใช้ในงานขยายสัญาณเสียงเป็นส่วนมาก
วงจรขยายคลาส-ซี(CLASS-C AMPLIFIER)
วงจรขยายคลาส-ซี เป็นวงจรขยายที่มีจุดทำงานอยู่ต่ำกว่าจุดคัทออฟ นั่นคือวงจรขยายจะทำงานได้เมื่อสัญญาณอินพุตที่ป้อนเข้ามาสูงขึ้นจนถึงระดับหนึ่งๆวงจรขยาย จุดทำงานดังกล่าว ตั้งไว้โดยการนำแรงดันที่ตรงข้ามมาต่อไว้ให้ทรานซิสเตอร์ที่ทำหน้าที่ขยายสัญญาณทำงานแบบไบแอสกลับไว้
****
ยกตัวอย่างเช่น หากต้องการให้วงจรทำงานได้ที่สัญญาณอินพุตไฟซีกบวกที่ 2 โวลต์ การตั้งค่าโดยการนำไฟลบมาไบแอสทรานซิสเตอร์ขยายสัญญาณให้มีค่าที่ -1.2โวลต์ถึง -1.4โวลต์เป็นต้น เมื่อสัญญาณที่ป้อนเข้ามาทางอินพุตประมาณ +1.2โวลต์ถึง +1.4 บวกกับแรงดันตกคร่อมเบส-อิมิตเตอร์อีก 0.6โวลต์ ทรานซิสเตอร์ก็จะเริ่มนำกระแส(ประมาณ2โวลต์)
****
**ข้อดีของวงจรขยายคลาสซี คือ ไม่สิ้นเปลืองกระแส ให้ประสิทธิภาพการทำงานด้านขยายกำลังสูงสุดในเครื่องส่ง
**ข้อเสียของวงจรขยายคลาสซี คือ สัญญาณที่ขยายมีความเพี้ยนสูงมาก ไม่เหมาะกับการขยายสัญญาณเสียง
การใช้งานจึงนิยมใช้กับวงจรที่มีสัญญาณที่มีความถี่คงที่ เช่น วงจรกำเนิดสัญญาณความถี่สูง ภาคขยายกำลังในเครื่องส่งวิทยุ และวงจรแยกซิงค์ในทีวีเป็นต้น