YÜKSELTEÇLER-6
NON LINEAR (DOĞRUSAL OLMAYAN) RF GÜÇ YÜKSELTEÇLERİ:
B SINIFI YÜKSELTEÇ
B sınıfı yükselteçler girişine uygulana sinyalin ancak 1800 lik kısmını iletirler. İletimde olmadıkları sürece herhangi bir kollektör akımı akmaz. Bu durumda çıkış dalga şekli yarım dalga doğrultucunun çıkış dalga şekli gibidir.




Çıkışta oluşan bu dalga şekli çok sayıda harmonik içerir. (Harmonik konusunu geçen ay açıklamaya çalışmıştım.) Bu tür bir yükseltecin çıkışına uygun bir filitre takıldığında istediğimiz frekansta çıkış elde ederiz. Burada aklınıza bir soru gelebilir. Yükseltecin çıkışındaki sinyal sinüs değildi. Yükseltecin çıkışındaki filitrenin çıkışında sinüs dalga şekli mi oluyor? Evet. Çünkü bu filitreler LC devrelerinden oluşur. Burada bir konu çok önemlidir. Yükseltecin girişine uygulanan sinyalin frekansı (ana frekans) yükseltecin çıkışında bu frekansın katlarının oluşacağı unutulmamalıdır. Bu nedenle kullanılacak LC devresinin frekansı da bu frekanslardan biri olmalıdır. Burada kullanılan filtreler basit bir LC devresi olabileceği gibi karmaşık LC devreleri de olabilir. Eğer geniş bantlı bir yükselteç kullanacaksak LC devresinin adına bant geçiren filtre demek daha doğru olacaktır.
Yukarda ki devrenin çıkış akımı Ic nın matemetiksel karşılığını ancak Fourier transformunu kullanarak yazabiliriz. Fakat işi uzatmadan sonuç formülü:
Io= Imax /pi + ((Imax/2pi) cos wt) - ((2/3pi) cos2wt) + ((2/15pi) cos 4wt) + ..........

Yukarıdaki formül enteresan sonuçlar içermektedir. Bu formülü incelersek:
Sadece 1800 si geçirilen bir sinüsün Imax /pi transitörden geçen DC akım Imax ın 1/pi si kadardır. ((Imax/2pi) cos wt) temel frekansı içeren dalganın akım karşılığı Imax/2 dir. Tek sayılı harmonik frekanslar yoktur.
Ayrıca ikinci harmoniğin genliği ana frekansın genliğinin 7dB altındadır. Dördüncü harmoniğin genliği ana frekansın genliğinin 21dB altındadır. Bu devre için diğer formüller ise:
Harcanan toplam DC güç;
Pdc= (Vcc * Imax) / pi
Ana frekan için çıkış gücü:
Po= (I2max * RL') / 4
Devrenin maksimum verimi:
Verim= 785%
Transistör üzerinde harcanan güç yada transistörü ısıtan güç:
Pdmax= (Vcc * 2 * Imax) / pi2
Pdmax= Pomax * (4 / pi2)
Yani çıkış gücünün yaklaşık 41% kadarı transistör üzerinde harcanmaktadır. Örneğin çıkış gücü 20W olan B sınıfı bir yükseltecin çıkış transistörü üzerinde yaklaşık 8.2W harcanmaktadır.
B sınıfı yükselteçlerde ana harmoniğin dışında farkı frekanslar elde etmek için pek tercih edilmez. Üst harmonikler için giriş sinyalinin yükselteç tarafından geçirilen açılarını uygun şekilde ayarlamak gereklidir. Bu ayarlamayı transistörün bayasını değiştirerek yaparız. Bununla ilgili bir tabloyu daha altlarda göreceksiniz. B sınıfı yükselteçlerin tercih edilmesinin bir nedeni de tek sayını harmonikler olmadığı için devrenin verimi artmaktadır.
C SINIFI YÜKSELTEÇ
Eğer B sınıfı yükselteçte kullandığımız transistörden daha fazla güç ve daha fazla tepe akımları istersek C sınıfı yükselteç kullanmak durumundayız. C sınıfı yükseltecin çalışma biçimini daha önceki sayılarda anlatmıştım. Kısaca özetleyecek olursam devrenin bayaslaması giriş sinyali yok iken sıfırdır. Girişe sinyal uyguladığımızda bu sinyalin ancak küçük bir parçası (00 dereceden büyük 1800 den küçük) transistörü iletime sokabiliyordu. Devrenin verimi diğer yükselteçlere göre yüksek idi.


Yukarıdaki devreyi fazlaca anlatmaya gerek yok. Giriş sinyalinin ancak bir parçasını ileten bir devre.


Sinüsün yükseltilen parçasına Ø adı verelim ve devre ile ilgili birkaç açıklayıcı formül yazalım.
Ic= Ip * cosw0t
Her hangi bir anda ki kollektör akımını vermektedir. Burada cosw0t 900 olduğunda yani sinyalin tepe değerlerinde Ic= Ip olur.
Yukarıdaki formüldeki cosw0t sinüs parçası Ø olup 00 dereceden büyük 1800 dereceden küçüktür.
Kolllektör akımının DC bileşeni:
Idc= (Ip /pi) * Sin (Ø/2)
Örneğin Ø değerine pi koyarsak B sınıfı yükseltecin Idc değerini buluruz.
Her harmonik için o harmoniğin genliğini In/Ip oranı olarak veren formül: (burada In istediğimiz harmonik oluyor.)
In/Ip= ((sin(n-1) * Ø/2) / (n-1) * pi) + ((sin(n+1) * Ø/2) / (n+1) * pi)
Biraz uzunca bir formül ama sadece bilgi olarak verdim.
Aşağıdaki tablo bazı iletim açıları için In/Ip oranını ya da kollektör akımının ne kadarının seçilen harmoniğe ait kollektör akımı olduğunu vermektedir.


Formüllere devam edelim. Transistörün besleme kaynağından çektiği güç;
Pdc= Vcc * Idc yada
Pdc= Vcc * (Ip * (sin * Ø/2) / pi)
İstenilen harmonik için çıkış gücü;
Po= ((Vcc * Ip) / (4 * pi)) * (Ø + Sin Ø)

En uygun yük direnci;
RL= (2 pi * Vcc) / (Ø + Sin Ø)
Devrenin verimi;
Verim= 025 *( (Ø + Sin Ø) / (Sin Ø/2)) * 100%
Transistörlü C sınıfı yükselteçler orta ve düşük güçlü AM güç yükselteci olarak rahatça kullanılabilinir. Yüksek güçlü yükselteçler için B sınıfı daha iyi bir alternatiftir.