استفاده از طرح های مداری چند طبقه جهت حفظ پایداری تقویت کننده های گوشی (هدفون) در صورت تغییرات گسترده بارها

با توجه به تغییرات در نوع کارکرد، مقادیر ولتاژ و دما، تقریبا اکثر تقویت کننده ها به صورت حلقه فیدبک منفی طراحی شده اند تا ضمن کاهش اثرات ناشی از این تغییرات، پایداری تقویت کننده نیز حفظ شود. به علاوه از تقویت کننده های چند طبقه با بهره حلقه باز بالا برای تغذیه هدفون در تجهیزات الکترونیکی قابل حمل استفاده می شود. با توجه به تعداد زیاد تولید کنندگان هدفون، تقویت کننده های هدفون در معرض تغییرات گسترده در مقادیر بارهای خازنی و مقاومتی هستند که پایداری تقویت کننده را به چالش می اندازند. این تحقیق به طراحی و تحلیل طرح های تقویت کننده دو طبقه (فیدبک های گیت مشترک) و سه طبقه (ترمیم تطبیق امپدانس) می پردازد که جهت حفظ پایداری تقویت کننده گوشی تحت تاثیر تغییرات بار به کار گرفته می شوند. یک زمینه تحقیق مورد توجه و ویژه، پورت خروجی تجهیزات الکترونیکی جهت استفاده از هدفون است. در حالی که پورت خروجی وسایل الکترونیکی جهت نصب هدفون، معمولاً برای تحویل صداهای با کیفیت برای انواع مختلفی از هدفون ها طراحی می شود، بعضی مصرف کنندگان امروز انتظار دارند دستگاهشان قادر به وصل شدن به ورودی های مختلف دیگر تجهیزات، دستگاه های پخش صوتی و تصویری اتومبیل و گیرنده های صوتی باشند. این امر به لحاظ فنی یعنی این که دستگاه الکترونیکی دارای پورت خروجی جهت نصب هدفون، دارای تقویت کننده هدفونی باشد که بتواند بدون کاهش کیفیت صوتی با تنوع وسیعی از بارها کار کند. به دلیل نیاز به بهره حلقه باز زیاد، تقویت کننده هدفون با طرح چند طبقه ای در وسایل الکترونیکی جدید طراحی و به کار گرفته می شوند. داشتن بهره بالای حلقه باز، برای کاهش رفتار غیرخطی طیف فرکانسی صدا، در تقویت کننده با حلقه فیدبک منفی ضروری می باشد. همه تقویت کننده های هدفون مدرن جهت حفظ عملکرد خوب خود از فیدبک منفی برای کاهش اثرات تغییر نوع کارکرد، تغییر ولتاژ و دما استفاده می کنند. در حالی که استفاده از فیدبک منفی تقویت کننده را در مقابل تغییرات نوع کارکرد، تغییر ولتاژ و دما مقاوم می سازد، اما مشکلاتی برای پایداری تقویت کننده ایجاد می کند. به این دلیل طراحان مدارات الکترونیکی تکنیک های جبران سازی متنوعی برای حفظ پایداری تقویت کننده های چند طبقه ای با بهره بالا و با فیدبک منفی طراحی کرده اند. البته این طرح های پیشنهادی در کاربردهای با تغییرات بار با محدودیت همراه هستند. هدف طراحی ساخت پورت خروجی جهت نصب هدفون بسیار سازگار با دیگر وسایل الکترونیکی با استفاده از تقویت کننده چند طبقه ای است که در مقابل گستره وسیعی از بارها مقاوم باشد، اما تاکنون هیچ طرح تقویت کننده پایداری که بتواند تغییرات نامحدود بار را بپذیرد ارائه نشده است. بنابراین برای این که این مشکل عملی تر بیان شود، ما نیاز به معرفی انواع مختلف بارها داریم که تقویت کننده هدفون در تجهیزات مدرن با آن ها روبرو می شوند. بخش بعدی به بیان چگونگی تغییرات بار و معیارهای سنجش عملکرد می پردازد که در طراحی تقویت کننده مد نظر قرار خواهند گرفت. مدارهای دو طبقه قادر به فراهم کردن مقدار بهره متناسب با تقویت کننده های صوتی نمی باشند اما در تقویت کننده سه طبقه تطبیق امپدانس می توان به مدل پایداری دست یافت.