Ja hem comentat, el classes i classificacions dels amplificadors de potència als nostres articles anteriors. Els circuits d'amplificació de potència s'utilitzen per proporcionar una alta potència per conduir les càrregues com els altaveus. Els amplificadors de potència es classifiquen en funció del seu mode de funcionament que és la part del cicle d’entrada durant la qual s’espera que flueixi el corrent del col·lector. Sobre aquesta base, els amplificadors de potència es classifiquen a continuació. En aquest article, parlarem sobre l’amplificador de classe A amb detall.
- Amplificador de potència de classe A.
- Amplificador de potència de classe B.
- Amplificador de potència de classe C.
- Amplificador de potència de classe AB
- Amplificadors de potència de classe D, E, G, S, T. (Amplificadors de potència de commutació)
Generalment, els amplificadors de potència (senyal gran) s’utilitzen a les etapes de sortida d’un sistema d’amplificació d’àudio per conduir una càrrega d’altaveus. Un altaveu típic té una impedància d’entre 4 Ω i 8 Ω, per tant, un amplificador de potència ha de poder subministrar els corrents de pic elevats necessaris per accionar l’altaveu de baixa impedància.
Amplificador de potència de classe A.
A l'amplificador de classe A, si el corrent del col·lector flueix tot el temps durant el cicle complet del senyal d'entrada, l'amplificador de potència es coneix com a amplificador de potència de classe A. S’utilitza menys per a etapes de potència més elevades, ja que té una eficiència deficient.
El propòsit del biaix de classe A és fer que l’amplificador sigui relativament lliure de soroll fent que la forma d’ona del senyal sorti de la regió entre 0v i 0,6v, on la característica d’entrada del transistor no és lineal.
El disseny de l’amplificador de classe A produeix un bon amplificador lineal, però la major part de la potència que produeix l'amplificador es malgasta en forma de calor. Atès que els transistors de l’amplificador de classe A estan esbiaixats cap endavant tot el temps, hi passarà poc corrent tot i que no hi hagi cap senyal d’entrada i aquest és el motiu principal de la seva eficiència deficient. La figura següent mostra el diagrama de circuits de l’amplificador de potència de classe A acoblat directe.
Amplificador de classe A. acoblat per transformador
El circuit que es mostra a sobre és un amplificador de classe A. acoblat directament. Un amplificador on la càrrega està acoblada a la sortida de el transistor utilitzar un transformador s’anomena amplificador d’acoblament directe.
Mitjançant la tècnica d’acoblament del transformador, es pot millorar en gran mesura l’eficiència d’un amplificador. El transformador d’acoblament proporciona una bona combinació d’impedància entre la càrrega i la sortida, i és el motiu principal de la millora de l’eficiència.
Generalment, el corrent flueix a través de la càrrega resistiva del col·lector, això provocarà el malbaratament de la potència de corrent continu. Com a resultat, aquesta potència de CC es va dissipar a la càrrega en forma de calor i no aporta cap potència de sortida.
Per tant, no és recomanable passar el corrent directament pel dispositiu de sortida (per exemple: altaveu).
Per aquest motiu, es fa una disposició especial mitjançant l'ús d'un transformador adequat per acoblar la càrrega a l'amplificador tal com s'indica al circuit anterior.
El circuit té les resistències divisores de potencial R1 i R2, de polarització i de resistència de derivació de l’emissor Re, que s’utilitzen per a l’estabilització del circuit. El condensador de derivació de l’emissor CE i la resistència de l’emissor Re es connecten paral·lelament per evitar la tensió de corrent altern.
El condensador d’entrada Cin ( Condensador d'acoblament ) s’utilitza per acoblar el voltatge del senyal d’entrada de CA a la base del transistor i bloqueja el corrent continu de l’etapa anterior.
A transformador de baixada proveït d’una relació de gir adequada per acoblar el col·lector d’alta impedància a una càrrega d’impedància baixa.
Coincidència d’impedància de l’amplificador de classe A.
Coincidència d’impedància es pot fer fent que la impedància de sortida de l'amplificador sigui igual a la impedància d'entrada de la càrrega. Aquest és un principi important per a la transferència de potència màxima (d'acord amb el teorema de la transferència de potència màxima).
Aquí la correspondència d’impedància es pot aconseguir seleccionant el nombre de voltes de la primària de manera que la seva impedància neta sigui igual a la impedància de sortida del transistor i seleccionant el nombre de voltes de la secundària de manera que la seva impedància neta sigui igual a la impedància d’entrada de l’altaveu.
Característiques de sortida de l'amplificador de potència de classe A.
A la figura següent, podem observar que el punt Q es situa exactament al centre de la línia de càrrega de CA i que el transistor condueix per a cada punt de la forma d'ona d'entrada. L’eficiència màxima teòrica d’un amplificador de potència de classe A és del 50%.
Característiques de sortida de l’amplificador de potència de classe A: línia de càrrega de CA.
A la pràctica, amb l'acoblament capacitiu i les càrregues inductives (altaveus), l'eficiència pot disminuir fins al 25%. Això significa que es perd el 75% de la potència consumida per l'amplificador des de la línia de subministrament.
La major part de l'energia que es malgasta es perd en forma de calor sobre els elements actius (transistor). Com a resultat, fins i tot un amplificador de potència de classe A de potència moderada requereix una font d’alimentació gran i un dissipador de calor gran.
Avantatges i desavantatges de l'amplificador de classe A directament acoblat
Utilitzem els amplificadors de potència per a diversos propòsits, depenent de la restricció. Tots els amplificadors de potència de classe tenen els seus propis avantatges i desavantatges segons la seva fiabilitat i eficiència.
Avantatges de l'amplificador de classe A.
- Té alta fidelitat a causa de la rèplica exacta de sortida d’un senyal d’entrada.
- Ha millorat la resposta a alta freqüència perquè el dispositiu actiu està ENC. A temps complet, és a dir, no es necessita temps per engegar el dispositiu.
- No hi ha distorsió creuada perquè el dispositiu actiu condueix durant tot el cicle del senyal d'entrada.
- La configuració d'un sol extrem es pot realitzar fàcilment i pràcticament a l'amplificador de classe A.
Desavantatges de l'amplificador de classe A.
- A causa de la gran font d'alimentació i dissipador de calor, l'amplificador de classe A és costós i voluminós.
- Té poca eficiència.
- A causa de l'acoblament del transformador, la resposta en freqüència no és tan bona.
Aplicacions de l'amplificador de classe A.
- L'amplificador de classe A és més adequat per a sistemes musicals a l'aire lliure, ja que el transistor reprodueix tota la forma d'ona d'àudio sense haver de tallar mai. Com a resultat, el so és molt clar i més lineal, és a dir, conté nivells de distorsió molt més baixos.
- Solen ser molt grans, pesats i produeixen prop de 4-5 watts d’energia calorífica per cada watt de producció. Per tant, fan molta calor i necessiten molta ventilació. Per tant, no són gens ideals per a un cotxe i poques vegades són acceptables a casa.
Espero que a tots us agradi aquest article. Per a qualsevol consulta, suggeriment o Últims projectes electrònics informació, si us plau comenteu a continuació. Sempre agraïm els vostres suggeriments.
