Què és un amplificador push-pull: diagrama de circuits i el seu principi de funcionament

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Quan va augmentar la necessitat de comunicació d'àudio de llarga distància, es va crear la necessitat d'augmentar l'amplitud dels senyals elèctrics per transmetre'ls a llargues distàncies. Departaments com el telèfon i la telegrafia, la transmissió a doble cara, etc. van adoptar diversos mètodes per ampliar els senyals, però els resultats van continuar sent insatisfactoris. Va ser cap a l'any 1912 que el món es va introduir per primera vegada a la Amplificadors . Es tracta de dispositius que es poden amplificar per augmentar la potència d’un senyal d’entrada. En els primers amplificadors, tubs de buit es van utilitzar que després van ser substituïts per transistors als anys seixanta. Hi ha molts tipus d'amplificadors basats en els circuits actius utilitzats per dissenyar-los, en funció del seu funcionament, etc. Un amplificador de potència està dissenyat per augmentar la potència disponible per a la càrrega. L’amplificador push-pull és un dels amplificadors de potència.

Què és un amplificador Push-pull?

L’amplificador push-pull és un tipus d’amplificador de potència. Conté un parell de dispositius actius, com ara un parell complementari de transistors . Aquí un subministrament de transistors és la potència de la càrrega de la font d’alimentació positiva i l’altre dissipador el corrent de la càrrega a terra.




Aquests amplificadors són més eficients que els amplificadors de classe A. Els transistors presents en aquest amplificador són antifàsics. La diferència entre les sortides d’aquests dos transistors ve donada per la càrrega. S’eliminen els harmònics d’ordre parell presents al senyal. Aquest mètode redueix la distorsió present en el senyal a causa de components no lineals.

Aquests amplificadors s’anomenen amplificadors push-pull perquè aquí un dels transistors empeny el corrent en una direcció mentre que l’altre pull és el corrent en una altra direcció. A l'amplificador push-pull, un transistor funciona durant la meitat positiva del cicle del senyal, mentre que l'altre funciona durant la meitat negativa.



Esquema de connexions

El circuit de l'amplificador Push-pull conté dos transistors, un transistor NPN i un transistor PNP, com a dispositius actius. Aquests transistors són anti-fases. Un transistor es polaritza cap endavant durant el mig cicle positiu del senyal, mentre que l'altre durant la meitat negativa del cicle. Per dividir el senyal d'entrada en dos senyals idèntics desfasats de 180 graus, s'utilitza un transformador d'acoblament T1 centrat a la font de l'amplificador.

Aquest amplificador es pot construir en diferents configuracions, com ara amplificadors Push-pull de classe A, classe B i classe AB. Els circuits dissenyats per a aquestes classes són diferents.


Diagrama de circuits per a un amplificador push-pull de classe A

L’amplificador de classe A conté dos transistors idèntics Q1 i Q2. Els terminals emissors d’aquests dos transistors estan connectats entre si. Els resistors R1 i R2 s’utilitzen per polaritzar els transistors. Un transistor ha de ser esbiaixat cap endavant durant el mig cicle positiu del senyal, mentre que l’altre durant el mig cicle negatiu.

Amplificador Push-Pull de classe A

amplificador push-pull-class

Els terminals col·lectors d’aquests dos transistors estan connectats als dos extrems del bobinatge primari del transformador de sortida T2. Els extrems de base d’aquests dos transistors estan connectats al bobinatge secundari del transformador d’entrada T1. La font d'alimentació està connectada entre la presa central de la primària de T2 i la unió de l'emissor de la Q1, Q2.

La càrrega està unida al secundari del transformador T2. El corrent en repòs de Q1 i Q2 flueix en sentit contrari a través de les meitats del primari de T2. Això anul·la la saturació magnètica del circuit.

Diagrama de circuits per a l’amplificador push-pull de la classe B.

No hi ha resistències de polarització R1 i R2 a l'amplificador de classe B. Aquí els dos transistors estan esbiaixats en els punts de tall. Els transistors no consumeixen cap energia durant les condicions ideals. Per tant, l’eficiència de l’amplificador Push-pull de la classe B és superior a l’amplificador Push-pull de la classe A.

Diagrama de circuits de l'amplificador push-pull de la classe AB

Aquest circuit és similar a l’amplificador Push-pull de classe A. Però, a diferència de la classe A de la classe AB, els valors de resistència de polarització se seleccionen de manera que els transistors Q1 i Q2 es polaritzin just per sobre del tall de tensions. Aquesta disposició redueix el temps durant el qual els transistors estaran simultàniament APAGATS. Per tant, la distorsió creuada es redueix a l'amplificador de classe AB.

Funcionament de l'amplificador push-pull

L'etapa de sortida d'aquest amplificador pot conduir el corrent en ambdues direccions a través de la càrrega. Conté dos transistors anti-fases Q1 i Q2. El transformador d’acoblament d’entrada T1 divideix el senyal d’entrada en dues meitats idèntiques, cada 180 graus desfasats. Un transistor es polaritza cap endavant durant el semicicle positiu i passa el corrent. L'altre transistor es manté polaritzat al revés durant el mig cicle positiu. Aquesta condició s'inverteix quan s'aplica el mig cicle negatiu als transistors.

Els corrents del col·lector I1 i I2 de Q1 i Q2 flueixen en la mateixa direcció a través de les meitats corresponents del primari del transformador T2. Això indueix una sortida amplificada del senyal d’entrada a la secundària del transformador T2. Per tant, el corrent secundari de T2 és la diferència entre els corrents del col·lector dels transistors.

Avantatges

La sortida de l'amplificador Push-pull és la diferència entre els corrents del col·lector dels dos transistors. Això elimina els harmònics de la sortida. Aquest mètode també redueix la distorsió. L’amplificador de classe B té una alta eficiència i pot funcionar en condicions d’alimentació limitades. L’amplificador de classe B té circuits senzills i la seva sortida no conté ni harmònics. La distorsió creuada es redueix en els amplificadors de classe AB.

Aplicacions

Algunes de les aplicacions dels amplificadors push-pull són les següents:

  • Aquests amplificadors s’utilitzen en sistemes de RF.
  • En els sistemes digitals, aquests amplificadors s’utilitzen pel seu baix cost i el seu disseny més reduït.
  • S'utilitzen per a l'amplificació d'àudio a TV, telèfons mòbils i ordinadors.
  • En sistemes de comunicació de llarga distància on es requereix una distorsió baixa, s’utilitzen aquests amplificadors.
  • S’utilitzen amb altaveus.
  • Per a l'amplificació de senyals de radiofreqüència.
  • En els sistemes electrònics de potència s’utilitzen amplificadors push-pull.

Preguntes freqüents

1). Per què s’anomena amplificador Push-pull?

Aquest amplificador té dos transistors al circuit. Un dels transistors empeny el corrent cap a la sortida durant el mig cicle positiu del senyal d’entrada L’altre transistor arrossega el corrent cap a la sortida durant el semicicle negatiu del senyal d’entrada.

2). Què és un amplificador push-pull gratuït?

L’ús d’un transformador fa que el disseny de l’amplificador push-pull sigui voluminós. Per eliminar aquest desavantatge, a l’etapa d’entrada de l’amplificador Push-pull s’utilitzen dos transistors, un NPN i un PNP, que són complementaris entre si. Aquest disseny es coneix com a amplificador push-pull complementari.

3). Què és Push-pull?

L'etapa de sortida push-pull està dissenyada mitjançant dos transistors complementaris que subministren alternativament la càrrega actual i absorbeixen el corrent de la càrrega.

4). Per què s'utilitza l'amplificador Push-pull?

Normalment es prefereix un amplificador push-pull per amplificar els senyals sense distorsió.

5). Quin amplificador té la màxima eficiència?

L’amplificador push-pull de la classe B té l’eficiència més alta del 78,9%.

A més dels transistors, també s’utilitzen tubs de buit com a elements actius d’aquests amplificadors. Avui en dia transformadors s'utilitzen molt rarament a la fase de sortida dels amplificadors. En el push-pull simètric, cada parell de sortida es reflecteix en l’altre. Aquí el NPN d'una meitat es reflecteix amb el PNP de l'altra. De la mateixa manera, hi ha Push-pull de llei quadrada quasi simètrica, super simètrica, en funció dels seus circuits de sortida. Aquí teniu una pregunta, quina és la funció principal d’un amplificador?