Am discutat deja despre clasele și clasificările amplificatoarelor de putere în articolele noastre anterioare. Circuitele amplificatorului de putere sunt utilizate pentru a furniza o putere mare pentru a conduce sarcinile precum difuzoarele. Amplificatoarele de putere sunt clasificate în funcție de modul lor de funcționare, care este porțiunea ciclului de intrare în timpul căreia este de așteptat să curgă curentul colectorului. Pe această bază, amplificatoarele de putere sunt clasificate după cum este prezentat mai jos. În acest articol, vom discuta în detaliu despre amplificatorul de clasă A.
- Amplificator de putere de clasa A.
- Amplificator de putere de clasa B.
- Amplificator de putere Clasa C.
- Amplificator de putere clasa AB
- Amplificatoare de putere Clasa D, E, G, S, T. (Amplificatoare de putere comutatoare)
În general, amplificatoarele de putere (semnal mare) sunt utilizate în etapele de ieșire ale unui sistem de amplificare audio pentru a conduce o încărcare a difuzoarelor. Un difuzor tipic are o impedanță între 4Ω și 8Ω, astfel un amplificator de putere trebuie să fie capabil să furnizeze curenții de vârf ridicați necesari pentru acționarea difuzorului cu impedanță mică.
Amplificator de putere Clasa A
În amplificatorul de clasă A, dacă curentul colectorului curge tot timpul în timpul ciclului complet al semnalului de intrare, amplificatorul de putere este cunoscut sub numele de amplificator de putere de clasă A. Este mai puțin utilizat pentru trepte de putere mai mari, deoarece are o eficiență slabă.
Scopul prejudecății de clasă A este de a face amplificatorul relativ liber de zgomot, făcând forma de undă a semnalului din regiunea cuprinsă între 0v și 0,6v, unde caracteristica de intrare a tranzistorului este neliniară.
Designul amplificatorului de clasă A produce un amplificator liniar bun, dar cea mai mare parte a puterii produse de amplificatorul pierde risipa sub formă de căldură. Întrucât tranzistoarele din amplificatorul de clasă A sunt polarizate permanent tot timpul, puțini curenți vor circula prin ele, chiar dacă nu există semnal de intrare și acesta este motivul principal al eficienței sale slabe. Schema circuitului amplificatorului de putere cuplat direct clasa A este prezentat în figura de mai jos.
Amplificator cuplat transformator clasa A.
Circuitul prezentat mai sus este un amplificator de clasă A cuplat direct. Un amplificator în care sarcina este cuplată la ieșirea de tranzistorul utilizarea unui transformator se numește amplificator cuplat direct.
Folosind tehnica de cuplare a transformatorului, eficiența unui amplificator poate fi îmbunătățită într-o mare măsură. Transformatorul de cuplare asigură o potrivire bună a impedanței între sarcină și ieșire și este principalul motiv pentru eficiența îmbunătățită.
În general, curentul curge prin sarcina rezistivă a colectorului, acest lucru va provoca irosirea puterii de curent continuu din acesta. Ca rezultat, această putere de curent continuu s-a disipat în sarcină sub formă de căldură și nu contribuie la nicio putere de curent alternativ.
Prin urmare, nu este recomandabil să treceți curentul direct prin dispozitivul de ieșire (ex: difuzor).
Din acest motiv, un aranjament special realizat prin utilizarea unui transformator adecvat pentru cuplarea sarcinii la amplificator așa cum este dat în circuitul de mai sus.
Circuitul are rezistențele divizoare potențiale R1 și R2, rezistența de polarizare și bypass emițător Re, utilizată pentru stabilizarea circuitului. Condensatorul de bypass al emițătorului și rezistorul emițătorului Re sunt conectați paralel pentru a preveni tensiunea de curent alternativ.
Condensatorul de intrare Cin ( Condensator de cuplare ) folosit pentru a cupla tensiunea semnalului de intrare AC la baza tranzistorului și blochează DC de la etapa anterioară.
LA transformator pas cu pas prevăzut cu un raport de rotație adecvat pentru a cupla colectorul de impedanță mare la o sarcină de impedanță mică.
Potrivirea prin impedanță a amplificatorului de clasă A.
Potrivirea impedanței se poate face făcând impedanța de ieșire a amplificatorului egală cu impedanța de intrare a sarcinii. Acesta este un principiu important pentru transferul puterii maxime (în conformitate cu teorema transferului puterii maxime).
Aici potrivirea impedanței poate fi realizată prin selectarea numărului de spire ale primarului, astfel încât impedanța sa netă să fie egală cu impedanța de ieșire a tranzistorului și selectarea numărului de spire ale secundarului, astfel încât impedanța sa netă să fie egală cu impedanța de intrare a difuzorului.
Caracteristici de ieșire ale amplificatorului de putere de clasă A.
Din figura de mai jos, putem observa că punctul Q este plasat exact în centrul liniei de sarcină AC și tranzistorul conduce pentru fiecare punct din forma de undă de intrare. Eficiența teoretică maximă a unui amplificator de putere de clasă A este de 50%.
Caracteristici de ieșire a amplificatorului de putere clasa A - Linie de încărcare AC
În practică, cu cuplajul capacitiv și sarcinile inductive (difuzoare), eficiența poate scădea cu până la 25%. Aceasta înseamnă că 75% din puterea consumată de amplificator de pe linia de alimentare este irosită.
Majoritatea puterii irosite se pierde într-o formă de căldură pe elementele active (tranzistor). Ca urmare, chiar și un amplificator de putere de clasă A cu putere moderată necesită o sursă de alimentare mare și un radiator mare.
Avantajele și dezavantajele amplificatorului de clasă A cuplat direct
Folosim amplificatoarele de putere în diferite scopuri, în funcție de constrângere. Fiecare amplificator de putere de clasă are propriile sale avantaje și dezavantaje, conform fiabilității și eficienței sale.
Avantajele amplificatorului de clasă A.
- Are o fidelitate ridicată datorită replicii exacte a unui semnal de intrare.
- A îmbunătățit răspunsul de înaltă frecvență, deoarece dispozitivul activ este pornit cu normă întreagă, adică nu este nevoie de timp pentru a porni dispozitivul.
- Nu există distorsiuni încrucișate, deoarece dispozitivul activ conduce pentru întregul ciclu al semnalului de intrare.
- Configurația cu un singur capăt poate fi realizată ușor și practic în amplificatorul de clasă A.
Dezavantaje ale amplificatorului de clasă A.
- Datorită sursei mari de energie și a radiatorului, amplificatorul de clasă A este costisitor și voluminos.
- Are o eficiență slabă.
- Datorită cuplajului transformatorului, răspunsul în frecvență nu este la fel de bun.
Aplicații ale amplificatorului de clasă A.
- Amplificatorul de clasă A este mai potrivit pentru sistemele muzicale în aer liber, deoarece tranzistorul reproduce întreaga formă de undă audio fără a întrerupe vreodată. Ca urmare, sunetul este foarte clar și mai liniar, adică conține niveluri mult mai mici de distorsiuni.
- Sunt de obicei foarte mari, grele și produc aproape 4-5 wați de energie termică pe un watt de ieșire. Prin urmare, acestea sunt foarte fierbinți și au nevoie de multă ventilație. Deci nu sunt deloc ideale pentru o mașină și rareori acceptabile într-o casă.
Sper să vă placă tuturor acestui articol. Pentru orice întrebări, sugestii sau Ultimele proiecte electronice informații, vă rugăm să comentați mai jos. Apreciem întotdeauna sugestiile dumneavoastră.
