em eletrônica, o amplificador é o dispositivo de circuito mais comumente usado com enormes possibilidades de Aplicação. In Audio related electronics pre-amplifier and power amplifiers are two different types of amplifier systems which are used for sound amplification related purposes. Mas, além deste propósito específico de aplicação, existem enormes diferenças em vários tipos de amplificadores, principalmente em Amplificadores de potência., Então aqui vamos explorar diferentes classes de amplificadores, juntamente com suas vantagens e desvantagens.
classificações de amplificadores que utilizam letras
classes de amplificadores são a identidade do desempenho e das características do amplificador. Diferentes tipos de amplificadores de potência dão respostas diferentes ao passar a corrente através deles. De acordo com as suas especificações, aos amplificadores são atribuídas diferentes letras ou alfabetos que representam as suas classes. Existem diferentes classes de amplificadores a partir de A, B, C, AB, D, E, F, T etc., Outras Classes são amplificadores modernos que usam topologias de comutação e técnica PWM (modulação de largura de pulso) para conduzir a carga de saída. Às vezes, versão melhorada das classes tradicionais é atribuída uma letra para classificá-las como uma classe diferente de amplificador, como amplificador de classe G é uma classe Amplificadora modificada de Classe B ou amplificador de classe AB.
Classes do amplificador representam a proporção do ciclo de entrada quando a corrente é passada através do amplificador., O ciclo de entrada é o ângulo de condução derivado da condução da onda sinusoidal na entrada do amplificador. Este ângulo condutor é altamente proporcional com os amplificadores no tempo durante um ciclo completo. Se o amplificador estiver sempre ligado durante um ciclo, o ângulo de condução será de 360 graus. Então, se um amplificador fornece ângulo de condução de 360 graus, então o amplificador usou sinal de entrada completo e o elemento ativo conduzido através do período de tempo de 100% de um ciclo sinusoidal completo.,
abaixo, vamos demonstrar classes tradicionais de amplificadores de potência que variam de classe A, B, AB e C, e também demonstrar amplificador de classe D que é amplamente utilizado em projetos de comutação. Estas classes não são usadas apenas em Amplificadores de potência, mas também em circuitos de Amplificadores de áudio.
Amplificador de classe A
amplificador de classe A é um amplificador de alto ganho com alta linearidade. No caso de amplificador de classe A, O ângulo de condução é de 360 graus. Como dissemos acima, um ângulo de condução de 360 graus significa que o dispositivo amplificador permanece ativo durante todo o tempo e usa um sinal de entrada completo., Na imagem abaixo é mostrado um amplificador de classe ideal.
Como podemos ver na imagem, existe um elemento activo, um transistor. O viés do transistor permanece sempre ligado. Devido a este recurso nunca desligar,Classe A amplificador fornece melhor frequência alta e estabilidade de loop de feedback. Para além destas vantagens, o amplificador de classe A é fácil de construir com um componente de dispositivo único e um número mínimo de peças.
apesar das vantagens e da alta linearidade, certamente, tem muitas limitações., Devido à natureza condutora contínua, o amplificador de classe A introduz a perda de alta potência. Além disso, devido à alta linearidade, amplificador de classe A fornece distorção e ruídos. A fonte de alimentação e a construção de viés precisam de uma seleção cuidadosa de componentes para evitar ruído indesejado e minimizar a distorção.por causa da perda de alta potência no amplificador de classe A, emite calor e requer maior espaço de dissipador de calor. A eficiência é muito pobre em amplificadores de classe A, teoricamente, a eficiência varia entre 25% e 30% se usada com a configuração usual., A eficiência pode ser melhorada usando a configuração de acoplamento indutivo, mas a eficiência, nesse caso, não é superior a 45-50%, portanto, é apenas adequado para fins de amplificação de baixo nível de sinal ou baixo nível de potência.
Amplificador de Classe B
o amplificador de Classe B é um pouco diferente da classe A. é criado usando dois dispositivos ativos que conduzem metade do ciclo real, ou seja, 180 graus do ciclo. Dois dispositivos fornecem unidade de corrente combinada para a carga.
na imagem acima, foi mostrada uma configuração ideal de amplificador de classe B., Consiste em dois dispositivos ativos que se movem um a um durante o meio ciclo positivo e negativo da onda sinusoidal e, assim, o sinal é empurrado ou puxado para o nível amplificado tanto do lado positivo quanto do negativo e combinar o resultado que obtemos ciclo completo através da saída. Cada dispositivo ligado ou tornou – se ativo metade do ciclo, e, devido a isso, a eficiência é melhorada, comparando com a eficiência de 25-30% do amplificador de classe A, Ele fornece mais de 60% de eficiência teoricamente. Podemos ver cada grafo de sinal de entrada e saída do dispositivo na imagem abaixo., A eficiência não é superior a 78% para o amplificador de classe B. A dissipação de calor é minimizada nesta classe proporcionando um espaço de baixa dissipador de calor.
mas, esta classe também tem limitações. Uma limitação muito profunda desta classe é a distorção cruzada. Como dois dispositivos fornecem cada metade das ondas sinusoidais que são combinadas e unidas através da saída, há um desfasamento (cross over) na região, onde duas metades são combinadas. Isto é porque quando um dispositivo completa o meio ciclo, o outro precisa fornecer a mesma potência quase ao mesmo tempo quando o outro terminar o trabalho., É difícil corrigir este erro na classe A amplificador como durante o dispositivo ativo o outro dispositivo permanece completamente inativo. O erro fornece uma distorção no sinal de saída. Devido a esta limitação, é uma grande falha para a aplicação de amplificador de áudio de precisão.
Amplificador de classe AB
uma abordagem alternativa para superar a distorção cruzada, é usar o amplificador AB. Amplificador classe AB usa intermediário ângulo de condução de ambas as Classes A e B, assim podemos ver a propriedade de Classe A e Classe B, amplificador nesta classe AB de topologia amplificador., O mesmo que a Classe B, tem a mesma configuração com dois dispositivos ativos que se conduz durante metade dos ciclos individualmente, mas cada dispositivo movido de forma diferente para que não se afastem completamente durante o momento inutilizável (momento de cruzamento). Cada dispositivo não deixa a condução imediatamente após completar a metade da forma de onda sinusoidal, em vez disso, eles conduzem uma pequena quantidade de entrada em outro meio ciclo. Usando esta técnica de deslocamento, o desfasamento entre crossover durante a zona morta é drasticamente reduzido.,
mas nesta configuração, a eficiência é reduzida à medida que a linearidade dos dispositivos é comprometida. A eficiência permanece mais do que a eficiência do amplificador de classe A típico, mas é menor do que o sistema amplificador de classe B. Além disso, os díodos precisam ser cuidadosamente escolhidos com a mesma classificação exata e precisam ser colocados o mais próximo possível do dispositivo de saída. Em alguma construção de circuito, os designers tendem a adicionar um pequeno resistor de valor para fornecer uma corrente estável em silêncio através do dispositivo para minimizar a distorção através da saída.,
Amplificador de Classe C
para além do amplificador de classe A, B E AB, existe outro amplificador de classe C. É um amplificador tradicional que funciona de forma diferente das outras classes de amplificadores. Amplificador de Classe C é amplificador sintonizado que funciona em dois modos de operação diferentes, sintonizado ou não sintonizado. A eficiência do amplificador de Classe C é muito mais do que o A, B e AB. A eficiência máxima de 80% pode ser alcançada em operações relacionadas com radiofrequências
amplificador de Classe C utiliza um ângulo de condução inferior a 180 graus., Durante o modo não accionado, a secção sintonizadora é omitida da configuração do amplificador. Nesta operação, o amplificador de Classe C também dá uma enorme distorção através da saída.
Quando o circuito é exposto a uma carga afinada, o circuito aperta o nível de viés de saída com a tensão média de saída igual à tensão de alimentação. A operação afinada é chamada de clamper. Durante esta operação, o sinal recebe a sua forma adequada e a frequência central tornou-se menos distorcida.
em usos típicos, amplificador de Classe C dá 60-70% de eficiência.,amplificador de classe D
amplificador de classe D
amplificador de classe D é um amplificador de comutação que usa modulação de largura de impulso ou PWM. O ângulo de condução não é um fator em tal caso como o sinal de entrada direta é alterado com uma largura de pulso variável.
neste sistema amplificador de classe D, o ganho linear não é aceito como eles funcionam como um interruptor típico que tem apenas duas operações, ligadas ou desligadas.,
Antes de processar o sinal de entrada, o sinal analógico é convertido em uma sequência de impulsos por várias técnicas de modulação e, em seguida, é aplicada ao amplificador do sistema. Como a duração dos pulsos está relacionada com o sinal analógico, ele é novamente reconstruído usando um filtro de passagem baixo através da saída.
amplificador de classe D é a classe de amplificador mais eficiente em potência no segmento A, B, AB, E C e D. Tem uma dissipação de calor menor, por isso é necessário um pequeno dissipador de calor. O circuito requer vários componentes de comutação, como MOSFETs, que tem pouca resistência.,
é uma topologia amplamente utilizada em leitores de áudio digital ou controlar os motores também. Mas devemos ter em mente que não é um conversor Digital. Embora, para maior frequência, amplificador de classe D não seja uma escolha perfeita, pois tem limitações de largura de banda em poucos casos, dependendo das capacidades do filtro de baixa passagem e do módulo de conversor.
outras Classes de amplificadores
exceto os amplificadores tradicionais, há poucas mais classes, que são classe e, classe F, Classe G, e H.,amplificador de classe e é um amplificador de potência altamente eficiente que usa topologias de comutação e trabalha em radiofrequências. Um único elemento de comutação pole e a rede reativa sintonizada é o componente principal para usar com o amplificador classe E.
classe F é um amplificador de alta impedância em relação às harmônicas. Ele pode ser conduzido usando onda quadrada ou onda Sina. Para a entrada de onda sinusoidal, este amplificador pode ser sintonizado usando um indutor e pode ser usado para aumentar o ganho.
Classe G utiliza a mudança de carril para diminuir o consumo de energia e melhorar o desempenho em termos de eficiência., E a classe H é a versão melhorada da classe G.
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