Já discutimos, o classes e classificações de amplificadores de potência em nossos artigos anteriores. Os circuitos do amplificador de potência são usados para fornecer alta potência para acionar as cargas, como os alto-falantes. Os amplificadores de potência são classificados com base em seu modo de operação, que é a parte do ciclo de entrada durante o qual a corrente do coletor deve fluir. Com base nisso, os amplificadores de potência são classificados conforme a seguir. Neste artigo, discutiremos o Amplificador Classe A em detalhes.
- Amplificador de potência classe A
- Amplificador de potência classe B
- Amplificador de potência classe C
- Amplificador de potência classe AB
- Amplificadores de potência Classe D, E, G, S, T (Comutação de amplificadores de potência)
Geralmente, os amplificadores de potência (sinal grande) são usados nos estágios de saída de um sistema de amplificador de áudio para acionar uma carga de alto-falante. Um alto-falante típico tem uma impedância entre 4Ω e 8Ω, portanto, um amplificador de potência deve ser capaz de fornecer as altas correntes de pico necessárias para acionar o alto-falante de baixa impedância.
Amplificador de potência classe A
No amplificador de Classe A, se a corrente do coletor flui o tempo todo durante o ciclo completo do sinal de entrada, o amplificador de potência é conhecido como amplificador de potência de classe A. Ele é menos usado para estágios de saída de alta potência, pois tem baixa eficiência.
O objetivo da polarização de classe A é tornar o amplificador relativamente livre de ruído, tornando a forma de onda do sinal fora da região entre 0v a 0,6v, onde a característica de entrada do transistor é não linear.
O design do amplificador Classe A produz um bom amplificador linear, mas a maior parte da potência produzida por o amplificador vai o desperdício na forma de calor. Como os transistores no amplificador Classe A são polarizados para frente o tempo todo, pouca corrente fluirá através deles mesmo que não haja sinal de entrada e esta é a principal razão para sua baixa eficiência. O diagrama de circuito do amplificador de potência classe A de acoplamento direto é mostrado na figura abaixo.
Amplificador classe A acoplado a transformador
O circuito mostrado acima é um amplificador Classe A acoplado diretamente. Um amplificador onde a carga é acoplada à saída de o transistor o uso de um transformador é chamado de amplificador de acoplamento direto.
Usando a técnica de acoplamento de transformador, a eficiência de um amplificador pode ser aumentada em grande medida. O transformador de acoplamento fornece uma boa combinação de impedância entre a carga e a saída e é a principal razão por trás da eficiência aprimorada.
Geralmente, a corrente flui através da carga resistiva do coletor, isso causará o desperdício de energia DC nela. Como resultado, essa energia CC se dissipou na carga na forma de calor e não contribui com nenhuma energia CA de saída.
Portanto, não é aconselhável passar a corrente através do dispositivo de saída (ex: alto-falante) diretamente.
Por esta razão, um arranjo especial feito usando um transformador adequado para acoplar a carga ao amplificador conforme dado no circuito acima.
O circuito possui os resistores divisores de potencial R1 e R2, resistor de polarização e de bypass do emissor Re, usados para a estabilização do circuito. O capacitor de bypass do emissor CE e o resistor do emissor Re são conectados em paralelo para evitar tensão CA.
O capacitor de entrada Cin ( Capacitor de Acoplamento ) usado para acoplar a tensão do sinal de entrada CA à base do transistor e bloquear a CC do estágio anterior.
PARA transformador abaixador fornecido com uma relação de espiras adequada para acoplar o coletor de alta impedância a uma carga de baixa impedância.
Correspondência de impedância de amplificador de classe A
Impedância pode ser feito tornando a impedância de saída do amplificador igual à impedância de entrada da carga. Este é um princípio importante para a transferência de potência máxima (de acordo com o teorema de transferência de potência máxima).
Aqui, o casamento de impedância pode ser alcançado selecionando o número de voltas do primário de modo que sua impedância líquida seja igual à impedância de saída do transistor e selecionando o número de voltas do secundário de modo que sua impedância líquida seja igual à impedância de entrada do alto-falante.
Características de saída do amplificador de potência Classe A
Na figura abaixo, podemos observar que o ponto Q é colocado exatamente no centro da linha de carga CA e o transistor conduz para cada ponto na forma de onda de entrada. A eficiência máxima teórica de um amplificador de potência Classe A é de 50%.
Características de saída do amplificador de potência Classe A - linha de carga CA
Na prática, com o acoplamento capacitivo e cargas indutivas (alto-falantes), a eficiência pode diminuir até 25%. Isso significa que 75% da energia consumida pelo amplificador da linha de alimentação é desperdiçada.
A maior parte da energia desperdiçada é perdida na forma de calor nos elementos ativos (transistor). Como resultado, mesmo um amplificador de potência Classe A com potência moderada requer uma grande fonte de alimentação e um grande dissipador de calor.
Vantagens e desvantagens do amplificador classe A diretamente acoplado
Usamos os amplificadores de potência para vários fins, dependendo da restrição. Cada amplificador de potência de classe tem suas próprias vantagens e desvantagens de acordo com sua confiabilidade e eficiência.
Vantagens do amplificador Classe A
- Possui alta fidelidade por causa da réplica exata de saída de um sinal de entrada.
- Ele melhorou a resposta de alta frequência porque o dispositivo ativo está LIGADO em tempo integral, ou seja, nenhum tempo é necessário para ligar o dispositivo.
- Não há distorção cruzada porque o dispositivo ativo conduz durante todo o ciclo do sinal de entrada.
- A configuração de terminação simples pode ser realizada de maneira fácil e prática em um amplificador classe A.
Desvantagens do amplificador Classe A
- Devido à grande fonte de alimentação e dissipador de calor, o amplificador classe A é caro e volumoso.
- Possui baixa eficiência.
- Devido à frequência de acoplamento do transformador, a resposta não é tão boa.
Aplicações do amplificador Classe A
- O amplificador Classe A mais adequado para sistemas musicais ao ar livre, já que o transistor reproduz toda a forma de onda de áudio sem nunca desligar. Como resultado, o som é muito claro e mais linear, ou seja, contém níveis de distorção muito mais baixos.
- Eles geralmente são muito grandes, pesados e produzem cerca de 4-5 watts de energia térmica por watt de saída. Portanto, eles ficam muito quentes e precisam de muita ventilação. Portanto, eles não são ideais para um carro e raramente são aceitáveis em uma casa.
Espero que todos gostem deste artigo. Para qualquer dúvida, sugestão ou Últimos projetos eletrônicos informações, por favor, comente abaixo. Sempre apreciamos suas sugestões.
