As classes e classificação de amplificadores com suas aplicações

As classes e classificação de amplificadores com suas aplicações

Nos primeiros dias, antes da invenção do amplificadores eletrônicos , os microfones de carbono acoplados são usados ​​como amplificadores brutos em repetidores de telefone. O primeiro dispositivo eletrônico que praticamente amplifica foi o tubo de vácuo Audion, inventado por Lee De Forest no ano de 1906. Os termos amplificador e amplificação vêm da palavra latina amplificare para expandir ou ampliar. O tubo de vácuo é o único dispositivo simplificador por 40 anos e dominou a eletrônica até 1947. Quando o primeiro BJT esteve no mercado criou mais uma revolução na eletrônica e é o primeiro dispositivo eletrônico portátil como o rádio transistor desenvolvido no ano de 1954. Este artigo discute as classes e classificação dos amplificadores.



O que é um amplificador e classificação de amplificadores?

Simplesmente os amplificadores são chamados de amplificadores. O amplificador é um dispositivo eletrônico usado para aumentar o sinal de corrente, tensão e potência. A função do amplificador é usar a potência de a fonte de energia e altitude maior, ele controla o sinal de saída com a ajuda do sinal de entrada. Um amplificador modula a saída da fonte de alimentação com base nas propriedades do sinal de entrada. O amplificador é totalmente oposto a um atenuador se o amplificador fornece o ganho, portanto, o atenuador fornece a perda. O amplificador também é uma parte discreta do o circuito elétrico que continua com o outro dispositivo.


Amplificador

Amplificador





Um amplificador é usado em todos os equipamentos eletrônicos. Os amplificadores podem ser classificados em diferentes tipos. A primeira é pela freqüência do sinal eletrônico sendo melhorada. O próximo é o amplificador de áudio e amplifica o sinal na faixa inferior a 20 kHz e o amplificador de RF amplifica as faixas de radiofrequência de 20 kHz a 300 KHz. O último é a qualidade da corrente e a voltagem está sendo amplificada

Existem diferentes tipos de amplificadores, incluindo um amplificador de corrente, um amplificador de tensão ou o amplificador de transcondutância e amplificador de trans-resistência. Hoje em dia, a maioria dos amplificadores usados ​​no mercado são transistores, mas as válvulas também estão sendo usadas em algumas das aplicações.



Classificação de amplificadores

O classificação de amplificadores é mostrado a seguir

  • Variável de entrada e saída
  • Terminal comum
  • Unilateral e bilateral
  • Invertendo e não invertendo
  • Método de acoplamento interestágio
  • Alcance de frequência
  • Função

Variável de entrada e saída

O amplificador eletrônico usa apenas uma variável, ou seja, corrente ou voltagem. Pode ser corrente ou tensão pode ser usada na entrada ou na saída. Existem quatro tipos de amplificadores e que dependem da fonte usada como uma análise linear.


Entrada resultado Fonte dependente Tipo de amplificador Unidades de ganho

eu

eu

Fonte de corrente controlada por corrente CCCSAmplificador de correnteSem unidade

eu

V

Fonte de tensão de corrente controlada CCVSAmplificador de resistência transOhm

V

eu

Fonte de corrente controlada por tensão VCCSAmplificador de condutância transSiemens

V

V

Fonte de tensão controlada por tensão VCVSAmplificador de tensãoSem unidade

Terminal Comum

A classificação do amplificador é baseada no terminal do dispositivo que é comum aos circuitos de entrada e saída. No transistor de junção bipolar, existem três classes, a saber. um emissor comum, base comum e coletor comum. No caso de Transistor de efeito de campo , ele tem as configurações correspondentes como fonte comum, porta comum e um dreno comum. O emissor comum é o mais frequentemente a fornecer amplificação de uma tensão aplicada entre a base e o emissor. O sinal de entrada está entre o coletor e o emissor é invertido em relação à entrada. O circuito coletor comum é chamado de seguidor de emissor, seguidor de fonte e seguidor de cátodo.

Unilateral e bilateral

O amplificador cuja saída não exibe feedback para o lado da entrada é chamado de unilateral. O amplificador unilateral da impedância de entrada é independente da carga e a impedância de saída é independente da fonte de sinal.

O amplificador que usa o feedback para conectar parte da saída de volta à entrada é chamado de amplificador bilateral. A impedância de entrada do amplificador bilateral depende da carga e da impedância de saída da impedância da fonte. Os amplificadores lineares unilaterais e bilaterais são denotados como duas redes de portas.

Invertendo e não invertendo

Nesse caso, a classificação de um amplificador usa a relação de fase do sinal de entrada com o sinal de saída. O amplificador inversor dá a saída de 180 graus fora de fase com o sinal de entrada.

O amplificador não inversor continua a fase das formas de onda do sinal de entrada e o emissor é um amplificador não inversor. O seguidor de tensão é chamado de amplificador não inversor e possui ganho de unidade.

Método de acoplamento interestágio

Este tipo de amplificador é classificado pelo método de acoplamento do sinal na entrada, saída e entre os estágios. Existem diferentes tipos de métodos no amplificador de acoplamento interestadual.

  • Amplificador de acoplamento resistivo-capacitivo
  • Amplificador de acoplamento indutivo capacitivo
  • Amplificador de acoplamento transformado
  • Amplificador de acoplamento direto

Classes de amplificadores

Existem diferentes tipos de classes de amplificadores mencionados a seguir

  • Amplificador classe A
  • Amplificador classe B
  • Amplificador classe C
  • Amplificador classe D
  • Amplificador classe AB
  • Amplificador classe F
  • Amplificador classe S
  • Amplificador classe R

Amplificador classe A

Os amplificadores de classe A são amplificadores de design simples e este amplificador é mais comumente usado como amplificadores. Basicamente, os amplificadores de classe A são os melhores amplificadores de classe por causa de seus baixos níveis de distorção. Este amplificador é o melhor em sistema de som de áudio e na maioria dos sistemas de som usa o amplificador classe A. Os amplificadores de classe A são formados pelos dispositivos de estágio de saída que são polarizados para a operação de classe A. Ao comparar os amplificadores de outras classes com o amplificador de classe A, ele tem a maior linearidade.

Amplificador classe A

Amplificador classe A

Para obter alta linearidade e ganho no amplificador de classe A, a saída do amplificador de classe A deve estar sempre ligada em ON. Portanto, o amplificador é considerado um amplificador de classe A. A corrente ideal do sinal zero no estágio de saída deve ser igual ou maior do que a corrente de carga máxima necessária para produzir mais sinal.

Vantagens

  • Elimina distorção não linear
  • Tem baixa tensão de ondulação
  • Não requer compensação de frequência
  • Não há distorções cruzadas e de comutação
  • Há baixa distorção harmônica no amplificador de tensão e corrente

Desvantagens

  • Os transformadores usados ​​neste amplificador são volumosos e de alto custo
  • Sua exigência de dois transistores idênticos

Amplificador Classe B

Os amplificadores de classe B são as metades positiva e negativa dos sinais, que são alocados às diferentes partes dos circuitos e o dispositivo de saída é ligado e desligado continuamente. Os amplificadores básicos de classe B são usados ​​em dois transistores complementares que são FET e bipolares. Esses dois transistores de cada metade da forma de onda com sua saída são configurados em um arranjo do tipo push-pull. Portanto, cada amplificador apenas metade da forma de onda de saída.

Amplificador Classe B

Amplificador Classe B

No amplificador Classe B, se o sinal de entrada for positivo, o transistor polarizado positivamente conduz e o transistor negativo é desligado. Se o sinal de entrada for negativo, o transistor positivo é DESLIGADO e o transistor polarizado negativo é LIGADO. Conseqüentemente, o transistor conduz metade do tempo, seja como for, como meio ciclo positivo ou negativo do sinal de entrada.

Vantagens

  • Alguma quantidade de distorção no circuito dá mais saída por dispositivo, porque não há presença de harmônicos pares
  • O uso do sistema push-pull no amplificador classe B elimina o harmônico uniforme

Desvantagens

  • No amplificador classe B, há alta distorção harmônica
  • Neste amplificador, não há necessidade de polarização própria

Formulários

  • Os amplificadores classe B são usados ​​em projetos de baixo custo
  • Este amplificador é mais significativo do que o amplificador classe A
  • O amplificador classe B sofre de distorção ruim se o nível do sinal for baixo

Amplificador Classe AB

A classe AB é a combinação do amplificador classe A e classe B. Os amplificadores de classe AB estão usando comumente nos amplificadores de potência de áudio . No diagrama, os dois transistores têm a pequena quantidade de tensão que é de 5 a 10% da corrente quiescente e a polarização do transistor logo acima do ponto de corte. Então, o dispositivo pode ser FET ou bipolar ficará LIGADO por mais da metade do ciclo, mas é menos do que um ciclo completo do sinal de entrada. Portanto, no projeto de amplificador classe AB, cada um dos transistores push-pull está conduzindo um pouco mais do que o meio ciclo de condução na classe B, mas muito menos do que o ciclo completo de condução da classe A.

Amplificador Classe AB

Amplificador Classe AB

O ângulo de condução do amplificador Classe AB está entre 1800 e 3600, que depende do ponto de polarização. A vantagem da pequena tensão de polarização é fornecer resistência e diodo em série.

Vantagens

  • A classe AB tem um comportamento linear
  • O design deste amplificador é muito simples
  • A distorção deste amplificador é inferior a 0,1%
  • A qualidade do som deste som é muito alta

Desvantagens

  • A dissipação de energia deste amplificador gera o calor e requer grande quantidade de dissipador de calor
  • Este amplificador tem baixa eficiência de energia e a eficiência média é inferior a 50%

Formulários

Os amplificadores de classe AB são usados ​​em sistemas de alta fidelidade.

Amplificador classe C

O projeto do amplificador classe C tem grande eficiência e baixa linearidade. Nos amplificadores anteriores, discutimos as classes A, B e AB são os amplificadores lineares. O amplificador classe C é profundamente polarizado, portanto, a corrente de saída é zero por mais da metade do sinal de entrada e o transistor está ocioso no ponto de corte. Por causa da grave distorção de áudio, os amplificadores de classe C têm oscilação de onda senoidal de alta frequência.

Amplificador classe C

Amplificador classe C

Vantagens

  • A eficiência do amplificador Classe C é alta
  • No amplificador classe C, o tamanho físico é baixo para a potência o / p fornecida

Desvantagens

  • A linearidade do amplificador Classe C é baixa
  • Os amplificadores de classe C não são usados ​​nos amplificadores de áudio
  • A faixa dinâmica do amplificador de classe c é diminuída
  • O amplificador classe C irá produzir mais interfaces RF

Formulários

Este amplificador é usado nos amplificadores RF

Amplificador Classe D

O amplificador classe D são amplificadores de comutação não linear ou amplificadores PWM. Este amplificador pode atingir 100% de eficiência teoricamente e não há período durante o ciclo. A tensão e as formas de onda da corrente se sobrepõem à corrente é desenhada apenas com a ajuda do transistor que está no estado ON. Esses amplificadores também são chamados de amplificadores digitais.

Amplificador Classe D

Amplificador Classe D

Vantagens

  • O amplificador classe D tem mais eficiência que é superior a 90%
  • Nos amplificadores classe D, há uma baixa dissipação de energia

Desvantagens

O design do amplificador de classe D é mais complexo do que o amplificador de classe AB.

Formulários

  • Este amplificador é usado nas placas de som dos dispositivos móveis e computadores pessoais
  • Esses amplificadores são usados ​​em carros de amplificadores de subwoofer de áudio.
  • Hoje em dia, na maioria das aplicações, esses amplificadores estão usando.

Amplificador Classe F

Os amplificadores F são usados ​​para aumentar a eficiência e a saída dos ressonadores harmônicos na forma de rede de saída e para moldar a forma de onda de saída em uma onda quadrada. Os amplificadores classe F têm mais de 90% de eficiência se a sintonia harmônica infinita for usada.

Amplificador Classe F

Amplificador Classe F

Amplificador Classe S

Os amplificadores de classe S são operações semelhantes aos amplificadores de classe D. Esses amplificadores são amplificadores de modo de comutação não linear. Ele converte os sinais de entrada analógica em pulsos de onda quadrada digital usando as modulações delta-sigma. Ele os amplifica para aumentar a potência de saída com a ajuda do filtro passa-banda. O sinal digital do amplificador de comutação está totalmente no estado ON ou OFF e sua eficiência pode chegar a 100%.

Amplificador Classe S

Amplificador Classe S

Amplificador Classe T

Os amplificadores de classe T são projetados com um tipo de amplificadores de comutação digital. Hoje em dia, esses amplificadores tornaram-se mais populares como um design de amplificador de áudio devido à extensão do chip DSP e do amplificador de som multicanal. Este amplificador converte o sinal analógico em sinal de modulação de largura de pulso digital e a amplificação aumenta a eficiência de um amplificador. Os amplificadores classe T são a combinação do sinal de baixa distorção do amplificador classe AB e o outro é a eficiência do amplificador classe D.

Amplificador Classe T

Amplificador Classe T

Amplificador Classe G

O aprimoramento do amplificador de classe G é o básico do amplificador de classe AB. O amplificador classe G usado nos vários trilhos de alimentação de diferentes tensões. Alterna automaticamente entre os trilhos de alimentação conforme o sinal de entrada muda. A comutação do contato diminui o consumo médio de energia, portanto, a perda de energia é produzida pelo calor desperdiçado. O diagrama de circuito abaixo mostra o amplificador classe G.

Amplificador Classe G

Amplificador Classe G

Este artigo descreve a classificação dos amplificadores. Além disso, qualquer dúvida, senti qualquer coisa perdida, você quer saber qualquer informação sobre qualquer tópico em particular, por favor, deixe-me saber comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, Quais são as funções dos diferentes tipos de amplificadores?

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