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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Amplificadores de potência. Parte dois. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Radioamador iniciante Então, em ultima vez você e eu decidimos que conseguimos um buraco de 1,4 volts, despejamos 20% de cerveja no banheiro e saímos de luto para alimentar o Gato, que havia contado todos os segredos. Nós continuamos. Próxima aula AB. Na verdade, já pelo nome fica claro que esse esquema de construção do estágio de saída é obtido cruzando um polvo com um cabide. Ou seja, classe A e classe B. Da primeira tomamos uma corrente quiescente diferente de zero I0>0. Assim, a tensão de polarização nas bases dos transistores está presente. É considerado assim:
Para aqueles que acabaram de sair da lua, quero lembrar que RL é a resistência de carga e I0 é a corrente quiescente necessária. Bem, da classe В tomamos todo o resto - como a corrente quiescente é muito pequena em comparação com a corrente de saída (I0<<0,1ILmax), então a potência de saída, consumida e dissipada será quase igual à potência da classe В e são calculados usando as mesmas fórmulas
Em geral, ao misturar essas duas formas de construir estágios de saída, conseguimos uma redução significativa na distorção não linear por um lado (veja a figura) com potência e eficiência bastante decentes por outro. A maioria dos amplificadores domésticos modernos funciona nesta classe e, quanto aos amplificadores integrados, ou seja, microcircuitos, isso é tudo. É verdade, com uma exceção, que é discutida abaixo. Por enquanto, vamos resumir o que temos com essas três classes.
então a aula А - excelente linearidade, ausência quase total de distorções não lineares, mas características de potência absolutamente insuportáveis, principalmente em termos de consumo e dissipação de calor. Resumindo - se você quer um fogão, faça um estágio de saída classe A. Classe В - come pouco, muito pouco. Mas, ao mesmo tempo, o sinal de saída está tão viciado que seria melhor não fazer nada. Classe AB - uma solução de compromisso entre as duas classes anteriores. Tudo de melhor de um e do outro é levado. Parece que todos estão satisfeitos com a relação preço / qualidade, com exceção, claro, das pessoas terríveis - os audiófilos. Eles preferem quente. Claro, o assunto não se limita a essas três classes - existem, por exemplo, modos exóticos como A + ou G, mas não os consideraremos devido à sua prevalência extremamente baixa. Camaradas particularmente curiosos podem enfiar o nariz na literatura ou na Internet. Bem, vamos cavalgar enquanto o Gato está dormindo. Todos os amplificadores discutidos acima eram amplificadores lineares, apesar de todas as liberdades no manuseio do sinal que lhes foram confiadas. Ou seja, esses circuitos não distorcem intencionalmente o sinal de entrada antes de amplificá-lo. Agora vamos considerar uma classe de amplificadores que distorcem deliberadamente o sinal de entrada e, após a amplificação, o restauram à sua forma original. esta é a classe D. (Miau! Turma legal!) Do mesmo, o Gato foi acordado. De um modo geral, a classe D - este não é apenas um esquema de construção ou um modo de operação do estágio de saída - esta é uma classe totalmente separada de amplificadores. Mas, como o Gato tagarelou sobre isso, você terá que colocar tudo em uma conversa sobre os estágios de saída. Para começar, considere o diagrama de blocos geral do amplificador.
Vamos percorrer rapidamente os blocos desfigurados na figura. PI gerador - o gerador de pulsos retangulares produz pulsos retangulares com uma frequência fixa Fs (gráfico а) que chegam a integrador, onde são convertidos em pulsos triangulares ou dente de serra (gráfico б), após o que chegam a uma das entradas comparador.
A outra entrada do comparador recebe o sinal de áudio de entrada da fonte. É aqui que o principal moedor de carne chamado PWM (modulação por largura de pulso) ou PWM (modulação por largura de pulso) se for burguesa. Vamos nos deter no trabalho do comparador, para o qual olhamos para a foto.
Então, como já mencionado, uma entrada do comparador recebe pulsos triangulares do gerador (azul na foto), e a outra entrada recebe um sinal de áudio que precisa ser amplificado (algo vermelho na foto, semelhante a uma senóide). Em seguida, o comparador faz o seguinte: se o valor atual (instantâneo) do nível "saw" exceder o valor do nível do sinal de entrada, o comparador muda para um nível lógico baixo, se vice-versa - o nível do sinal "saw" é menor que o sinal de áudio, então o comparador muda para uma unidade lógica. Claro, tudo isso acontece em um ciclo de clock do gerador (aquele retangular). Assim, na saída do comparador, obtemos um sinal retangular, cuja largura de pulso depende da amplitude do sinal de entrada e sua frequência é igual à frequência do oscilador mestre Fs - isso é SHI sinal modulado. Na verdade, os pulsos do dente de serra são desenhados tão raramente na imagem apenas para maior clareza. Na verdade, a frequência desses pulsos é 10 a 20 vezes maior que a frequência máxima do sinal de áudio. Geralmente é selecionado na faixa de 200-500 kHz. Além disso, o sinal modulado é alimentado a um amplificador de potência baseado em transistores de efeito de campo, que operam no modo de comutação. Após o amplificador, é inserido um filtro passa-baixo, que filtra o componente de alta frequência do sinal e restaura o sinal analógico, que é então reproduzido pela carga. Agora vamos ver para que servem todas essas danças. Em primeiro lugar, à eficiência. Teoricamente, a eficiência de tais amplificadores deveria chegar a 100%, mas infelizmente a resistência do canal do transistor, embora pequena, ainda é diferente de zero. Mesmo assim, dependendo da resistência da carga, a eficiência de amplificadores desse tipo pode chegar a 90% -95%. Claro, com essa eficiência, praticamente não há aquecimento dos transistores de saída, o que permite criar amplificadores pequenos e econômicos. O coeficiente de distorção harmônica com a construção adequada do filtro passa-baixo de saída pode ser aumentado para 0,01%, o que é muito, muito valioso. Amplificadores desta classe são produzidos, como AB, em um design integrado. Bem, por enquanto, isso é tudo que eu queria falar sobre as cascatas finais, então temos planos para as cascatas de pré-amplificação - o que são, com o que são comidas e ... Publicação: radiokot.ru
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Comentários sobre o artigo: Eugene Um artigo muito bom.
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