Amplificatori di potenza. Seconda parte. Schema, descrizione

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Amplificatori di potenza. Seconda parte. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Così dentro l'ultima volta io e te abbiamo deciso di fare un buco di 1,4 volt, abbiamo versato il 20% di birra nella toilette e siamo usciti dal dolore per dare da mangiare al gatto, che aveva svelato tutti i segreti.

Continuiamo. Prossima lezione AB. In realtà già dal nome è chiaro che questo schema di costruzione dello stadio di uscita si ottiene incrociando un polipo con una gruccia. Cioè classe A e classe B. Dalla prima prendiamo una corrente di riposo I0>0 diversa da zero. Pertanto, la tensione di polarizzazione è presente alle basi dei transistor. È considerato così:

U0=RL*I0

Per coloro che sono appena caduti dalla luna, voglio ricordare che RL è la resistenza di carico e I0 è la corrente di riposo richiesta. Bene, dalla classe В prendiamo tutto il resto: poiché la corrente di riposo è molto piccola rispetto alla corrente di uscita (I0<<0,1ILmax), la potenza di uscita, consumata e dissipata sarà quasi uguale alla potenza della classe В e sono calcolati utilizzando le stesse formule

Amplificatori di potenza

In generale, mescolando questi due modi di costruire gli stadi di uscita, otteniamo una significativa riduzione della distorsione non lineare da un lato (vedi figura) con potenza ed efficienza abbastanza decenti dall'altro. La maggior parte degli amplificatori domestici moderni funziona in questa classe, e per quanto riguarda gli amplificatori integrati, cioè i microcircuiti, tutto qui. Vero, con un'eccezione, che è discussa di seguito. Per ora, riassumiamo ciò che abbiamo con queste tre classi.

Amplificatori di potenza

Quindi la classe А - ottima linearità, quasi totale assenza di distorsioni non lineari, ma caratteristiche di potenza assolutamente insopportabili, soprattutto in termini di consumi e dissipazione del calore. In breve: se vuoi una stufa, crea uno stadio di uscita di classe A.

classe В - mangia poco, pochissimo. Ma allo stesso tempo, il segnale di uscita è così agganciato che sarebbe meglio non fare nulla.

classe AB - una soluzione di compromesso tra le due classi precedenti. Tutto il meglio dall'uno e dall'altro è preso. Sembra che tutti siano soddisfatti del rapporto qualità / prezzo, ad eccezione, ovviamente, delle persone terribili: gli audiofili. Lo preferiscono caldo.

Naturalmente, la questione non è limitata a queste tre classi: esistono, ad esempio, modalità esotiche come A + o G, ma non le considereremo, a causa della loro prevalenza estremamente bassa. Compagni particolarmente curiosi possono storcere il naso in letteratura o in Internet.

Bene, andremo avanti mentre il gatto dorme.

Tutti gli amplificatori discussi sopra erano amplificatori lineari, nonostante tutte le libertà nella gestione del segnale loro affidato. Cioè, questi circuiti non distorcono intenzionalmente il segnale di ingresso prima di amplificarlo. Ora considereremo una classe di amplificatori che distorce deliberatamente il segnale di ingresso e, dopo l'amplificazione, lo riporta alla sua forma originale.

Questa è la classe D. (Meow! Fantastica lezione!) Dallo stesso, il gatto è stato svegliato. In generale, la classe D - questo non è solo uno schema costruttivo o una modalità operativa dello stadio di uscita - questa è un'intera classe separata di amplificatori. Ma dal momento che il gatto ne ha parlato, dovrai inserire tutto in una conversazione sugli stadi di uscita.

Per cominciare, considera lo schema a blocchi generale dell'amplificatore.

(clicca per ingrandire)

Esaminiamo velocemente i blocchi sfigurati nella figura. Generatore PI - un generatore di impulsi rettangolari produce impulsi rettangolari con una frequenza fissa Fs (grafico а) che arrivano a integratore, dove vengono convertiti in impulsi triangolari o a dente di sega (grafico б), dopo di che arrivano a uno degli ingressi comparatore.

Amplificatori di potenza

L'altro ingresso del comparatore riceve il segnale audio in ingresso dalla sorgente. È qui che ha chiamato il tritacarne principale PWM (modulazione dell'ampiezza di impulso) o %PWM (modulazione di larghezza di impulso) se in modo borghese. Soffermiamoci sul lavoro del comparatore, per il quale guardiamo l'immagine.

Amplificatori di potenza

Quindi, come già accennato, un ingresso del comparatore riceve impulsi triangolari dal generatore (blu nell'immagine) e l'altro ingresso riceve un segnale audio che deve essere amplificato (qualcosa di rosso nell'immagine, simile a una sinusoide).

Quindi il comparatore fa quanto segue: se il valore corrente (istantaneo) del livello "saw" supera il valore del livello del segnale di ingresso, il comparatore passa a un livello logico basso, se viceversa - il livello del segnale "saw" è inferiore al segnale audio, il comparatore passa a un'unità logica.

Ovviamente tutto questo avviene in un ciclo di clock del generatore (quello rettangolare).

Pertanto, all'uscita del comparatore, otteniamo un segnale rettangolare, la cui larghezza dell'impulso dipende dall'ampiezza del segnale di ingresso e la sua frequenza è uguale alla frequenza dell'oscillatore principale Fs - questo è SHI segnale modulato.

In effetti, gli impulsi a dente di sega sono disegnati così raramente nell'immagine solo per chiarezza. Infatti la frequenza di questi impulsi è 10-20 volte superiore alla frequenza massima del segnale audio. Di solito è selezionato nell'intervallo 200-500 kHz.

Inoltre, il segnale modulato viene inviato ad un amplificatore di potenza basato su transistor ad effetto di campo, che operano in modalità di commutazione. Dopo l'amplificatore viene inserito un filtro passa-basso, che filtra la componente ad alta frequenza del segnale e ripristina il segnale analogico, che viene poi riprodotto dal carico.

Ora vediamo a cosa servono tutti questi balli.

Prima di tutto, all'efficienza. Teoricamente, l'efficienza di tali amplificatori dovrebbe raggiungere il 100%, ma sfortunatamente la resistenza del canale del transistor, sebbene piccola, è ancora diversa da zero. Tuttavia, a seconda della resistenza del carico, l'efficienza degli amplificatori di questo tipo può raggiungere il 90% -95%. Naturalmente, con questa efficienza, non c'è praticamente alcun riscaldamento dei transistor di uscita, il che consente di creare amplificatori dannatamente piccoli ed economici. Il coefficiente di distorsione armonica con una corretta costruzione del filtro passa-basso in uscita può essere portato fino allo 0,01%, il che è molto, molto degno. Gli amplificatori di questa classe sono prodotti, come AB, in un design integrato.

Bene, per ora, questo è tutto ciò di cui volevo parlare delle cascate finali, quindi abbiamo piani per le cascate di preamplificazione: cosa sono, con cosa vengono mangiate e ...

Pubblicazione: radiokot.ru

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