Amplificadores de grandes sinais Amplificadores de potncia INTRODUO
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Amplificadores de grandes sinais (Amplificadores de potência)
INTRODUÇÃO • Classe do amplificador • Amplificadores de potência classe A • Amplificadores de potência classe B • Amplificadores de potência classe AB • Amplificadores de potência classe C • Amplificadores chaveados
CALOR = P Alta eficiência significa menos calor. Sinal de entrada Amplificador De Potência ENTRADA -P Sinal de saída PENTRADA Eficiência = PENTRADA SAÍDA PENTRADA
Eficiência • A potência CC fornecida a um amplificador é PENTRADA = VCC x ICC • Eficiência = PSAÍDA/PENTRADA x 100% • A máxima eficiência para amplificadores Classe A com resistência de coletor CC e uma resistência de carga separada de 25%. • Os Classe A são frequentemente não aceitos quando watts de potência são exigidos.
As principais classes de operação de amplificadores IC IC A B t t IC IC ISAT C D t t
Quiz sobre classe e eficiência 50% • Se PSAÍDA = 100 W e PENTRADA = 200 W, a eficiência é de _____. 100% • A eficiência de um amplificador ideal é _____. calor • Quando a eficiência é baixa, boa parte da entrada é convertida em ____. A • Um amplificador que conduz para o ciclo inteiro opera em Classe _______. B • Um amplificador que conduz para meio ciclo opera em Classe _______.
Um amplificador de grande sinal também pode ser chamado de amplificador de potência. Este amplificador classe A possui uma grande corrente coletora quiescente. VCC 18 V IB = = = 15 m. A RB 1, 2 k. W IC = b x IB = 60 x 15 m. A = 0, 9 A RL = 12 W RB = 1, 2 k. W CC B C b = 60 E VCC = 18 V
ISAT = VCC 18 V = 1, 5 A = 12 W RL IC em A Este um amplificador classe A. Q 1, 4 1, 2 1, 0 0, 8 0, 6 0, 4 0, 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 VCE em volts PC = VCE x IC = 7, 2 V x 0, 9 A = 6, 48 W 25 m. A 20 m. A 15 m. A 10 m. A 5 m. A 0 m. A
Este é um amplificador classe B. Sua dissipação de potência quiescente é zero. IC em A 25 m. A 1, 4 1, 2 1, 0 0, 8 0, 6 0, 4 0, 2 20 m. A 15 m. A Q 10 m. A 5 m. A 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 VCE em Volts 0 m. A PC = VCE x IC = 18 V x 0 A = 0 W
0 2 4 6 B Cla 20 m. A sse 25 m. A 1, 4 1, 2 1, 0 0, 8 0, 6 0, 4 0, 2 15 m. A 10 m. A 5 m. A 8 10 12 14 16 0 m. A O sinal do coletor é muito distorcido para aplicações lineares.
A simetria complementar de um amplificador classe B push-pull possui linearidade aceitável para algumas aplicações. +VCC C B B NPN E E PNP C
PNP NPN Classe B
Uma vez que o potencial de junção base-emissor é 0, 7 V, há certa distorção de cruzamento. +VCC C B B NPN E E PNP C
A distorção de cruzamento é eliminada ao se aplicar certa polarização direta aos transistores (classe AB). +VCC C B NPN E 1, 4 V B E PNP C
A dissipação de potência quiescente é moderada para classe AB. A eficiência é muito maior que na classe A. IC em A 1, 4 1, 2 1, 0 0, 8 0, 6 0, 4 0, 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 VCE em Volts Q
Uma carga conectada em ponte fornece quatro vezes a potência de saída para uma tensão de alimentação e resistência de carga. Amplificador ponte Amplificador de terminal único +VCC Cap. requerida +VCC Máx. = VCC 2 RL Máx. = 2 x VCC RL Máx.
Quiz sobre classes A, B e AB centro • Amplificadores classe A são polarizados para operar perto do ____da reta de carga. ponto de corte • Amplificadores classe B possuem seus pontos Q no _______. 180 o • O ângulo de condução para a classe B é ______. push-pull • Para reduzir a distorção, dois transistores classe B são posicionados em _____. cruzamento • Classe AB é uma solução para distorção de _______.
A 1. 4 1. 2 1. 0 0. 8 0. 6 0. 4 0. 2 AB B C 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 A classe de um amplificador é determinada pela polarização que estabelece o ponto Q. A classe C é estabelecida pela polarização reversa da junção do emissor-base.
ngulos de condução & eficiências teóricas máximas: • Classe A = 360 o • Classe B = 180 o 78, 5 % • Classe AB @ 200 o (entre A & B) @ 90 o 100 % • Classe C 50 %* * Amplificadores classe A são raramente conduzidos à saída máxima e tipicamente proporciona muito menos eficiência.
Amplificador Classe C VCC Circuito Tanque C CC B RB E O transistor está desligado na maior parte do ciclo de entrada e o ângulo de condução é pequeno VBB polariza reversamente a junção base-emissor.
0, 7 V VBB VBE onda senoidal Ondas senoidais de um amplificador classe C (com circuito tanque) 0 A IC onda senoidal VCE onda senoidal Baixo VCE quando IC flui
Amplificador classe C com polarização de sinal VCC C CC B RB E A junção base-emissor retifica o sinal de entrada e dá carga a CC. A polarização de sinal aumenta quando o sinal de entrada aumenta em amplitude.
Três modos de operação de transistores: IB = 0 IB > 0 Corte IB >> 0 Linear PC = 0 em dois desses modos Saturação
Um amplificador chaveado usa um sinal de entrada retangular para conduzir o transistor rapidamente entre o corte e a saturação. A eficiência é bastante alta. Esses também são chamados de amplificadores classe D. B RB C E
Se a frequência de chave for uma boa opção sendo mais alta do que a frequência de sinal, um amplificador classe D é capaz de amplificação linear. Modulação por largura de pulso e um filtro de demodulação são frequentemente usados. Sinal PWM Sinal de entrada
PWM O filtro de demodulação rejeita a frequência de chave. LPF
De analógico para código de modulação de pulso para modulação de largura de pulso Sinal Analógico 0101010100 1001010100 1111010100 1001010100 0101010100 0001010100 000000101011 0001010100 0101010100 Sinal PCM Sinal PWM
Modulação de código de pulso serial (entrada)/modulação de largura de pulso (saída)
Quiz sobre classe C e D tanque para restaurar sinais senoidais. • Amplificadores classe C usam circuitos _______ reversa. • A junção base-emissor em um amplificador classe C possui polarização ____ 100% • A máxima eficiência teórica para a classe C é de ______. chaveados • Amplificadores classe D são também conhecidos como amplificadores _____. PWM • Amplificadores classe D empregam uma variação de ciclo conhecida como _____.
REVISÃO • Classe do amplificador • Amplificadores de potência classe A • Amplificadores de potência classe B • Amplificadores de potência classe AB • Amplificadores de potência classe C • Amplificadores chaveados
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