LABORATOR 5ELECTRONICA ANALOGICĂ

AMPLIFICATOARE DE SEMNAL MARE

1. Obiectivele lucrării

Eumerarea principalelor tipuri de amplificatoare de semnal mare și compararea acestora din punct de vedere teoretic și practic.

2. Considerații generale

2.1. Clase de funcţionare

Amplificatoarele de putere sunt amplificatoare de semnal mare care au rolul de a debita puterea necesară în sarcină cu randament cât mai ridicat, cu amplificare de putere maximă, cu distorsiuni minime.Cuplajul cu sarcina ( difuzorul ) se poate face direct, prin transformator sau condensator.Clasele de funcţionare se referă la durata de conducţie a tranzistorului.Amplificatoarele de putere AP pot funcţiona în clasele A, AB, B şi C în funcţie de tensiunea de polarizare bază – emitor şi de amplitudinea semnalului de excitaţie.

Durata conducţiei ClasaToată perioada T AÎntre T/ 2 şi T ABT/2 B<T/2 C

În clasa A – unghiul de conducţie θ = 360o , adică o perioadă TÎn clasa AB ; θ < 360o

În clasa B ; θ = 1800

În clasa C ; θ < 1800

2.2. Amplificatoare de putere în clasă A

Amplificatorul de putere în clasă A este un amplificator care redă la ieşire întregul semnal sinusoidal aplicat la intrare.

1

Cuplajul cu difuzorul ( sarcina ) se face prin transformator.Rezistenţa din colector devine RC = ( n1/ n2 )2 RS

n1 – numărul de spire din primarul transformatorului n2 - numărul de spire din secundarRS ( câţiva Ω ) – rezistenţa difuzorului

Avantaje: Redă la ieşire un semnal de aceeaşi formă cu cel de la intrare Nu are distorsiuni neliniare

Dezavantaje : Randament scăzut , η < 50 % În absenţa semnalului se consumă putere în circuitul tranzistorului ceea ce

duce la un consum ridicat al sursei de alimentare.

2.3. Amplificatoare de putere în clasă B

Amplificatorul de putere în clasă B este un amplificator realizat cu două tranzistoare care reproduc pe rând câte o alternanţă din semnalul sinusoidal aplicat la intrare.a. ClasificareCele mai importante scheme de AP în clasă B sunt :

Cu tranzistoare de acelaşi tip în montaj simetric:- cuplajul cu etajul precedent se face prin transformator cu priză mediană- cuplajul cu sarcina se face tot prin transformator cu priză mediană

Cu tranzistoare de tip opus în montaj complementar:- cuplajul cu etajul precedent ( de excitaţie ) se face prin condensator - cuplajul cu sarcina ( difuzorul ) se face direct sau prin condensator

Cu tranzistoare identice în montaj cvasicomplementar – îmbină cele două tipuri de scheme

b. Avantaje Faţă de amplificatoarele în clasă A, amplificatoarele în clasă B au avantajele : Randament ridicat η = 78 % Distorsiuni reduse Utilizarea optimă a transformatorului Posibilitatea eliminării transformatorului

2

c. Proprietăţi, funcţionare

Cele două tranzistoare de tip opus pnp şi npn au parametrii identici Nu necesită defazarea semnalului de intrare Cuplajul cu sarcina se face prin condensator Tranzistoarele îşi selectează alternanţa pe care lucrează :T1 ( npn) pe alternanţa pozitivă, iar T2 ( pnp ) pe alternanţa negativă Pe RS se va regăsi întreg semnalul sinusoidal

Observaţii :- Schema prezintă dezavantajul că necesită sursă de alimentare de valoare dublă- În schemele de cuplare directă cu sarcina sunt necesare două surse de alimentare separate, dar au avantajul de a reda şi frecvenţele foarte joase din spectrul audio.

3. Programul lucrării Vom simula cu ajutorul progrmului Electronc WorkBench o schemă foarte simplă

de amplificator în clasa B, și anume numai etajul final al uni astfel de amplificator. Deoarece acestea sunt cele mai utilizate schem în practică și au parametrii mai buni

din punct de vedere al economiei de energie precum și al semnalului reprodus la ieșire.

Se observă faptul că amplificarea în tensiune este unitară dar amplificarea de curent este semnificativă. Aceste montaje se folosesc la ieșirile amplificatoarelor de

3

audiofrecvență datorită randamentului ridicat. Pentru a putea fi folosite în practică aceste montaje sunt precedate de amplificatoare de tensiune de semnal mic care au ca rol amplificarea în tensiune a semnalului necesară pentru a asigura un semnal suficient etajului final în contratimp realizat cu tranzistoare bipolare sau mai nou cu MOS –FET-uri care sunt capabile să conducă curenți superiori și care se comportă mult mai bine la lucrul în impulsuri

Montajul de mai sus arată formele de semnal în cadrul unui amplificator final în clasă B realizat cu transformatoare de adaptare. Datorită faptului că acele transformatoare erau greoaie și creau câmpuri magnetice parazite s-a renunțat treptat la ele. Dar ca și principiu de funcționare și ca forme de semnal seamănă cu cele fără transformatoare.

4

Amplificatorul de mai sus este strămoșul amplificatorului în clasă B cu tranzistori, această schemă folosește două tuburi de tip Pentodă în montaj contratimp și transformatoare de defazaj ca și montajul de mai înainte.

Montajul următorul care folosește un tub triodă ca și defazor reprezintă o înbunătățire a celui de mai înainte.

În cea ce privește aceste montaje nu se poate scoate de tot transformatorul de ieșire datorită faptului că acesta izolează galvanic ieșirea de la difuzor de tensiunea anodică a montajului care este de regula 200-300 V și sigură adaptarea imedanței relativ scăzută a difuzorului la impedanța mare de ieșire a etajului amplificator. De aceea aceste montaje sunt prevăzute cu transformatoare coborâtoare de tensiune avind un raport de transformare subunitar de regua 1:20 până la 1:70.

5