[ELETTRONICA] Classi di amplificatori di potenza
Salve a tutti,
Sto studiando le classi di amplificatori.
La teoria credo di averla ben chiara... la mia curiosità sta sull'applicazione dei vari tipi di amplificatori.
Per semplicità mi restringo alle 4 classi di uso più didattico di amplificatori: A, AB, B, C.
Provo a buttare giù delle considerazioni a livello qualitativo e applicativo:
CLASSE A: Questi amplificatori vengono utilizzati per amplificare segnali con livelli di distorsione molto bassi.
Hanno come svantaggio principale una eccessiva quantità di calore, dato che viene assorbita molta corrente (efficienza del 50%, ovvero metà potenza erogata dall'alimentatore sarà dissipata).
Questo tipo di amplificazione viene molto utilizzato nelle casse acustiche dove non è molto importante l'assorbimento ma la ricerca pura del suono.
CLASSE B: Ha il vantaggio di avere potenze elevate (maggiori del classe A), ma a queste corrispondono elevati livelli di distorsione (in pratica si comporta come un "raddrizzatore a singola semionda", cioè la corrente sul carico sarà il contributo della semionda positiva, opportunamente amplificato e traslato lungo l'ordinata).
L'efficienza è del 78.5% (pi/4).
"Da come ho capito" il classe B da solo spesso non viene utilizzato.
In genere viene utilizzato a coppia con un suo simile (che preleverà dall'ingresso la semionda negativa, quindi con transcaratteristica inversa) in modo da avere in uscita un segnale sinusoidale (si parla di amplificatore push pull).
CLASSE AB: sono una via di mezzo fra A e B: tanta potenza e adeguata distorsione. Hanno molti meno problemi di surriscaldamento degli amplificatori di classe A.
"Su alcuni libri ho trovato che il classe AB viene utilizzato in coppia a un suo simile (come detto classe B) realizzando così un amplificatore push-pull".
Matematicamente non mi torna questo discorso... anche perché non riesco a ottenere un segnale sinusoidale puro in uscita in questo modo.
CLASSE C: Questi amplificatori sono usati in presenza di carichi risonanti (LC) con i quali è possibile ottenere la forma d'onda sinusoidale in uscita.
Seppur abbiamo un'ottima efficienza (si avvicina al 100%) abbiamo pessime prestazioni per quanto riguarda il fattore di utilizzazione del transistor (che tende a 0%). questo è dovuto al fatto che al diminuire dell'angolo di circolazione (thetaC
Quindi, dove viene (veniva) utilizzata questa classe di amplificatori?
Ho provato a scrivere sommariamente tutti i punti che ho capito.
Purtroppo non sono riuscito a trovare un libro o dispensa che riesca a dare un quadro quanto + chiaro della classificazione.
(ho trascurato per non divagarmi troppo la definizione di P.A. e la differenza tra questo e un amplificatore di segnale)
Se avete qualche correzione da farmi o ampliamento è tutto bene accetto!
Grazie anticipatamente,
Andrea
Sto studiando le classi di amplificatori.
La teoria credo di averla ben chiara... la mia curiosità sta sull'applicazione dei vari tipi di amplificatori.
Per semplicità mi restringo alle 4 classi di uso più didattico di amplificatori: A, AB, B, C.
Provo a buttare giù delle considerazioni a livello qualitativo e applicativo:
CLASSE A: Questi amplificatori vengono utilizzati per amplificare segnali con livelli di distorsione molto bassi.
Hanno come svantaggio principale una eccessiva quantità di calore, dato che viene assorbita molta corrente (efficienza del 50%, ovvero metà potenza erogata dall'alimentatore sarà dissipata).
Questo tipo di amplificazione viene molto utilizzato nelle casse acustiche dove non è molto importante l'assorbimento ma la ricerca pura del suono.
CLASSE B: Ha il vantaggio di avere potenze elevate (maggiori del classe A), ma a queste corrispondono elevati livelli di distorsione (in pratica si comporta come un "raddrizzatore a singola semionda", cioè la corrente sul carico sarà il contributo della semionda positiva, opportunamente amplificato e traslato lungo l'ordinata).
L'efficienza è del 78.5% (pi/4).
"Da come ho capito" il classe B da solo spesso non viene utilizzato.
In genere viene utilizzato a coppia con un suo simile (che preleverà dall'ingresso la semionda negativa, quindi con transcaratteristica inversa) in modo da avere in uscita un segnale sinusoidale (si parla di amplificatore push pull).
CLASSE AB: sono una via di mezzo fra A e B: tanta potenza e adeguata distorsione. Hanno molti meno problemi di surriscaldamento degli amplificatori di classe A.
"Su alcuni libri ho trovato che il classe AB viene utilizzato in coppia a un suo simile (come detto classe B) realizzando così un amplificatore push-pull".
Matematicamente non mi torna questo discorso... anche perché non riesco a ottenere un segnale sinusoidale puro in uscita in questo modo.
CLASSE C: Questi amplificatori sono usati in presenza di carichi risonanti (LC) con i quali è possibile ottenere la forma d'onda sinusoidale in uscita.
Seppur abbiamo un'ottima efficienza (si avvicina al 100%) abbiamo pessime prestazioni per quanto riguarda il fattore di utilizzazione del transistor (che tende a 0%). questo è dovuto al fatto che al diminuire dell'angolo di circolazione (thetaC
Quindi, dove viene (veniva) utilizzata questa classe di amplificatori?
Ho provato a scrivere sommariamente tutti i punti che ho capito.
Purtroppo non sono riuscito a trovare un libro o dispensa che riesca a dare un quadro quanto + chiaro della classificazione.
(ho trascurato per non divagarmi troppo la definizione di P.A. e la differenza tra questo e un amplificatore di segnale)
Se avete qualche correzione da farmi o ampliamento è tutto bene accetto!
Grazie anticipatamente,
Andrea
Risposte
Il push-pull è una composizione di due stadi in classe B e rimane di classe B, secondo me quell'AB è un errore tipografico. Ognuno dei due stadi (uno pnp, l'altro npn se lo realizzi a BJT) conduce solo per una semionda e avrai una distorsione, detta di crossover, nel momento in cui si spegne un transistor e passa in conduzione l'altro. La distorsione viene comunque attenuata perché in genere l'amplificatore è in una qualche configurazione retroazionata.
Per quanto riguarda lo stadio in classe AB, in questo si fa in modo che i transistori non lavorino esattamente in modo alternato ma vi sia una lieve sovrapposizione delle loro regioni di on, tramite dei diodi o dei transdiodi che "divaricano" le $V_{BE}$:
Questo garantisce un ulteriore abbattimento della distorsione.
Sugli utilizzi del classe C guarda la pagina di wikipedia che fornisce alcuni esempi (amplificatori RF):
http://en.wikipedia.org/wiki/Amplifier
Per quanto riguarda lo stadio in classe AB, in questo si fa in modo che i transistori non lavorino esattamente in modo alternato ma vi sia una lieve sovrapposizione delle loro regioni di on, tramite dei diodi o dei transdiodi che "divaricano" le $V_{BE}$:
Questo garantisce un ulteriore abbattimento della distorsione.
Sugli utilizzi del classe C guarda la pagina di wikipedia che fornisce alcuni esempi (amplificatori RF):
http://en.wikipedia.org/wiki/Amplifier
Grazie mille elgiovo!
allora, è una distinzione che si basa su come utilizzi i transistor.
La classe A usa i transistor in Regione lineare (RAD per un BJT, SAT per un MOSFET ecc) , si dice che l'ngolo della corrente è 2PI e vuol dire che tutto il periodo del segnale il transistor è in regione lineare.
il rendimento in classe A è nella pratica poco superiore al 20% anche se teoricamente è del 50.
si hanno grandi prestazioni in termini di risposta e di banda. Praticamente questi amp utilizzano un OPAMP in retroazione con un amp. di corrente e un partitore per la retroazione.
Per i classe B l'angolo della corrente è PI. cioè ognuno conduce per meta periodo.
come diceva elgiovo quello è l'amp push pull in classe B. la distorsione di crossover è in realtà compensata dai due diodi e dalla retroazione che attenua tale disturbo.
Quello in realtà è a doppia alimentazione, personalmente delle due ne userei due in controfase poichè con la doppia alimentazione apparte appunto la doppia alimentazione hai che il transistor 2 (pnp) dev'essere sovradimensionato almeno del doppio rispetto all'altro poichè in fase di frenatura l'amp assorbe sia potenza elettrica sia potenza meccanica e la dissipa su T2.
comunque la classificazione si basa sull'utilizzo dei transistor. Spesso gli amp A e B sono usati come regolatori di tensione per diminuire il filtro in uscita ad amp in switching e per migliorare il fattore di potenza.
La classe A usa i transistor in Regione lineare (RAD per un BJT, SAT per un MOSFET ecc) , si dice che l'ngolo della corrente è 2PI e vuol dire che tutto il periodo del segnale il transistor è in regione lineare.
il rendimento in classe A è nella pratica poco superiore al 20% anche se teoricamente è del 50.
si hanno grandi prestazioni in termini di risposta e di banda. Praticamente questi amp utilizzano un OPAMP in retroazione con un amp. di corrente e un partitore per la retroazione.
Per i classe B l'angolo della corrente è PI. cioè ognuno conduce per meta periodo.
come diceva elgiovo quello è l'amp push pull in classe B. la distorsione di crossover è in realtà compensata dai due diodi e dalla retroazione che attenua tale disturbo.
Quello in realtà è a doppia alimentazione, personalmente delle due ne userei due in controfase poichè con la doppia alimentazione apparte appunto la doppia alimentazione hai che il transistor 2 (pnp) dev'essere sovradimensionato almeno del doppio rispetto all'altro poichè in fase di frenatura l'amp assorbe sia potenza elettrica sia potenza meccanica e la dissipa su T2.
comunque la classificazione si basa sull'utilizzo dei transistor. Spesso gli amp A e B sono usati come regolatori di tensione per diminuire il filtro in uscita ad amp in switching e per migliorare il fattore di potenza.
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