Amplificador de potência classe A acoplado a transformador
O amplificador de potência classe A, conforme discutido no capítulo anterior, é o circuito no qual a corrente de saída flui para todo o ciclo da fonte de entrada CA. Também aprendemos sobre as desvantagens que ele tem, como baixa potência de saída e eficiência. A fim de minimizar esses efeitos, o amplificador de potência classe A acoplado a transformador foi introduzido.
o construction of class A power amplifierpode ser entendido com a ajuda da figura abaixo. Isso é semelhante ao circuito amplificador normal, mas conectado com um transformador na carga do coletor.
Aqui, R 1 e R 2 fornecem um arranjo divisor potencial. O resistor Re fornece estabilização, C e é o capacitor de bypass e R e para evitar tensão CA. O transformador usado aqui é um transformador abaixador.
O primário de alta impedância do transformador é conectado ao circuito coletor de alta impedância. O secundário de baixa impedância é conectado à carga (geralmente alto-falante).
Transformer Action
O transformador usado no circuito coletor é para casamento de impedância. R L é a carga conectada no secundário de um transformador. R L 'é a carga refletida no primário do transformador.
O número de voltas no primário é n 1 e o secundário é n 2 . Sejam V 1 e V 2 as tensões primária e secundária e I 1 e I 2 as correntes primária e secundária, respectivamente. A figura abaixo mostra o transformador claramente.
Nós sabemos isso
$$ \ frac {V_1} {V_2} = \ frac {n_1} {n_2} \: e \: \ frac {I_1} {I_2} = \ frac {n_1} {n_2} $$
Ou
$$ V_1 = \ frac {n_1} {n_2} V_2 \: e \: I_1 = \ frac {n_1} {n_2} I_2 $$
Conseqüentemente
$$ \ frac {V_1} {I_1} = \ esquerda (\ frac {n_1} {n_2} \ direita) ^ 2 \ frac {V_2} {I_2} $$
Mas V 1 / I 1 = R L '= resistência de entrada efetiva
E V 2 / I 2 = R L = resistência de saída efetiva
Portanto,
$$ R_L '= \ esquerda (\ frac {n_1} {n_2} \ direita) ^ 2 R_L = n ^ 2 R_L $$
Onde
$$ n = \ frac {número \: de \: voltas \: em \: primário} {número \: de \: voltas \: em \: secundário} = \ frac {n_1} {n_2} $$
Um amplificador de potência pode ser combinado tomando a relação de rotação adequada no transformador redutor.
Operação de Circuito
Se o valor de pico da corrente do coletor devido ao sinal for igual a zero da corrente do coletor do sinal, então a saída de potência CA máxima é obtida. Portanto, para obter uma amplificação completa, o ponto operacional deve estar no centro da linha de carga.
O ponto operacional obviamente varia quando o sinal é aplicado. A tensão do coletor varia em fase oposta à corrente do coletor. A variação da tensão do coletor aparece no primário do transformador.
Análise de Circuito
A perda de energia no primário é considerada insignificante, pois sua resistência é muito pequena.
A potência de entrada sob condição CC será
$$ (P_ {in}) _ {dc} = (P_ {tr}) _ {dc} = V_ {CC} \ vezes (I_C) _Q $$
Sob a capacidade máxima do amplificador classe A, a voltagem oscila de (V ce ) max para zero e a corrente de (I c ) max para zero.
Conseqüentemente
$$ V_ {rms} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(V_ {ce}) _ {max} - (V_ {ce}) _ {min}} {2} \ direita] = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ esquerda [\ frac {(V_ {ce}) _ {max}} {2} \ direita] = \ frac {2V_ {CC}} {2 \ sqrt {2}} = \ frac {V_ {CC}} {\ sqrt {2}} $$
$$ I_ {rms} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(I_C) _ {max} - (I_C) _ {min}} {2} \ right] = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(I_C) _ {max}} {2} \ right] = \ frac {2 (I_C) _Q} {2 \ sqrt {2}} = \ frac {(I_C) _Q} {\ sqrt {2}} $$
Portanto,
$$ (P_O) _ {ac} = V_ {rms} \ times I_ {rms} = \ frac {V_ {CC}} {\ sqrt {2}} \ times \ frac {(I_C) _Q} {\ sqrt { 2}} = \ frac {V_ {CC} \ vezes (I_C) _Q} {2} $$
Portanto,
Eficiência do coletor = $ \ frac {(P_O) _ {ac}} {(P_ {tr}) _ {dc}} $
Ou,
$$ (\ eta) _ {coletor} = \ frac {V_ {CC} \ vezes (I_C) _Q} {2 \ vezes V_ {CC} \ vezes (I_C) _Q} = \ frac {1} {2} $ $
$$ = \ frac {1} {2} \ times 100 = 50 \% $$
A eficiência de um amplificador de potência classe A é de quase 30%, ao passo que foi melhorada para 50% usando o amplificador de potência classe A acoplado a transformador.
Vantagens
As vantagens do amplificador de potência classe A acoplado a transformador são as seguintes.
- Sem perda de potência do sinal nos resistores de base ou coletor.
- Excelente combinação de impedância é alcançada.
- O ganho é alto.
- O isolamento DC é fornecido.
Desvantagens
As desvantagens do amplificador de potência classe A acoplado a transformador são as seguintes.
- Os sinais de baixa frequência são menos amplificados comparativamente.
- O ruído de zumbido é introduzido por transformadores.
- Os transformadores são volumosos e caros.
- Resposta de frequência ruim.
Formulários
As aplicações do amplificador de potência classe A acoplado a transformador são as seguintes.
Este circuito é onde o casamento de impedância é o principal critério.
Eles são usados como amplificadores de driver e às vezes como amplificadores de saída.