Amplificator de Putere în Contratimp

LUCRAREA NR. 12 - AMPLIFICATOR DE PUTERE ÎN CONTRATIMP

1. Lucrarea are ca scop studiul experimental al unor aspecte ale functionarii unui amplificator

de putere în contratimp de clasa B sau AB.

2. Etajele de putere pentru semnalele de frecventa audio se pot realiza cu tranzistoare

functionând în clasa A (când elementul activ ce debiteaza putere în sarcina este permanent în

conductie) sau în clasa B, în contratimp (elementul activ ce debiteaza putere în sarcina este în

conductie o semiperioada a semnalului).

Amplificatorul de putere de clasa A asigura o reproducere fidela a semnalului în sarcina, dar

cu un randament scazut, ceea ce determina o putere disipata de elementul de putere mare în comparatie

cu puterea utila. Amplificatorul de putere în clasa B în contratimp este caracterizat printr-un

randament ridicat, ceea ce înseamna o buna utilizare a tranzistoarelor de putere, dar semnalul în

sarcina va fi distorsionat, în principal, datorita caracteristicii de transfer neliniare.

3. În schema de principiu din fig.1, în care este reprezentat un amplificator de putere de clasa

B în contratimp cu tranzistoarele complementare, curentul prin sarcina este asigurat de tranzistorul 1 T

pe semialternanta pozitiva si de tranzistorul 2 T pe semialternanta negativa. Caracteristica de transfer a

etajului, reprezentata în fig.2.a, este neliniara, astfel ca la un semnal sinusoidal aplicat la intrare

(fig.2.b) se obtine, în sarcina, un curent distorsionat (fig.2.c) ; acestea sunt distorsiunile de neliniaritate

(sau de trecere).

Reducerea distorsiunilor de neliniaritate se face prin utilizarea unei reactii negative de

tensiune sau/si prin trecerea la o functionare în clasa AB, care consta în prepolarizarea celor doua

tranzistoare în asa fel încât ele sa se afle, în absenta semnalului, la limita de conductie (si nu blocate,

ca în cazul functionarii în clasa B); amplificatorul de putere în clasa AB pastreaza performantele

energetice (randamentul ramâne bun) dar se obtine o caracteristica de transfer mai liniara si semnalul

de iesire va fi mai putin distorsionat.

În ceea ce priveste reactia negativa, distorsiunile de neliniaritate sunt considerate ca perturbatii

interne amplificatorului si vor fi micsorate de ( A r ² + 1 ) ori ; cu cât factorul de reactie ( A r ² + 1 ) este

mai mare, cu atât distorsiunile de neliniaritate vor fi mai mici, la acelasi nivel cu semnalul de sarcina.

Distorsiunile de neliniaritate cresc odata cu cresterea frecventei semnalului, deoarece, în acest

caz, scade amplificarea fara reactie, A si deci factorul de reactie ( A r ² + 1 ).

4. Functionarea în clasa AB se poate realiza, de exemplu, sub forma din fig.3, pentru un circuit

cu o singura sursa de polarizare, în care sarcina se cupleaza prin capacitate. Prin rezistenta R circula

curentul de colector al tranzistorului 3 T , care asigura o cadere de tensiune de circa 1.2 -1.3 V la

bornele ei, suficienta pentru mentinerea în conductie a tranzistoarelor 1 T si 2 T , în absenta semnalului

(tensiunea continua din emitoarele celor doua tranzistoare de putere se stabileste printr-o reactie

negativa de curent continuu). Rezistenta 1 R asigura închiderea curentului de colector al tranzistorului

3 T si contribuie la formarea sarcinii de colector a tranzistorului 3 T . Semnalul variabil se aplica pe baza

tranzistorului 3 T .

5. La etajul final trebuie sa se realizeze o plasare corecta a punctului static de functionare în

scopul utilizarii cât mai bune a tensiunii sursei de alimentare. Se defineste coeficientul de utilizare a

tensiunii de alimentare sub forma :