Calculul Etajelor de Amplificare după Tensiune și Putere

Introducere:

Dirijarea cu energie, in cazul în care cu o cantitate mică de energie este dirijată o cantitate mult mai mare se numeşte proces de amplificare. Este necesar ca procesul de amplificare să fie continuu, lent şi omogen. Dispozitivele, care asigură această dirijare se numesc amplificatoare

Un amplificator este un circuit electronic care măreşte puterea unui semnal electric, lăsând neschimbată variaţia lui în timp.De exemplu, un transformator sau un circuit acordat nu reprezintă amplificatoare, deşi măresc tensiunea sau curentul la ieşire, întrucât nu sînt capabile să mărească puterea semnalului de intrare.

Prin definiţie, amplificarea în tensiune kU este raportul dintre tensiunea de la ieşire U2 şi cea de la intrare U1; amplificarea în curent AI este raportul dintre curentul de ieşire I2 şi curentul de intrare I1, iar amplificarea în putere AP este raportul dintre puterile de ieşire şi respectiv cea de intrare

Aşadar: kU = U2/ U1, kI = I2/ I1, kP= P2/ P1.

1. După caracterul semnalelor amplificate, amplificatoarele se împart în :

• amplificatoare de semnale analogice;

• amplificatoare de semnale impuls ;

2. După tipul varierii semnalelor în timp, amplificatoarele se impart în :

• amplificatoare de curent continuu (amplificatoarele semnalelor ce variază lent in timp);

• amplificatoare de curent alternativ (de semnal variabil), care la rîndul lor se mai împart în :

- amplificatoare de frecvenţă joasă

- amplificatoare de frecvenţă inaltă

- amplificatoare cu bandă largă

- amplificatoare universale

3. In dependenţă de tipul sarcinii şi destinaţie sunt:

• amplificatoare de curent

• amplificatoare de tensiune

• amplificatoare de putere

4. În dependenţă de tipul elementelor active utilizate in amplificator :

• amplificatoare pe baza tuburilor electronice

• amplificatoare pe baza dispozitivelor semiconductoare

• amplificatoare pe baza dispozitivelor optoelectronice

• amplificatoare pe baza dispozitivelor magnetice

5. După durata de conducţie a elementului activ, se pot împărţi în:

• amplificatoare clasă A, la care unghiul de conducţie ;

• amplificatoare clasă AB, la care (adică durata de conducţie este mai mare decît durata de blocare);

• amplificatoare clasă B, caracterizate prin (deci durata de conducţie este egală cu cea de blocare);

• amplificatoare clasă C, avînd (durata de conducţie mai mică decît cea de blocare);

• amplificatoare clasă D,care au de asemenea ,dar lucrează în regim de impulsuri dreptunghiulare.

Noţiuni teoretice:

Amplificatorul de putere ca regulă constă din câteva etaje: prefinal şi cel final. Parametrii lui tehnici într-o mare măsură depind de etajul final. Amplificatorul poate avea următorii parametri:

• coeficientul de amplificare după tensiune (Ku);

• coeficientul de amplificare după curent (Ki);

• coeficientul de amplificare după putere (Kp);

• distorsiuni neliniare;

• puterea de ieşire nominală;

• impedanţa de intrare;

• impedanţa de ieşire;

• rezistenţa de intrare;

• impedanţa de ieşire.

Caracteristicile principale sunt:

1. caracteristica amplitudă-frecvenţă, care prezintă dependenţa coeficientului de amplificare de frecvenţă;

2. caracteristica fază-frecvenţă, care prezintă dependenţa defazajului semnalului de intrare şi ieşire de frecvenţă.

Amplificatoarele pot fi realizate pe tuburi electronice, tranzistoare şi microcircuite. La amplificatorul cu tuburi electronice in etajul final avem un transformator de putere, destinaţia căruia constă în acordarea rezistenţei joase a sarcinii cu rezistenţă de ieşire înaltă a tuburilor etajului final şi în majorarea puterii. În acest caz transformatorul trebuie să aibă puteri minime. Odată cu apariţia tranzistoarelor de putere înaltă cu rezistenţă de ieşire joasă necesitatea utilizării transformatorului a dispărut.

Transformatorul în amplificatorul de putere prezintă un element netehnologic şi de obicei are gabarite şi masă mari, ceea ce nu permite de a fabrica amplificatoare sub formă de circuite integrate. În afară de aceasta transformatorul de ieşire prezintă o sursă de distorsiuni de frecvenţă cum în gama frecvenţelor joase aşa şi în gama celor înalte şi de asemenea micşorează coeficientul total de utilizare a amplificatorului din cauza pierderilor. În aşa fel, în comparaţie cu amplificatorul, transformatorul cu tranzistoare are un şir de avantaje: conţine elemente tehnologice produse în masă, are gabarite şi mase mici, distorsiuni mici, poate fi efectuat sub formă de circuite integrate.