Prin amplificare se întelege procesul de marire a valorilor instantanee ale unei puteri sau ale altei marimi, fara a modifica modul de variatie a marimii in timp si folosind energia unor surse de alimentare.
Dupa natura dispozitivelor utilizate in procesul de amplificare se poate vorbi de amplificare electrica, amplificare magnetica, amplificare electromagnetica si amplificare electronica. Circuitele de amplificare ce fac obiectul acestui capitol sunt circuite care amplifica electric prin semiconductibilitate daca sunt realizate cu tranzistoare bipolare sau amplifica electronic daca sunt realizate cu tuburi electronice.

Amplificarea electrica se bazeaza pe proprietati electrice de material, iar cea electronica se bazeaza pe modificarea intensitatii unui curent de electroni prin variatia tensiunilor aplicate unor electrozi de comanda (grile).

In amplificatoarele reale semnalele sunt distorsionate, adica forma semnalului de iesire difera de forma de unda a semnalului de intrare. Performantele unui amplificator sunt apreciate prin caracteristici si parametri care se refera la:

distorsiunea formei de unda a semnalelor;

marimea amplificarii in putere, tensiune sau curent;

stabilitatea functionarii amplificatorului;

sensibilitatea la zgomotele exterioare;

zgomotele interne;

natura dispozitivelor si regimul de functionare al acestora, structura interna, numarul de etaje etc.

CAP. 1.2. CLASIFICAREA AMPLIFICATOARELOR

Clasificarea amplificatoarelor se poate face dupa mai multe criterii:

a) Dupa frecventa semnalelor, amplificatoarele pot fi impartite in: amplificatoare de curent continuu (c.c.) si amplificatoare de curent alternativ (c.a.)

Amplificatoarele de curent continuu amplifica semnale având o variatie arbitrara si oricât de lenta, dar pot sa lucreze si cu semnale de curent alternativ de joasa frecventa.

Amplificatoarele de curent alternativ au in structura cuplaje care nu permit trecerea componentelor c.c. Se clasifica dupa domeniul frecventelor semnalelor in:

amplificatoare de audiofrecventa cu banda cuprinsa intre zeci de Hz si zeci de KHz; sunt considerate ca amplificatoare de joasa frecventa;

amplificatoare de videofrecventa cu banda de la aproximativ 20 Hz la 30 MHz;

amplificatoare de radiofrecventa care sunt destinate amplificarii semnalelor cu frecvente mai mari de 100 KHz.

Daca se tine cont de latimea benzii de frecventa, amplificatoarele de c.a. se impart in:

amplificatoare de banda ingusta;

amplificatoare de banda larga.

Primele au banda mica in raport cu frecventa centrala din banda, iar cele de banda larga au banda comparabila cu frecventa centrala.

b) Dupa natura sarcinii cuplata la iesirea amplificatorului, amplificatoarele sunt: aperiodice care au sarcini neselective (amplificatoare de audiofrecventa si videofrecventa) si selective (acordate) la care banda ingusta se obtine pe seama raspunsului circuitului rezonant.

c) Dupa natura marimii amplificate, amplificatoarele se impart in: amplificatoare de tensiune, de curent si de putere.

    d) Dupa nivelul semnalului, amplificatoarele se impart in:
    - amplificatoare de semnal mic caracterizate printr-o dependenta liniara a semnalului de iesire de semnalul de intrare, incât pentru analiza lor pot fi utilizate modele liniare pentru dispozitivele electronice, modele ce considera parametrii constanti cu valori determinate in punctul static de functionare;
    - amplificatoare de semnal mare caracterizate printr-o dependenta neliniara a semnalului de iesire de semnalul de intrare, iar la analiza si proiectarea lor se folosesc familii de caracteristici de terminal si metode grafo - analitice.

e) Dupa clasa de functionare, amplificatoarele se impart in: amplificatoare in clasa A, B, AB, C. Clasele de functionare sunt de fapt, regimuri de lucru ale amplificatoarelor ce depind de pozitia punctului static de functionare si de amplitudinea semnalului.

Observatie. Exista si alte clase de functionare. De exemplu, amplificatoarele (etajele) selective de putere lucreaza in clasele C, S si D.

CAP. 1.3. AMPLIFICATOARE DE PUTERE

Amplificatoarele de putere se caracterizeaza prin faptul ca lucreaza cu semnale mari, astfel încât sa se obtina o putere utila cât mai mare într-o sarcina data.

De regula sarcina este constituita dintr-un releu, servomotor sau difuzor, ceea ce face ca rezistenta pe care se debiteaza putere sa fie cuprinsa între 1 Q si 100 H. Domeniul caruia îi apartine puterea utila se întinde de la sute de miliwati pâna la sute de wati.

Este evident ca pentru a obtine aceste puteri, punctul de functionare va avea excursii relativ mari, lucru care are trei consecinte :

calculul nu mai poate fi facut cu parametrii de semnal mic, deoarece
acestia sufera variatii importante ;

întrucât punctul de functionare intra în regiunile neliniare, sau
în domeniile lor adiacente, trebuie impus un grad de distorsiuni admisibil;

exista riscul de a scoate tranzistorul din regiunea în care lucreaza
stabil, ceea ce poate duce la distrugerea acestuia.

La aplicatiile care necesita comanda unui releu sau servomotor, distorsiunile nu constituie un criteriu limitativ (ca de exemplu la amplificatoarele de audiofrecventa, unde se urmareste o redare cât mai fidela a programelor, înregistrarilor etc).

Amplificatoarele de putere se împart în trei categorii:

amplificatoare liniare (clasa A), caracterizate prin faptul ca toate
tranzistoarele lucreaza tot timpul în regiunea activa normala a caracteristicilor (aici prin ,,liniar" trebuie înteles ca se urmareste obtinerea unei
relatii cât mai liniare între intrarea si iesirea amplificatorului) ;

amplificatoare cvasiliniare (clasa B si clasa AB) la care unele
tranzistoare pot fi blocate sau saturate în anumite intervale de timp, dar
iesirea circuitului depinde totusi printr-o relatie liniara de intrare;

amplificatoare neliniare (clasa C si clasa D), unde cel putin în
anumite momente din timp relatia iesire-intrare este neliniara.

Un alt criteriu de clasificare este dupa conexiunea în care lucreaza tranzistoarele de putere. Astfel, conexiunea EC are posibilitatea de a da amplificarea în putere cea mai mare .

TIP

I_F/T_amb

I_O/T_amb

V_RRM

V_R

[V]

I_FRM

[A]

I_FSM

[10 ms]

[A]

V_F/I_F

I_R/T_amb

V_RRM

[A]

[^oC]

[A]

[^oC]

[V]

[A]

[mA]

[^oC]

1 A

1N4001

1N4002

1N4003

1N4004

1N4005

1N4006

1N4007

CAPSULA

CAP. 4. FUNCTIONAREA SCHEMEI

S-a aratat ca un tranzistor polarizat în regiunea activa normala a caracteristicilor se comporta în circuitul emitor-colector ca un generator de curent constant. Daca însa peste tensiunea continua aplicata jonctiunii emitor-baza se aplica un semnal alternativ, a carui amplitudine este mult mai mica decât U_Be (ceea ce uneori se numeste /conditia de semnal mic), este evident ca si curentul de emitor va varia în ritmul semnalului, în jurul valorii stabilite de punctul static de functionare.

Fig. 1. Circuit de amplificare în conexiune EC - montaj clasic de amplificator, utilizând un tranzistor în conexiune EC.

În continuare, curentul de colector va pastra aceasta variatie în jurul valorii sale de dinaintea aplicarii semnalului si daca în circuitul de colector se conecteaza o rezistenta, caderea de tensiune la bornele acesteia va prezenta, pe lânga componenta continua, si o componenta alternativa.

Daca rezistenta din colector este suficient de mare, tensiunea alternativa care se culege la bornele ei poate fi de circa 100 ori mai mare decât semnalul aplicat, ceea ce înseamna ca se obtine o amplificare importanta.

In figura 1 este desenat un montaj clasic de amplificator, utilizând un tranzistor in conexiune EC.

Dupa cum se vede, baza este polarizata prin divizorul RR₂, iar în emitor exista rezistenta R₄ pentru a stabiliza punctul static în raport cu variatiile temperaturii. Rezistenta R₃ are rol si în polarizare, dar ea este rezistenta de sarcina, la bornele careia apare semnalul amplificat. Condensatorul C₄ are rolul de a pune emitorul la masa din punct de vedere alternativ, adica la frecventa de lucru reactanta lui este mult mai mica dccît valoarea rezistentei R±. Din acest motiv el se numeste condensator de decuplare.

Condensatoarele C_x si C₃ au rolul de a bloca componentele continue de ia intrare, respectiv iesire, izolând etajul de generator si respectiv de etajul urmator din punct de vedere continuu. Ele se comporta în curent alternativ ca niste scurtcircuite, servind la aducerea semnalului pe baza si respectiv extragerea semnalului amplificat din colector. Din acest considerent ele se numesc si condensatoare de cuplaj.

Grupul U_g, R_g reprezinta tensiunea electromotoare si respectiv rezistenta interna a generatorului de semnal.

Tensiunea alternativa U₁ care apare la intrarea etajului se aplica de fapt jonctiunii emitor-baza (prin C_t si C₄, care se comporta ca niste scurtcircuite). Ea moduleaza în ritmul ei curentul de emitor si cel de colector, asa cum se observa din figura 2, unde semnalul s-a presupus sinusoidal.

Fig.2.Variatia in timp a tensiunii baza -emitor

Tensiunea de iesire U₂ poate fi privita fie drept caderea de tensiune cu semn schimbat (a curentului de colector si a tensiunii colector emitor de sarcina ( întrucât în curent alternativ borna + E_c este la masa, bateria comportându-se ca un scurtcircuit), fie drept caderea de tensiune între colector si emitor. Fie ca se rationeaza pe o varianta sau pe cealalta, este clar ca la cresterea curentului de colector corespunde scaderea tensiunii U₂ si viceversa.

Fig. 3. Deplasarea punctului de functionare în planul i_c- u_CE.

Rezulta ca tensiunea de iesire este în antifaza cu tensiunea de intrare, si totodata în antifaza cu curentul de colector.

Întrucât regimul sinusoidal se suprapune peste cel continuu, se pot scrie ecuatiile :

U_BE = U_BE + U_be sin wt

u_Ce = u_ce + U_ce sin (wi + tt) = U_CE - U_ce sin w t

Cu ajutorul carora se determina limitele M si N între care variaza punctul de functionare pe dreapta de sarcina, în jurul pozitiei Q de repaus, stiind ca sin cot este cuprins între - 1 si +1. Desenul corespunzator este prezentat în figura 3.

Prin definitie, locul geometric descris de punctul de functionare atunci cînd pe baza se aplica un semnal oarecare se numeste caracteristica dinamica.

în cazul de fata, acest loc geometric este segmentul MN, ale carui capete sînt simetrice fata de Q (întrucît si semnalul aplicat este simetric fata de axa timpului).

CAP. 5. ANEXE :

AMPLIFICATOR AUDIO DE 10W FORMAT ELECTRONIC

v ELECTRONICS WORKBENCH V5.12

v EAGLE ( CABLAJ );

CAP. 6. BIBLIOGRAFIE

v Circuite integrate liniare vol. 3, Ed. Tehnium Bucuresti

v Miron C., Introducere în circuite electronice, Editura Dacia, Cluj-Napoca,

v Dascalu D., s.a., Dispozitive si circuite electronice, Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti, 1982;

v Oltean, G., Miron, C., Gordan, Mihaela, Hotoleanu, M., Dispozitive si circuite electronice. Îndrumator de laborator, II. Multiplicare UTCN, 1999;

v Miron,C., Oltean, G., Gordan, Mihaela, Dispozitive si circuite electronice, --- Culegere de probleme, Editura Casa Cartii de Stiinta, Cluj-Napoca, 1999;

v Lungu,S., s.a. - Electronica. Culegere de probleme Editura Casa Cartii de Stiinta, Cluj-Napoca, 1993;

v Dascalu,D., s.a. - Dispozitive si Circuite Electronice. Probleme, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982;

v Croitoru,V., s.a. - Electronica. Culegere de probleme, Ed.Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982;

v Ciugudean, M., s.a. - Electronica aplicata cu circuite integrate analogice. - Dimensionare., Editura de Vest, Timisoara,1991;

v Ciugudean, M., s.a. - Stabilizatoare de tensiune cu circuite integrate liniare. Dimensionare, Editura de Vest,Timisoara, 2001;

Document Info

Accesari: 25341
Apreciat:

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta

Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site

Copiaza codul:
in pagina web a site-ului tau.

eCoduri.com - coduri postale, contabile, CAEN sau bancare

Politica de confidentialitate | Termenii si conditii de utilizare