Amplificador de potencia Clase A acoplado a transformador
El amplificador de potencia de clase A, como se discutió en el capítulo anterior, es el circuito en el que fluye la corriente de salida durante todo el ciclo de la fuente de entrada de CA. También hemos aprendido acerca de las desventajas que tiene, como la baja potencia de salida y la eficiencia. Para minimizar esos efectos, se ha introducido el amplificador de potencia de clase A acoplado por transformador.
los construction of class A power amplifierse puede entender con la ayuda de la siguiente figura. Esto es similar al circuito amplificador normal pero conectado con un transformador en la carga del colector.
Aquí, R 1 y R 2 proporcionan una disposición de divisor potencial. La resistencia Re proporciona estabilización, C e es el condensador de derivación y R e para evitar el voltaje de CA. El transformador utilizado aquí es un transformador reductor.
El primario de alta impedancia del transformador está conectado al circuito colector de alta impedancia. El secundario de baja impedancia está conectado a la carga (generalmente altavoz).
Acción transformadora
El transformador utilizado en el circuito del colector es para igualar la impedancia. R L es la carga conectada en el secundario de un transformador. R L 'es la carga reflejada en el primario del transformador.
El número de vueltas en el primario es n 1 y el secundario es n 2 . Sean V 1 y V 2 los voltajes primario y secundario e I 1 e I 2 sean las corrientes primaria y secundaria, respectivamente. La siguiente figura muestra el transformador claramente.
Lo sabemos
$$ \ frac {V_1} {V_2} = \ frac {n_1} {n_2} \: y \: \ frac {I_1} {I_2} = \ frac {n_1} {n_2} $$
O
$$ V_1 = \ frac {n_1} {n_2} V_2 \: y \: I_1 = \ frac {n_1} {n_2} I_2 $$
Por lo tanto
$$ \ frac {V_1} {I_1} = \ left (\ frac {n_1} {n_2} \ right) ^ 2 \ frac {V_2} {I_2} $$
Pero V 1 / I 1 = R L '= resistencia de entrada efectiva
Y V 2 / I 2 = R L = resistencia de salida efectiva
Por lo tanto,
$$ R_L '= \ izquierda (\ frac {n_1} {n_2} \ derecha) ^ 2 R_L = n ^ 2 R_L $$
Dónde
$$ n = \ frac {número \: de \: vueltas \: en \: primaria} {número \: de \: vueltas \: en \: secundaria} = \ frac {n_1} {n_2} $$
Se puede combinar un amplificador de potencia tomando la relación de giro adecuada en el transformador reductor.
Operación del circuito
Si el valor pico de la corriente del colector debido a la señal es igual a la corriente del colector de señal cero, entonces se obtiene la potencia de salida máxima de CA. Entonces, para lograr una amplificación completa, el punto de operación debe estar en el centro de la línea de carga.
El punto de funcionamiento obviamente varía cuando se aplica la señal. El voltaje del colector varía en fase opuesta a la corriente del colector. La variación del voltaje del colector aparece en el primario del transformador.
Análisis de circuitos
Se supone que la pérdida de potencia en el primario es insignificante, ya que su resistencia es muy pequeña.
La potencia de entrada en condiciones de CC será
$$ (P_ {in}) _ {dc} = (P_ {tr}) _ {dc} = V_ {CC} \ times (I_C) _Q $$
Por debajo de la capacidad máxima del amplificador de clase A, el voltaje oscila de (V ce ) máx. A cero y la corriente de (I c ) máx . A cero.
Por lo tanto
$$ V_ {rms} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(V_ {ce}) _ {max} - (V_ {ce}) _ {min}} {2} \ right] = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(V_ {ce}) _ {max}} {2} \ right] = \ frac {2V_ {CC}} {2 \ sqrt {2}} = \ frac {V_ {CC}} {\ sqrt {2}} $$
$$ I_ {rms} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(I_C) _ {max} - (I_C) _ {min}} {2} \ right] = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(I_C) _ {max}} {2} \ right] = \ frac {2 (I_C) _Q} {2 \ sqrt {2}} = \ frac {(I_C) _Q} {\ sqrt {2}} $$
Por lo tanto,
$$ (P_O) _ {ac} = V_ {rms} \ veces I_ {rms} = \ frac {V_ {CC}} {\ sqrt {2}} \ veces \ frac {(I_C) _Q} {\ sqrt { 2}} = \ frac {V_ {CC} \ veces (I_C) _Q} {2} $$
Por lo tanto,
Eficiencia del recolector = $ \ frac {(P_O) _ {ac}} {(P_ {tr}) _ {dc}} $
O,
$$ (\ eta) _ {colector} = \ frac {V_ {CC} \ veces (I_C) _Q} {2 \ veces V_ {CC} \ veces (I_C) _Q} = \ frac {1} {2} $ PS
$$ = \ frac {1} {2} \ times 100 = 50 \% $$
La eficiencia de un amplificador de potencia de clase A es casi del 30%, mientras que se ha mejorado al 50% mediante el uso del amplificador de potencia de clase A acoplado a transformador.
Ventajas
Las ventajas del amplificador de potencia de clase A acoplado a transformador son las siguientes.
- No hay pérdida de potencia de señal en las resistencias base o colector.
- Se logra una excelente adaptación de impedancia.
- La ganancia es alta.
- Se proporciona aislamiento de CC.
Desventajas
Las desventajas del amplificador de potencia de clase A acoplado por transformador son las siguientes.
- Las señales de baja frecuencia están menos amplificadas comparativamente.
- El ruido de zumbido es introducido por transformadores.
- Los transformadores son voluminosos y costosos.
- Respuesta de frecuencia deficiente.
Aplicaciones
Las aplicaciones del amplificador de potencia de clase A acoplado a transformador son las siguientes.
Este circuito es donde la adaptación de impedancia es el criterio principal.
Estos se utilizan como amplificadores de controlador y, a veces, como amplificadores de salida.