|
|
|
Etajele de putere pentru semnalele de frecventa audio se pot realiza cu tranzistoare functionand in clasa A (cand elementul activ ce debiteaza putere in sarcina este permanent in conductie) sau in clasa B, in contratimp (elementul activ ce debiteaza putere in sarcina este in conductie o semiperioada a semnalului).
Amplificatorul de putere de clasa A asigura o reproducere fidela a semnalului in sarcina, dar cu un randament scazut, ceea ce determina o putere disipata de elementul de putere mare in comparatie cu puterea utila. Amplificatorul de putere in clasa B in contratimp este caracterizat printr-un randament ridicat, ceea ce inseamna o buna utilizare a tranzistoarelor de putere, dar semnalul in sarcina va fi distorsionat, in principal, datorita caracteristicii de transfer neliniare.
3. In schema de principiu din fig.1, in care
este reprezentat un amplificator de putere de clasa B in contratimp cu
tranzistoarele complementare, curentul prin sarcina este asigurat de
tranzistorul 
pe semialternanta pozitiva si de tranzistorul 
pe semialternanta negativa.
Caracteristica de transfer a etajului, reprezentata in fig.2.a,
este neliniara, astfel ca la un semnal sinusoidal aplicat la intrare
(fig.2.b) se obtine, in sarcina, un curent distorsionat (fig.2.c)
; acestea sunt distorsiunile de
neliniaritate (sau de trecere).
4. Functionarea in clasa AB se poate
realiza, de exemplu, sub forma din fig.3, pentru un circuit cu o
singura sursa de polarizare, in care sarcina se cupleaza prin
capacitate. Prin rezistenta 
circula curentul de colector al
tranzistorului 
, care asigura o
cadere de tensiune de circa 1.2 -1.3 V la bornele ei, suficienta
pentru mentinerea in conductie a tranzistoarelor si , in absenta
semnalului (tensiunea continua din emitoarele celor doua tranzistoare
de putere se stabileste printr-o reactie negativa de curent
continuu). Rezistenta 
asigura inchiderea curentului de colector al
tranzistorului si contribuie la formarea sarcinii de
colector a tranzistorului . Semnalul variabil se
aplica pe baza tranzistorului
5.
La etajul final trebuie sa se realizeze o plasare corecta a punctului
static de functionare in scopul utilizarii cat mai bune a tensiunii
sursei de alimentare. Se defineste coeficientul de utilizare a tensiunii
de alimentare sub forma :
(1), unde 
- amplitudinea semnalului
de sarcina, 
presupus sinusoidal; 
- valoarea varf la varf a
tensiunii de iesire; 
- tensiunea de alimentare aplicata
efectiv etajului final de putere.
Punctul static de functionare trebuie astfel
ales incat 
, cu semnal de
iesire nedistorsionat, sa aiba o valoare cat mai apropiata
de 1. Pentru circuitul din fig.3, tensiunea pe emitoarele
tranzistoarelor finale nu poate ajunge la 0 (ramane tensiunea de
saturatie a tranzistorului ) si nici la 
(ramane ca diferenta tensiunea 
si tensiunea de saturatie a
tranzistorului ). Asa cum se vede
si in fig.5, se obtine :
6. Din punct de vedere energetic, se pot deduce urmatoarele relatii:
-
Puterea utila in sarcina :
(2) (cu valoarea maxima pentru 
-
Puterea absorbita de la sursa de alimentare de etajul final :
(3);
-
Randamentul : 
(4);
-
Puterea disipata de tranzistoarele de putere :
(5).
Tensiunea de alimentare se aplica la borna 6, iar miliampermetrul utilizat pentru masurarea curentului de alimentare este scurtcircuitat cu o capacitate de valoare foarte mare.
Cu ajutorul potentiometrului 
se regleaza polarizarea corecta in
clasa AB de functionare, iar cu ajutorul potentiometrului 
se fixeaza punctul static de
functionare al etajului final, avand in vedere cuplajul pe curent continuu
intre etaje; stabilitatea punctelor statice de functionare se
realizeaza prin reactie negativa pe curent continuu
permanenta obtinuta prin rezistentele 
si 
. Prin aceleasi
rezistente, se aplica si reactia negativa de tensiune
pe semnal variabil, care poate fi intrerupta, prin cuplarea
capacitatii 
la masa.
2. Se realizeaza conexiunea bootstrap (bornele 5 si 7 legate impreuna), se conecteaza miliampermetrul (intre bornele 9 si 6) si se alimenteaza montajul cu tensiune continua de 15 V intre borna 6 (+) si masa (-).
3. Se studiaza performantele energetice ale amplificatorului.
Se deseneaza forma de unda la borna 3 cu
osciloscopul cuplat pe curent continuu, pentru 
. Se mareste
apoi amplitudinea semnalului de la intrare astfel incat sa se produca
o usoara limitare sus si jos; se masoara, asa cum
se vede si in, valorile tensiunilor 
si 
si se explica
diferenta dintre ele prin analiza schemei electrice a amplificatorului.
4. Se studiaza efectul tensiunii de alimentare
asupra puterii utile maxime. Pentru aceasta, se alimenteaza montajul cu
tensiuni de alimentare de 9, 12 si 15 V si se masoara,
pentru fiecare tensiune de alimentare, tensiunea continua la borna 9 (), si tensiunea
maxima de iesire (se regleaza potentiometrul ). Se va completa tabelul
2.
5. Se studiaza efectul plasarii incorecte a punctului static de functionare al etajului final. Tensiunea de alimentare este 15 V.
6. Se studiaza distorsiunile de neliniaritate specifice amplificatoarelor in contratimp clasa B.
7. Se efectueaza masuratori privind amplificarile cu si fara reactie pentru diferite valori ale factorului de reactie, avand in vedere importanta deosebita a acestui factor pentru amplificator.
In ambele cazuri, se determina valoarea maxima a coeficientului de utilizarea
tensiunii de alimentare.
