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O que é um Amplificador de Poder?

Um amplificador de Energia é um amplificador eletrônico projetado para aumentar a magnitude de poder de um dado sinal de entrada.A potência do sinal de Entrada é aumentada a um nível Alto o suficiente para conduzir cargas de dispositivos de saída Como alto-falantes, fones de ouvido, transmissores RF etc. Ao contrário de amplificadores de tensão/corrente, um amplificador de Energia é projetado para conduzir cargas diretamente e é usado Como um Bloco final EM UMA cadeia de amplificador.

O sinal de Entrada para um amplificador de Energia Precisa ESTAR acima de um Certo limite.Assim, EM vez de passar diretamente o sinal de áudio/RF Bruto para o amplificador de energia, ele é primeiro pré-amplificado usando amplificadores de corrente/voltagem e é enviado Como Entrada para o amplificador de Energia após fazer modificações necessárias.Você Pode observar o diagrama do Bloco de um amplificador de áudio e o USO de amplificador de Energia abaixo.

Neste caso, um microfone é usado Como Fonte de entrada.A magnitude do sinal do microfone não é suficiente para o amplificador de energia.Em primeiro lugar, é pré-amplificado ONDE a SUA tensão e Corrente são ligeiramente aumentadas.Em seguida, o sinal é passado através do circuito de controle de Tom e volume que FAZ ajustes estéticos para a forma de Onda de áudio.Finalmente, o sinal é passado através de um amplificador de Energia e a saída do amplificador de Energia é alimentada a um alto-falante. 

Tipos de amplificadores de Energia

Dependendo do Tipo de dispositivo de saída que está conectado, OS amplificadores de Energia são divididos NOS três tipos seguintes.

Amplificadores de Energia áudio

Este Tipo de amplificadores de Energia são usados para aumentar a magnitude do poder de um sinal de áudio Mais fraco.Os amplificadores utilizados NOS circuitos de condução DOS altifalantes de televisões, telemóveis, etc., são abrangidos por esta categoria.

A saída de um amplificador de potência de áudio VAI de algumas miliwatts (como EM amplificadores de fones de ouvido) a milhares de watts (como amplificadores de Energia EM Sistemas de Teatro Hi-Fi/Home).

Amplificadores de Energia radiofrequência

Transmissões SEM FIO exigem ondas moduladas para Serem enviadas por longas distâncias através do ar.Os sinais são transmitidos usando antenas e a Gama de transmissão depende Da magnitude do poder DOS sinais alimentados à antena.

Para transmissões SEM fio, Como a radiodifusão FM, as antenas exigem sinais de Entrada a milhares de quilowatts de energia.Aqui, amplificadores de Energia de radiofrequência são usados para aumentar a magnitude de Energia Das ondas moduladas a um nível Alto o suficiente para alcançar a distância de transmissão necessária.

Amplificadores de Energia DC

Amplificadores de Energia DC são usados para amplificar o poder de um sinal PWM (Pulse Width Modulated).Eles são usados EM Sistemas de controle eletrônico que precisam de sinais de Alta potência para conduzir motores ou atuadores.Eles recebem Entrada de Sistemas de microcontroladores, aumentam SUA Energia e alimentam o sinal amplificado para motores DC ou atuadores.

Classes Amplificadoras de Poder

Há várias formas de projetar um circuito amplificador de energia.As características de funcionamento e saída de cadA UMA Das configurações de circuito diferem umas Das outras.

Para diferenciar as características e o Comportamento DOS diferentes circuitos amplificadores de energia, são utilizadas classes de amplificador de potência EM que OS símbolos de Letra são atribuídos para identificar o método de operação.

São amplamente classificados EM duas categorias.Amplificadores de Energia projetados para amplificar sinais analógicos são incluídos Na Categoria A, B, AB ou C.Amplificadores de Energia projetados para amplificar sinais digitais Da Largura de Pulso modulados (PWM) estão sob D, E, F, etc.

Os amplificadores de Energia Mais usados são OS que são usados EM circuitos de amplificador de áudio e eles vêm sob as classes A, B, AB ou C. Então vamos Dar UMA olhada Neles EM detalhes.

Amplificador de poder classe A

As formas de Onda analógicas são compostas de Altos e baixos positivos.Nesta classe de amplificadores, toda a forma de Onda de Entrada é USADA no processo de amplificação.

Um único transistor é usado para amplificar as metades positivas e negativas Da forma de onda.Isto Torna o SEU Projeto simples e Torna a classe A amplificadores o Tipo Mais comumente usado de amplificadores de energia.Embora esta classe de amplificadores de poder sejam substituídos por melhores projetos, eles ainda são populares entre OS hobbyists.

Nesta classe de amplificadores, o Elemento ativo (o componente eletrônico usado para amplificar, que é transistor Neste caso) está EM USO o tempo todo, Mesmo que não haja sinal de entrada.Isto Gera Muito calor e Reduz a eficiência DOS amplificadores classe A a 25% EM configuração normal e 50% EM UMA configuração acoplada por transformadores.

O ângulo de condução (a porção de forma de Onda USADA para amplificação, de 360°) para amplificadores de classe A é 360°.Assim, OS níveis de distorção do sinal são Muito Menos permitindo Melhor desempenho de Alta frequência.

Amplificador de potência Da classe B

Amplificadores de potência classe B são projetados para reduzir OS problemAs de eficiência e aquecimento presentes NOS amplificadores classe A.Em vez de um único transistor para amplificar toda a forma de onda, esta classe de amplificadores USA dois transistores complementares.

Um transistor AMPLIFICA metade positiva Da forma de Onda e o outro AMPLIFICA metade negativa Da forma de onda.Assim, cadA dispositivo ativo conduz para metade (180°) Da forma de Onda e dois DelEs quando combinados amplificam todo o sinal.

A eficiência DOS amplificadores de classe B é melhorada Muito sobre OS amplificadores classe A por causa de dois transistor design.Eles podem alcançar UMA eficiência teórica de Cerca de 75%.Amplificadores de Energia desta classe são usados EM dispositivos com bateria, Como rádios FM e rádios transistor.

Devido à superposição de duas metades Da forma de onda, existe UMA Pequena distorção Na região de cruzamento.Para reduzir esta distorção de sinal, amplificadores AB classe são projetados.

Amplificador de potência AB

Amplificadores AB de classe são UMA combinação de amplificadores classe A e classe B.Esta classe de amplificadores é projetada para reduzir o problema de menor eficiência DOS amplificadores classe A e distorção do sinal Na região de cruzamento EM amplificadores classe B.

Mantém UMA resposta de Alta frequência Como EM amplificadores de classe A e boa eficiência Como EM amplificadores de classe B.Uma combinação de díodos e resistências é USADA para fornecer pouca tensão de viés que Reduz a distorção Da forma de Onda perto Da região de cruzamento.Há UMA Pequena Queda Na eficiência (60%) por causa disso.

Amplificador de potência classe C

O Projeto DOS amplificadores de potência classe C permite maior eficiência, MAS Reduz o ângulo de linearidade/condução, que está sob 90°.Por outras palavras, sacrifica a qualidade Da amplificação para aumentar a eficiência.

Ângulo menor de condução IMPLICA maior distorção e assim esta classe de amplificadores não são adequados para amplificação de áudio.Eles são usados EM osciladores de Alta frequência e amplificação de sinais de radiofrequência.

Os amplificadores de classe C geralmente contêm UMA carga sintonizada que Filtra e AMPLIFICA sinais de Entrada de certa frequência, e as formas de Onda de outras frequências são supressos.

Neste Tipo de amplificador de potência, o Elemento Activo conduz apenas Quando a tensão de Entrada está acima de um determinado limiar, o que Reduz a dissipação de Energia e Aumenta a eficiência.

Outras classes de amplificadores de Energia

Classes de amplificador de Energia D, E, F, G, etc. são Usadas para amplificar sinais digitais modulados PWM.Eles vêm sob a Categoria de amplificadores de Energia de comutação e giram a saída constantemente ligado ou constantemente desligado SEM quaisquer outros níveis entre.

Devido a esta simplicidade, OS amplificadores de Energia que CAEM sob as classes acima mencionadas podem alcançar eficiências teóricas de upto (90-100)%.

Aplicações

Abaixo estão as aplicações de amplificadores de Energia EM diferentes setores:

  • Electrónica de Consumidores: Audio power amplifiers are used in almost all consumer electronic devices ranging from microwave ovens, headphone drivers, televisions, mobile phones and Home theatre systems to theatrical and concert reinforcement systems.
  • Industriais: Switching type power amplifiers are used for controlling most of the industrial actuator systems like servos and DC motors.
  • Comunicação SEM fio: High power amplifiers are important in transmission of cellular or FM broadcasting signals to users. Higher power levels made possible because of power amplifiers increases data transfer rates and usability. They are also used in satellite communication equipment.

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