Les classes et la classification des amplificateurs avec leurs applications

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Dans les premiers temps, avant l'invention de amplificateurs électroniques , les microphones en carbone couplés sont utilisés comme amplificateurs bruts dans les répéteurs téléphoniques. Le premier appareil électronique qui amplifie pratiquement était le tube à vide Audion, inventé par Lee De Forest en 1906. Le terme amplificateur et amplification vient du mot latin amplificare pour étendre ou agrandir. Le tube à vide est le seul appareil simplificateur depuis 40 ans et a dominé l'électronique jusqu'en 1947. Quand le premier BJT était sur le marché, il a créé une autre révolution dans l'électronique et c'est un premier appareil électronique portable comme la radio à transistors développé en 1954. Cet article traite des classes et de la classification des amplificateurs.

Qu'est-ce qu'un amplificateur et une classification des amplificateurs?

Les amplificateurs sont simplement appelés amplis. L'amplificateur est un appareil électronique utilisé pour augmenter le signal de courant, de tension et de puissance. La fonction de l'amplificateur est d'utiliser la puissance de l'alimentation et une altitude plus longue, il contrôle le signal de sortie à l'aide du signal d'entrée. Un amplificateur module la sortie de l'alimentation en fonction des propriétés du signal d'entrée. L'amplificateur est tout à fait opposé à un atténuateur si l'amplificateur fournit le gain, donc l'atténuateur fournit la perte. L'amplificateur est également une partie discrète de le circuit électrique qui se poursuit avec l'autre appareil.




Amplificateur

Amplificateur

Un amplificateur est utilisé dans tous les équipements électroniques. Les amplificateurs peuvent être classés en différents types. Le premier est l'amélioration de la fréquence du signal électronique. Le suivant est l'amplificateur audio et amplifie le signal dans la plage inférieure à 20 kHz et l'amplificateur RF amplifie les plages de fréquences radio de 20 kHz à 300 kHz. Le dernier est la qualité du courant et la tension est amplifiée



Il existe différents types d'amplificateurs comprenant un amplificateur de courant, un amplificateur de tension ou l'amplificateur de transconductance et l'amplificateur de trans-résistance. De nos jours, la plupart des amplificateurs utilisés sur le marché sont des transistors, mais des tubes à vide sont également utilisés dans certaines applications.

Classification des amplificateurs

Le classification des amplificateurs est montré dans ce qui suit

  • Variable d'entrée et de sortie
  • Terminal commun
  • Unilatéral et bilatéral
  • Inversant et non inverseur
  • Méthode de couplage interétage
  • Gamme de fréquences
  • Fonction

Variable d'entrée et de sortie

L'amplificateur électronique n'utilise qu'une seule variable, à savoir le courant ou la tension. Il peut s'agir de courant ou de tension pouvant être utilisé dans l'entrée ou soit dans la sortie. Il existe quatre types d'amplificateurs et qui dépendent de la source utilisée comme analyse linéaire.


Saisir production Source dépendante Type d'amplificateur Unités de gain

je

je

Source de courant contrôlée actuelle CCCSAmplificateur de courantSans unité

je

V

Source de tension contrôlée par courant CCVSAmplificateur de résistance transOhm

V

je

Source de courant contrôlée en tension VCCSAmplificateur de conductance transSiemens

V

V

Source de tension contrôlée en tension VCVSAmplificateur de tensionSans unité

Terminal commun

La classification de l'amplificateur est basée sur la borne de l'appareil qui est commune aux circuits d'entrée et de sortie. Dans le transistor à jonction bipolaire, il existe trois classes à savoir. un émetteur commun, une base commune et un collecteur commun. Dans le cas de Transistor à effet de champ , il a les configurations correspondantes comme la source commune, la porte commune et un drain commun. L'émetteur commun est le plus fréquemment à fournir une amplification d'une tension appliquée entre la base et l'émetteur. Le signal d'entrée est entre le collecteur et l'émetteur est inversé, il est relatif à l'entrée. Le circuit collecteur commun est appelé émetteur suiveur, suiveur de source et suiveur de cathode.

Unilatéral et bilatéral

L'amplificateur dont la sortie n'affiche aucune rétroaction côté entrée est appelé unilatéral. L'amplificateur unilatéral de l'impédance d'entrée est indépendant de la charge et l'impédance de sortie est l'impédance de la source de signal indépendante.

L'amplificateur qui utilise la rétroaction pour connecter une partie de la sortie à l'entrée est appelé amplificateur bilatéral. L'impédance d'entrée de l'amplificateur bilatéral dépend de la charge et de l'impédance de sortie de l'impédance de la source. Les amplificateurs linéaires unilatéraux et bilatéraux sont désignés comme des réseaux à deux ports.

Inversant et non inverseur

En cela, la classification d'un amplificateur utilise la relation de phase du signal d'entrée au signal de sortie. L'amplificateur inverseur donne une sortie de 180 degrés déphasée avec le signal d'entrée.

L'amplificateur non inverseur continue la phase des formes d'onde du signal d'entrée et l'émetteur est un amplificateur non inverseur. Le suiveur de tension est appelé amplificateur non inverseur et il a un gain unitaire.

Méthode de couplage interétage

Ce type d'amplificateur est classé en utilisant la méthode de couplage du signal en entrée, en sortie et entre les étages. Il existe différents types de méthodes dans l'amplificateur de couplage interétage.

  • Amplificateur de couplage résistif-capacitif
  • Amplificateur de couplage inductif-capacitif
  • Amplificateur de couplage transformé
  • Amplificateur à couplage direct

Classes d'amplificateurs

Il existe différents types de classes d'amplificateurs mentionnés ci-dessous

  • Amplificateur de classe A
  • Amplificateur de classe B
  • Amplificateur de classe C
  • Amplificateur de classe D
  • Amplificateur de classe AB
  • Amplificateur de classe F
  • Amplificateur de classe S
  • Amplificateur de classe R

Amplificateur de classe A

Les amplificateurs de classe A sont des amplificateurs de conception simple et cet amplificateur est principalement des amplificateurs couramment utilisés. Fondamentalement, les amplificateurs de classe A sont les meilleurs amplificateurs de classe en raison de leurs faibles niveaux de distorsion. Cet amplificateur est le meilleur du système audio et, dans la plupart des systèmes audio, utilise un amplificateur de classe A. Les amplificateurs de classe A sont formés par les dispositifs d'étage de sortie qui sont polarisés pour le fonctionnement de classe A. En comparant les autres amplificateurs de classe à l'amplificateur de classe A, la linéarité est la plus élevée.

Amplificateur de classe A

Amplificateur de classe A

Pour obtenir une linéarité et un gain élevés dans un amplificateur de classe A, la sortie de l'amplificateur de classe A doit être polarisée en permanence. On dit donc que l'amplificateur est un amplificateur de classe A. Le courant idéal du signal zéro dans l'étage de sortie doit être égal ou supérieur au courant de charge maximal requis pour produire plus de signal.

Avantages

  • Il élimine la distorsion non linéaire
  • Il a une faible tension d'ondulation
  • Il ne nécessite aucune compensation de fréquence
  • Il n'y a pas de distorsions croisées et de commutation
  • Il y a une faible distorsion harmonique dans l'amplificateur de tension et de courant

Désavantages

  • Les transformateurs utilisés dans cet amplificateur sont en vrac et ils sont coûteux
  • Son exigence de deux transistors identiques

Amplificateur de classe B

Les amplificateurs de classe B sont les moitiés positive et négative des signaux, qui sont allouées aux différentes parties des circuits et du dispositif de sortie allumé et éteint en permanence. Les amplificateurs de base de classe B sont utilisés dans deux transistors complémentaires qui sont FET et bipolaires. Ces deux transistors de chaque moitié de la forme d'onde avec sa sortie sont configurés dans un agencement de type push-pull. Par conséquent, chaque amplificateur ne représente que la moitié de la forme d'onde de sortie.

Amplificateur de classe B

Amplificateur de classe B

Dans l'amplificateur de classe B, si le signal d'entrée est positif, alors le transistor polarisé positivement est conducteur et le transistor négatif est désactivé. Si le signal d'entrée est négatif, alors le transistor positif est désactivé et le transistor polarisé négatif est activé. Par conséquent, le transistor conduit la moitié du temps, quel qu'il soit, comme un demi-cycle positif ou négatif du signal d'entrée.

Avantages

  • Une certaine quantité de distorsion dans le circuit donne plus de sortie par appareil en raison de l'absence d'harmoniques paires
  • L'utilisation du système push-pull dans l'amplificateur de classe B élimine l'harmonique pair

Désavantages

  • Dans l'amplificateur de classe B, il y a une distorsion harmonique élevée
  • Dans cet amplificateur, il n'y a pas besoin d'auto-polarisation

Applications

  • Les amplificateurs de classe B sont utilisés dans une conception à faible coût
  • Cet amplificateur est plus important que l'amplificateur de classe A
  • L'amplificateur de classe B souffre de la mauvaise distorsion si le niveau du signal est faible

Amplificateur de classe AB

La classe AB est la combinaison d'un amplificateur de classe A et de classe B. Les amplificateurs de classe AB utilisent couramment dans les amplificateurs de puissance audio . D'après le diagramme, les deux transistors ont la petite quantité de tension qui est de 5 à 10% du courant de repos et la polarisation du transistor juste au-dessus du point de coupure. Ensuite, le dispositif peut être FET ou bipolaire sera allumé pendant plus de la moitié du cycle, mais il est inférieur au cycle complet du signal d'entrée. Par conséquent, dans la conception d'amplificateur de classe AB, chacun des transistors push-pull conduit un peu plus que le demi-cycle de conduction en classe B, mais beaucoup moins que le cycle complet de conduction de la classe A.

Amplificateur de classe AB

Amplificateur de classe AB

L'angle de conduction de l'amplificateur de classe AB est compris entre 1800 et 3600, ce qui dépend du point de polarisation. L'avantage de la faible tension de polarisation est de donner en série une résistance et une diode.

Avantages

  • La classe AB a un comportement linéaire
  • La conception de cet amplificateur est très simple
  • La distorsion de cet amplificateur est inférieure à 0,1%
  • La qualité sonore de ce son est très élevée

Désavantages

  • La dissipation de puissance de cet amplificateur génère de la chaleur et nécessite une grande quantité de dissipateur thermique
  • Cet amplificateur a une faible efficacité énergétique et l'efficacité moyenne est inférieure à 50%

Applications

Les amplificateurs de classe AB sont utilisés dans les systèmes hi-fi.

Amplificateur de classe C

Le conception de l'amplificateur de classe C a une grande efficacité et une faible linéarité. Dans les amplificateurs précédents, nous avons discuté de la classe A, B et AB sont les amplificateurs linéaires. L'amplificateur de classe C est profondément polarisé, donc le courant de sortie est nul pendant plus de la moitié du signal d'entrée et le transistor est au repos au point de coupure. En raison de la grave distorsion audio, les amplificateurs de classe C sont des oscillations sinusoïdales à haute fréquence.

Amplificateur de classe C

Amplificateur de classe C

Avantages

  • L'efficacité de l'amplificateur de classe C est élevée
  • Dans un amplificateur de classe C, la taille physique est faible pour la puissance o / p donnée

Désavantages

  • La linéarité de l'amplificateur de classe C est faible
  • Les amplificateurs de classe C ne sont pas utilisés dans les amplificateurs audio
  • La plage dynamique de l'amplificateur de classe C est diminuée
  • L'amplificateur de classe C produira plus d'interfaces RF

Applications

Cet amplificateur est utilisé dans les amplificateurs RF

Amplificateur de classe D

L'amplificateur de classe D est un amplificateur à commutation non linéaire ou un amplificateur PWM. Cet amplificateur peut atteindre un rendement de 100% en théorie et il n'y a pas de période pendant le cycle. La tension et les formes d'onde de courant se chevauchent Le courant est tiré uniquement à l'aide d'un transistor qui est à l'état ON. Ces amplificateurs sont également appelés amplificateurs numériques.

Amplificateur de classe D

Amplificateur de classe D

Avantages

  • L'amplificateur de classe D a plus d'efficacité supérieure à 90%
  • Dans les amplificateurs de classe D, il y a une faible dissipation de puissance

Désavantages

La conception de l'amplificateur de classe D est plus complexe que celle de l'amplificateur de classe AB.

Applications

  • Cet amplificateur est utilisé dans les cartes son des appareils mobiles et des ordinateurs personnels
  • Ces amplificateurs sont utilisés dans les voitures des amplificateurs de subwoofer audio.
  • De nos jours, dans la plupart des applications, ces amplificateurs utilisent.

Amplificateur de classe F

Les amplificateurs F sont utilisés pour augmenter l'efficacité et la sortie des résonateurs harmoniques sous la forme d'un réseau de sortie et pour façonner la forme d'onde de sortie en onde carrée. Les amplificateurs de classe F ont plus de 90% d'efficacité si l'accord harmonique infini est utilisé.

Amplificateur de classe F

Amplificateur de classe F

Amplificateur de classe S

Les amplificateurs de classe S sont des opérations similaires aux amplificateurs de classe D. Ces amplificateurs sont des amplificateurs à découpage non linéaire. Il convertit les signaux d'entrée analogiques en impulsions carrées numériques en utilisant les modulations delta-sigma. Il les amplifie pour augmenter la puissance de sortie à l'aide d'un filtre passe-bande. Le signal numérique de l'amplificateur de commutation est entièrement à l'état ON ou OFF et son efficacité peut atteindre 100%.

Amplificateur de classe S

Amplificateur de classe S

Amplificateur de classe T

Les amplificateurs de classe T sont conçus avec un type d'amplificateurs numériques à commutation. De nos jours, ces amplificateurs sont devenus plus populaires en tant que conception d'amplificateur audio en raison de l'extension de la puce DSP et de l'amplificateur de son multicanal. Cet amplificateur convertit le signal du signal analogique en signal de modulation de largeur d'impulsion numérique et l'amplification augmente l'efficacité d'un amplificateur. Les amplificateurs de classe T sont la combinaison d'un signal à faible distorsion de l'amplificateur de classe AB et l'autre est l'efficacité de l'amplificateur de classe D.

Amplificateur de classe T

Amplificateur de classe T

Amplificateur de classe G

L'amélioration de l'amplificateur de classe G est la base de l'amplificateur de classe AB. L'amplificateur de classe G utilisé dans les multiples rails d'alimentation de différentes tensions. Bascule automatiquement entre les rails d'alimentation lorsque le signal d'entrée change. La commutation de contact diminue la consommation d'énergie moyenne, par conséquent, la perte de puissance est produite par la chaleur perdue. Le schéma ci-dessous montre l'amplificateur de classe G.

Amplificateur de classe G

Amplificateur de classe G

Cet article décrit la classification des amplificateurs. En outre, toute question, ressenti quelque chose manqué, vous souhaitez connaître des informations sur un sujet particulier, veuillez me le faire savoir en commentant dans la section des commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, Quelles sont les fonctions des différents types d'amplificateurs?

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