Qu'est-ce qu'un amplificateur push-pull: schéma de circuit et son principe de fonctionnement

Qu'est-ce qu'un amplificateur push-pull: schéma de circuit et son principe de fonctionnement

Lorsque le besoin de communication audio longue distance augmentait, cela créait le besoin d'augmenter l'amplitude des signaux électriques pour les transmettre sur de longues distances. Des départements comme le téléphone et la télégraphie, la transmission duplex, etc. ont adopté diverses méthodes pour amplifier les signaux, mais les résultats sont restés insatisfaisants. C'est vers l'année 1912 que le monde a été introduit pour la première fois Amplificateurs . Ce sont des appareils qui peuvent amplifier pour augmenter la puissance d'un signal d'entrée. Dans les premiers amplificateurs, les tubes à vide ont été utilisés qui sont plus tard remplacés par des transistors dans les années 1960. Il existe de nombreux types d'amplificateurs basés sur les circuits actifs utilisés pour les concevoir, en fonction de leur fonctionnement, etc… Un amplificateur de puissance est conçu pour augmenter la puissance disponible pour la charge. L'amplificateur push-pull est l'un des amplificateurs de puissance.



Qu'est-ce qu'un amplificateur push-pull?

L'amplificateur push-pull est un type d'amplificateur de puissance. Il contient une paire d'appareils actifs tels qu'une paire complémentaire de transistors . Ici, un transistor alimente la charge à partir de l’alimentation positive et l’autre absorbe le courant de la charge à la terre.


Ces amplificateurs sont plus efficaces que les amplificateurs de classe A asymétriques. Les transistors présents dans cet amplificateur sont anti-phasés. La différence entre les sorties de ces deux transistors est donnée à la charge. Les harmoniques d'ordre pair présentes dans le signal sont éliminées. Cette méthode réduit la distorsion présente dans le signal due aux composants de non-linéarité.





Ces amplificateurs sont appelés amplificateurs push-pull, car ici l’un des transistors pousse le courant dans un sens tandis que l’autre tire le courant dans une autre direction. Dans l'amplificateur push-pull, un transistor fonctionne pendant la moitié positive du cycle du signal tandis que l'autre fonctionne pendant la moitié négative.

Schéma

Le circuit de l'amplificateur Push-pull contient deux transistors, un NPN et un PNP, comme dispositifs actifs. Ces transistors sont anti-phasés. Un transistor est polarisé en direct pendant le demi-cycle positif du signal tandis que l'autre pendant la moitié négative du cycle. Pour diviser le signal d'entrée en deux signaux identiques déphasés de 180 degrés, un transformateur de couplage à prise centrale T1 est utilisé à la source de l'amplificateur.



Cet amplificateur peut être construit dans différentes configurations telles que des amplificateurs push-pull de classe A, de classe B et de classe AB. Les circuits conçus pour ces classes sont différents.


Schéma de circuit pour amplificateur push-pull de classe A

L'amplificateur de classe A contient deux transistors identiques Q1 et Q2. Les bornes d'émetteur de ces deux transistors sont connectées ensemble. Les résistances R1 et R2 sont utilisées pour polariser les transistors. Un transistor doit être polarisé en direct pendant le demi-cycle positif du signal tandis que l'autre pendant le demi-cycle négatif.

Amplificateur push-pull de classe A

amplificateur de classe a push-pull

Les bornes de collecteur de ces deux transistors sont reliées aux deux extrémités de l'enroulement primaire du transformateur de sortie T2. Les extrémités de base de ces deux transistors sont connectées à l'enroulement secondaire du transformateur d'entrée T1. L'alimentation est connectée entre la prise centrale du primaire de T2 et la jonction d'émetteur des Q1, Q2.

La charge est fixée au secondaire du transformateur T2. Le courant de repos de Q1 et Q2 circule dans la direction opposée à travers les moitiés du primaire de T2. Cela annule la saturation magnétique dans le circuit.

Schéma de circuit pour amplificateur push-pull de classe B

Il n'y a pas de résistances de polarisation R1 et R2 dans l'amplificateur de classe B. Ici, les deux transistors sont polarisés aux points de coupure. Les transistors ne consomment aucune puissance dans les conditions idéales. Ainsi, le rendement de l'amplificateur Push-pull de classe B est supérieur à celui de l'amplificateur Push-pull de classe A.

Schéma de circuit de l'amplificateur push-pull de classe AB

Ce circuit est similaire à l'amplificateur push-pull de classe A. Mais contrairement à la classe A dans la classe AB, les valeurs de résistance de polarisation sont sélectionnées de telle sorte que les transistors Q1 et Q2 soient polarisés juste au-dessus de la coupure de tension. Cette disposition réduit le temps pendant lequel les transistors seront simultanément OFF. Ainsi, la distorsion croisée est réduite dans l'amplificateur de classe AB.

Amplificateur push-pull fonctionnant

L'étage de sortie de cet amplificateur peut conduire le courant dans les deux sens à travers la charge. Il contient deux transistors anti-phasés Q1 et Q2. Le transformateur de couplage d'entrée T1 divise le signal d'entrée en deux moitiés identiques, tous les 180 degrés déphasés. Un transistor est polarisé en direct pendant le demi-cycle positif et laisse passer le courant. L'autre transistor reste polarisé en inverse pendant le demi-cycle positif. Cette condition est inversée lorsque le demi-cycle négatif est appliqué aux transistors.

Les courants de collecteur I1 et I2 de Q1 et Q2 circulent dans le même sens à travers les moitiés correspondantes du primaire du transformateur T2. Cela induit une sortie amplifiée du signal d'entrée dans le secondaire du transformateur T2. Ainsi, le courant traversant le secondaire de T2 est la différence entre les courants de collecteur des transistors.

Avantages

La sortie de l'amplificateur Push-pull est la différence entre les courants de collecteur des deux transistors. Cela élimine les harmoniques de la sortie. Cette méthode réduit également la distorsion. L'amplificateur de classe B a un rendement élevé et peut fonctionner dans des conditions d'alimentation limitées. L'amplificateur de classe B a un circuit simple et sa sortie ne contient même pas d'harmoniques. La distorsion croisée est réduite dans les amplificateurs de classe AB.

Applications

Certaines des applications des amplificateurs push-pull sont les suivantes:

  • Ces amplificateurs sont utilisés dans les systèmes RF.
  • Dans les systèmes numériques, ces amplificateurs sont utilisés en raison de leur faible coût et de leur conception plus petite.
  • Ceux-ci sont utilisés pour l'amplification audio sur la télévision, les téléphones portables, les ordinateurs.
  • Dans les systèmes de communication longue distance où une faible distorsion est requise, ces amplificateurs sont utilisés.
  • Ceux-ci sont utilisés avec des haut-parleurs.
  • Pour l'amplification des signaux de radiofréquence.
  • Dans les systèmes électroniques de puissance, des amplificateurs push-pull sont utilisés.

FAQ

1). Pourquoi s'appelle-t-il un amplificateur push-pull?

Cet amplificateur a deux transistors dans le circuit. L'un des transistors pousse le courant vers la sortie pendant le demi-cycle positif du signal d'entrée L'autre transistor tire le courant vers la sortie pendant le demi-cycle négatif du signal d'entrée Ainsi, l'amplificateur est appelé amplificateur push-pull.

2). Qu'est-ce qu'un amplificateur push-pull gratuit?

L'utilisation d'un transformateur rend la conception de l'amplificateur push-pull encombrante. Pour supprimer cet inconvénient, deux transistors, un NPN et un PNP, complémentaires l'un de l'autre, sont utilisés à l'étage d'entrée de l'amplificateur Push-pull. Cette conception est connue sous le nom d'amplificateur push-pull gratuit.

3). Qu'est-ce que le push-pull?

L'étage de sortie push-pull est conçu à l'aide de deux transistors complémentaires qui fournissent alternativement la charge de courant et absorbent le courant de la charge.

4). Pourquoi un amplificateur push-pull est utilisé?

Un amplificateur push-pull est généralement préféré pour amplifier les signaux sans distorsion.

5). Quel amplificateur a le plus haut rendement?

L'amplificateur push-pull de classe B a le rendement le plus élevé de 78,9%.

Outre les transistors, des tubes à vide sont également utilisés comme éléments actifs dans ces amplificateurs. Aujourd'hui transformateurs sont très rarement utilisés à l'étage de sortie des amplificateurs. Dans le push-pull symétrique, chaque paire de sorties reflète l'autre. Ici, le NPN d'une moitié est reflété avec le PNP de l'autre. De même, il existe des push-pull quasi symétriques, super symétriques, de loi carrée en fonction de leurs circuits de sortie. Voici une question pour vous, quelle est la fonction principale d'un amplificateur?