Amplificateur de couplage RC

Le couplage résistance-capacité est, en bref, appelé couplage RC. C'est la technique de couplage la plus utilisée dans les amplificateurs.

Construction d'un amplificateur couplé RC à deux étages

Les détails de construction d'un circuit amplificateur à transistor couplé RC à deux étages sont les suivants. Le circuit amplificateur à deux étages a deux transistors, connectés en configuration CE et une alimentation commune V CC est utilisée. Le réseau diviseur de potentiel R 1 et R 2 et la résistance R e forment le réseau de polarisation et de stabilisation. Le condensateur de contournement d'émetteur C e offre un chemin de faible réactance au signal.

La résistance R L est utilisée comme impédance de charge. Le condensateur d'entrée C dans la présente à l'étape initiale du couple d'amplificateurs signal alternatif à la base du transistor. Le condensateur C C est le condensateur de couplage qui relie deux étages et empêche les interférences CC entre les étages et contrôle le décalage du point de fonctionnement. La figure ci-dessous montre le schéma de circuit de l'amplificateur couplé RC.

Fonctionnement de l'amplificateur couplé RC

Lorsqu'un signal d'entrée alternatif est appliqué à la base du premier transistor, il est amplifié et apparaît à la charge de collecteur R L qui est ensuite passée à travers le condensateur de couplage C C à l'étage suivant. Cela devient l'entrée de l'étage suivant, dont la sortie amplifiée apparaît à nouveau à travers sa charge de collecteur. Ainsi, le signal est amplifié étape par étape.

Le point important à noter ici est que le gain total est inférieur au produit des gains des étapes individuelles. En effet, lorsqu'une deuxième étape est faite pour suivre la première étape, leeffective load resistancedu premier étage est réduit en raison de l'effet de dérivation de la résistance d'entrée du deuxième étage. Par conséquent, dans un amplificateur à plusieurs étages, seul le gain du dernier étage reste inchangé.

Comme nous considérons ici un amplificateur à deux étages, la phase de sortie est la même que l'entrée. Parce que l'inversion de phase est effectuée deux fois par le circuit amplificateur configuré CE à deux étages.

Réponse en fréquence de l'amplificateur couplé RC

La courbe de réponse en fréquence est un graphique qui indique la relation entre le gain de tension et la fonction de la fréquence. La réponse en fréquence d'un amplificateur couplé RC est illustrée dans le graphique suivant.

D'après le graphique ci-dessus, on comprend que la fréquence diminue ou diminue pour les fréquences inférieures à 50 Hz et pour les fréquences supérieures à 20 kHz. tandis que le gain de tension pour la gamme de fréquences entre 50Hz et 20 KHz est constant.

Nous savons que,

$$ X_C = \ frac {1} {2 \ pi f_c} $$

Cela signifie que la réactance capacitive est inversement proportionnelle à la fréquence.

Aux basses fréquences (c'est-à-dire en dessous de 50 Hz)

La réactance capacitive est inversement proportionnelle à la fréquence. Aux basses fréquences, la réactance est assez élevée. La réactance du condensateur d'entrée C in et du condensateur de couplage C C est si élevée que seule une petite partie du signal d'entrée est autorisée. La réactance du condensateur de contournement de l'émetteur C E est également très élevée pendant les basses fréquences. Par conséquent, il ne peut pas shunter efficacement la résistance de l'émetteur. Avec tous ces facteurs, le gain de tension diminue aux basses fréquences.

Aux hautes fréquences (c'est-à-dire au-dessus de 20 KHz)

En considérant à nouveau le même point, on sait que la réactance capacitive est faible aux hautes fréquences. Ainsi, un condensateur se comporte comme un court-circuit, à des fréquences élevées. En conséquence, l'effet de charge de l'étage suivant augmente, ce qui réduit le gain de tension. Parallèlement à cela, à mesure que la capacité de la diode émettrice diminue, elle augmente le courant de base du transistor en raison duquel le gain de courant (β) diminue. Par conséquent, le gain de tension diminue aux hautes fréquences.

Aux fréquences moyennes (c.-à-d. 50 Hz à 20 KHz)

Le gain de tension des condensateurs est maintenu constant dans cette gamme de fréquences, comme indiqué sur la figure. Si la fréquence augmente, la réactance du condensateur C C diminue ce qui tend à augmenter le gain. Mais cette capacité réactive plus faible augmente l'effet de charge de l'étage suivant par lequel il y a une réduction de gain.

En raison de ces deux facteurs, le gain est maintenu constant.

Avantages de l'amplificateur couplé RC

Voici les avantages de l'amplificateur couplé RC.

  • La réponse en fréquence de l'amplificateur RC fournit un gain constant sur une large plage de fréquences, donc la plus adaptée aux applications audio.

  • Le circuit est simple et moins coûteux car il utilise des résistances et des condensateurs bon marché.

  • Il devient plus compact avec la technologie de mise à niveau.

Inconvénients de l'amplificateur couplé RC

Voici les inconvénients de l'amplificateur couplé RC.

  • La tension et le gain de puissance sont faibles en raison de la résistance de charge effective.

  • Ils deviennent bruyants avec l'âge.

  • En raison d'une mauvaise adaptation d'impédance, le transfert de puissance sera faible.

Applications de l'amplificateur couplé RC

Voici les applications de l'amplificateur couplé RC.

  • Ils ont une excellente fidélité audio sur une large gamme de fréquences.

  • Largement utilisé comme amplificateurs de tension

  • En raison d'une mauvaise adaptation d'impédance, le couplage RC est rarement utilisé dans les étapes finales.