Amplificateur de puissance de classe A couplé par transformateur

L'amplificateur de puissance de classe A, comme décrit dans le chapitre précédent, est le circuit dans lequel le courant de sortie circule pendant tout le cycle de l'alimentation d'entrée CA. Nous avons également appris ses inconvénients, tels que la faible puissance de sortie et l'efficacité. Afin de minimiser ces effets, l'amplificateur de puissance de classe A couplé par transformateur a été introduit.

le construction of class A power amplifierpeut être compris à l'aide de la figure ci-dessous. Ceci est similaire au circuit amplificateur normal mais connecté à un transformateur dans la charge du collecteur.

Ici, R 1 et R 2 fournissent une disposition de diviseur de potentiel. La résistance Re assure la stabilisation, C e est le condensateur de dérivation et R e pour empêcher la tension alternative. Le transformateur utilisé ici est un transformateur abaisseur.

Le primaire haute impédance du transformateur est connecté au circuit collecteur haute impédance. Le secondaire basse impédance est connecté à la charge (généralement haut-parleur).

Action du transformateur

Le transformateur utilisé dans le circuit collecteur sert à l'adaptation d'impédance. R L est la charge connectée au secondaire d'un transformateur. R L 'est la charge réfléchie dans le primaire du transformateur.

Le nombre de tours du primaire est de n 1 et le secondaire de n 2 . Soit V 1 et V 2 les tensions primaire et secondaire et I 1 et I 2 les courants primaire et secondaire respectivement. La figure ci-dessous montre clairement le transformateur.

Nous savons que

$$ \ frac {V_1} {V_2} = \ frac {n_1} {n_2} \: and \: \ frac {I_1} {I_2} = \ frac {n_1} {n_2} $$

Ou

$$ V_1 = \ frac {n_1} {n_2} V_2 \: et \: I_1 = \ frac {n_1} {n_2} I_2 $$

Par conséquent

$$ \ frac {V_1} {I_1} = \ gauche (\ frac {n_1} {n_2} \ droite) ^ 2 \ frac {V_2} {I_2} $$

Mais V 1 / I 1 = R L '= résistance d'entrée effective

Et V 2 / I 2 = R L = résistance de sortie effective

Par conséquent,

$$ R_L '= \ gauche (\ frac {n_1} {n_2} \ droite) ^ 2 R_L = n ^ 2 R_L $$

Où

$$ n = \ frac {nombre \: de \: tours \: en \: primaire} {nombre \: de \: tours \: en \: secondaire} = \ frac {n_1} {n_2} $$

Un amplificateur de puissance peut être adapté en prenant le bon rapport de rotation dans le transformateur abaisseur.

Fonctionnement du circuit

Si la valeur de crête du courant de collecteur due au signal est égale à zéro courant de collecteur de signal, alors la puissance de sortie alternative maximale est obtenue. Ainsi, afin d'obtenir une amplification complète, le point de fonctionnement doit se trouver au centre de la ligne de charge.

Le point de fonctionnement varie évidemment lorsque le signal est appliqué. La tension du collecteur varie en phase opposée au courant du collecteur. La variation de la tension du collecteur apparaît aux bornes du primaire du transformateur.

Analyse des circuits

La perte de puissance dans le primaire est supposée négligeable, car sa résistance est très faible.

La puissance d'entrée en condition CC sera

$$ (P_ {in}) _ {dc} = (P_ {tr}) _ {dc} = V_ {CC} \ times (I_C) _Q $$

Sous la capacité maximale de l'amplificateur de classe A, la tension oscille de (V ce ) max à zéro et le courant de (I c ) max à zéro.

Par conséquent

$$ V_ {rms} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(V_ {ce}) _ {max} - (V_ {ce}) _ {min}} {2} \ right] = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(V_ {ce}) _ {max}} {2} \ right] = \ frac {2V_ {CC}} {2 \ sqrt {2}} = \ frac {V_ {CC}} {\ sqrt {2}} $$

$$ I_ {rms} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(I_C) _ {max} - (I_C) _ {min}} {2} \ right] = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(I_C) _ {max}} {2} \ right] = \ frac {2 (I_C) _Q} {2 \ sqrt {2}} = \ frac {(I_C) _Q} {\ sqrt {2}} $$

Par conséquent,

$$ (P_O) _ {ac} = V_ {rms} \ times I_ {rms} = \ frac {V_ {CC}} {\ sqrt {2}} \ times \ frac {(I_C) _Q} {\ sqrt { 2}} = \ frac {V_ {CC} \ times (I_C) _Q} {2} $$

Par conséquent,

Efficacité du collecteur = $ \ frac {(P_O) _ {ac}} {(P_ {tr}) _ {dc}} $

Ou,

$$ (\ eta) _ {collector} = \ frac {V_ {CC} \ times (I_C) _Q} {2 \ times V_ {CC} \ times (I_C) _Q} = \ frac {1} {2} $ $

$$ = \ frac {1} {2} \ fois 100 = 50 \% $$

Le rendement d'un amplificateur de puissance de classe A est de près de 30% alors qu'il a été amélioré à 50% en utilisant l'amplificateur de puissance de classe A couplé par transformateur.

Avantages

Les avantages de l'amplificateur de puissance de classe A couplé par transformateur sont les suivants.

  • Aucune perte de puissance du signal dans les résistances de base ou de collecteur.
  • Une excellente adaptation d'impédance est obtenue.
  • Le gain est élevé.
  • L'isolation CC est fournie.

Désavantages

Les inconvénients de l'amplificateur de puissance de classe A couplé par transformateur sont les suivants.

  • Les signaux basse fréquence sont moins amplifiés comparativement.
  • Le bruit de bourdonnement est introduit par les transformateurs.
  • Les transformateurs sont encombrants et coûteux.
  • Mauvaise réponse en fréquence.

Applications

Les applications de l'amplificateur de puissance de classe A couplé par transformateur sont les suivantes.

  • C'est dans ce circuit que l'adaptation d'impédance est le critère principal.

  • Ceux-ci sont utilisés comme amplificateurs de pilote et parfois comme amplificateurs de sortie.