Amplificadores classe C:um guia completo e muito mais!

Amplificadores são componentes essenciais ao construir seus circuitos. Classificamos os amplificadores em duas categorias, ou seja, modo de operação e métodos de construção. Linearidade, potência de saída, ganho de sinal e eficiência são as principais características operacionais que devemos buscar em um amplificador de som.

Temos quatro tipos de amplificadores, amplificador classe A, amplificador classe B, amplificador classe C e amplificador classe AB. Este artigo se concentra nos amplificadores classe C e informa tudo o que você precisa saber sobre eles.

Vamos fazer isso!

1. Introdução ao amplificador classe C

É uma categoria de amplificadores que opera usando um transistor para condução de corrente. O elemento ativo (transistor) conduz uma corrente de menos da metade do ciclo do sinal de entrada. É importante ressaltar que este ciclo significa que o ângulo de condução é menor que 180°, e os valores sempre variam de 80° a 120°. Este ângulo de condução provoca muitas distorções. No entanto, também aumenta a eficiência, pois a eficiência máxima do amplificador classe C é de 80%.

(Símbolo do amplificador básico de classe c.)

FONTE:Wikimedia commons

2. Princípio de funcionamento do amplificador Classe C

O diagrama do circuito.

FONTE:Wikimedia commons

Uma carga ajustada controla a distorção, uma vez que o ângulo de condução é inferior a 180° e provoca distorção. Além disso, esse controle acontece direcionando uma corrente e aplicando um sinal de entrada para chavear o transistor. Exemplo de uso em um amplificador de RF.

(um amplificador de RF)

O diagrama abaixo mostra a forma de onda de entrada e a forma de onda de saída.

(Forma de onda atual.)

Introdução do princípio.

Uma carga de circuito ressonante impulsiona principalmente este amplificador. Usamos uma fonte de energia negativa para polarizar o circuito. Como o valor de pico da fonte de tensão CA é mais significativo, a tensão de base cruza o valor do emissor potencial da junção base-emissor. Além disso, isso ocorre por um intervalo de tempo menor no pico positivo de cada ciclo. Durante este tempo, o transistor está desligado. Mas se você usar uma linha de carga AC completa, a corrente de coletor máxima ideal será Ic(sat). Além disso, a tensão de coletor mais baixa será Vce(sat).

O transistor, que é o elemento ativo, produz um monte de pulsos de corrente. Então, as vibrações se adaptam à corrente de entrada, que flui através do circuito ressonante. Consequentemente, a frequência de ressonância faz com que os circuitos do tanque oscile, e isso é feito quando selecionamos o valor adequado. Por fim, o circuito tanque atenua todas as outras frequências, fazendo-o oscilar em uma frequência.

Usamos uma carga adequadamente sintonizada para obter a frequência necessária e filtros adicionais para eliminar o ruído do sinal de saída. Além disso, usamos um transformador de acoplamento para transferir energia da bolsa para o circuito do tanque.

(carregadores de bateria com transformadores de acoplamento.)

3. Vantagens e desvantagens do amplificador classe c

Vantagens dos amplificadores classe C.

1. Os amplificadores são excelentes em aplicações de radiofrequência.
2. Os amplificadores de classe C têm o menor tamanho físico para uma determinada saída de potência.
3. Além disso, eles têm uma alta frequência.

Desvantagens dos amplificadores Classe C.

1. Bastante complicado obter indutores e transformadores de acoplamento perfeitos do amplificador classe c.
2. O intervalo dinâmico é pequeno.
3. Além disso, tem a menor linearidade (não é adequado para uso como amplificador linear)
4. Além disso, cria muitas inferências de RF.
5. Inadequado para aplicativos de áudio devido aos altos níveis de distorção que produz.

4. Recursos de saída do amplificador classe c

A corrente de saída.

A corrente de saída do amplificador classe C é igual a 0 por mais da metade do ciclo senoidal do sinal de entrada. Além disso, é onde o transistor permanece ocioso em seu ponto de corte.

O valor máximo da corrente de saída.

A eficiência teórica estabelecida de um amplificador classe C é de 80%. É por causa de um ângulo de condução reduzido que aumenta a eficiência e causa uma quantidade significativa de distorção. Além disso, o ângulo de condução é <180°, que varia entre 80° e 120°.

O cálculo da eficiência de saída

A fórmula para calcular a eficiência (η) é;

Eficiência (%) =potência de saída x 100%

entrada de energia

5. Operação de trabalho do amplificador classe c

Dissipação de potência do amplificador classe c.

(As formas de onda da Classe C)

Fonte: Comuns da Wikimedia

A dissipação de potência deste amplificador é menor porque ele opera apenas em uma parte da forma de onda de entrada. Há um intervalo de tempo entre os pulsos do sinal de entrada CA (T). Sua amplitude é Ic(sat). Além disso, a amplitude de tensão mínima é Vce(sat).

PD(on) =Ic (sat)Vce (sat) é a dissipação de energia para os transistores.

Notavelmente, o transistor permanece operando pelo intervalo de tempo restante.

(exemplo de transistores)

Operação sintonizada do amplificador classe c.

(Ação de amplificação em um amplificador classe c.)

O coletor flui por menos da metade do ciclo do sinal AC durante uma operação de amplificador Classe C. Um amplificador classe C tem uma polarização de 80° a 120°.

Isso explica por que ele usa apenas menos de 50% com um circuito ressonante que opera para o ciclo completo da frequência ressonante.

Como a eficiência aumenta amplamente quando abaixamos o ângulo de condução, ocorre uma situação de dar e receber entre eficiência e distorção. No entanto, causa uma distorção considerável.

Uma carga sintonizada no amplificador realiza a regulação de distorção necessária. Além disso, o dispositivo ativo (transistor) comuta pelo sinal de entrada e a corrente flui através de uma carga sintonizada.

(transmissor RF)

Viés do clamper para um amplificador classe c

(Tuned_Class_C_Amplifier_with_clamper_bias_circuit)

O layout do circuito acima mostra um amplificador classe C de emissor comum com um resistor de carga. Para esclarecer, usamos a carga resistiva para demonstrar o conceito porque uma carga de circuito ressonante opera o amplificador. Assim, com a oferta de fonte negativa, a polarização ocorre abaixo do ponto de corte. Os picos de tensão da fonte CA são ligeiramente superiores à tensão de base. E permite que a tensão de base exceda brevemente o potencial de barreira da junção base-emissor perto do ápice positivo de cada ciclo. Notavelmente, o transistor liga durante este breve período.

6. Aplicação do amplificador Classe C.

• Primeiro, usado em um oscilador de RF.
• Em segundo lugar, usado por operadores de FM.
• Em terceiro lugar, usados ​​como amplificadores de reforço.
• Além disso, funciona como um repetidor de alta frequência.
• Por último, usados ​​como repetidores sintonizados.

7. Diferenças entre amplificadores de classe A, B, AB e C

Diferenças	Produção de sinal	ciclos	Eficiência	Aplicativos
Classe A	fornece reprodução de sinal sonoro.	Fornece rotações completas de 360 ​​graus.	O transistor está sempre na metade. A corrente sempre flui, gerando muito calor, levando a uma eficiência de 25%	Usado em dispositivos de baixa potência, como rádio e sistemas de som ao ar livre
Classe B	não produz uma boa reprodução de sinal	fornece meio ciclos.	O transistor positivamente polarizado conduzirá o sinal positivo enquanto outro transistor idêntico estiver desligado. Além disso, quando um sinal negativo passa, vice-versa acontece. A comutação alternada dos pares de transistores distorce o sinal de saída gerando menos calor, aumentando assim a eficiência para 78%	Ótimo para dispositivos alimentados por bateria
Classe AB	tem uma reprodução de sinal sonoro	mais da metade do ciclo.	Combina os pontos fortes da classe A e B com uma reprodução de sinal sonoro e uma eficiência complementar de 78%	Usado em um amplificador de áudio de alta fidelidade.
Classe C	–	Menos da metade do ciclo.	Sinal de saída altamente distorcido, pois o transistor é fortemente polarizado e só liga para <180° do ciclo de entrada. Faz com que produza menos calor. portanto, fazendo com que a eficiência da classe c seja de 80%	Inadequado para aplicações de áudio porque o pulso atual o torna útil em osciladores de RF.

Resumo

Os amplificadores classe c são os amplificadores mais eficientes para uso em eletrodomésticos, pois produzem menos calor.

Esperamos que este artigo seja útil para você. Para qualquer dúvida sobre o amplificador classe C, entre em contato conosco.