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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Amplificateurs de puissance. Deuxième partie. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radioamateur débutant Donc dans la dernière fois vous et moi avons convenu que nous avions un trou de 1,4 volts, avons versé 20 % de la bière dans les toilettes et, par chagrin, sommes allés nourrir le chat, qui avait révélé tous les secrets. Nous continuons. Cours suivant AB. En fait, d'après le nom, il est clair que cette conception de l'étage de sortie est obtenue en croisant une pieuvre avec un cintre. C'est-à-dire la classe A et la classe B. Dès la première, nous prenons le courant de repos non nul I0>0. Ainsi, une tension de polarisation est présente aux bases des transistors. On le considère ainsi :
Pour ceux qui viennent de tomber de la lune, je tiens à vous rappeler que RL est la résistance de charge et I0 est le courant de repos requis. Eh bien, de la classe В nous prenons tout le reste - puisque le courant de repos par rapport au courant de sortie est très faible (I0<<0,1ILmax), alors la puissance de sortie, consommée et dissipée sera presque égale à la puissance de classe В et sont calculés en utilisant les mêmes formules
De manière générale, en mélangeant ces deux méthodes de construction des étages de sortie, on obtient d'une part une réduction significative des distorsions non linéaires (voir photo) avec une puissance et un rendement tout à fait corrects d'autre part. La plupart des amplificateurs domestiques modernes fonctionnent dans cette classe, et en ce qui concerne les amplificateurs intégrés, c'est-à-dire les microcircuits, c'est tout. C'est vrai, à une exception près, qui est discutée ci-dessous. Pour l'instant, résumons ce que nous avons avec ces trois classes.
Alors la classe А - une excellente linéarité, une absence quasi totale de distorsions non linéaires, mais des caractéristiques de puissance absolument insupportables, notamment en termes de consommation et de dissipation thermique. Bref, si vous voulez un poêle, réalisez un étage de sortie de classe A. classe В - mange peu, très peu. Mais en même temps, le signal de sortie est tellement déformé qu'il vaudrait mieux ne rien faire du tout. classe AB - une solution de compromis entre les deux classes précédentes. Le meilleur est tiré de l’un et de l’autre. Il semble que tout le monde soit satisfait du rapport qualité/prix, à l'exception bien sûr des personnes terribles - les audiophiles. Ils le préfèrent chaud. Bien entendu, le sujet ne se limite pas à ces trois classes - il existe, par exemple, des modes exotiques tels que A+ ou G, mais nous ne les considérerons pas en raison de leur prévalence extrêmement faible. Les camarades particulièrement curieux peuvent se curer le nez dans la littérature ou sur Internet. Eh bien, nous continuerons à rouler pendant que le chat dort. Tous les amplificateurs évoqués ci-dessus étaient des amplificateurs linéaires, malgré toutes les libertés qui leur étaient confiées dans le traitement du signal. Autrement dit, ces circuits ne déforment pas intentionnellement le signal d’entrée avant de l’amplifier. Nous allons maintenant examiner une classe d'amplificateurs qui déforment spécifiquement le signal d'entrée et, après amplification, lui redonnent sa forme originale. Cette classe D. (Miaou ! Cool cours !) Eh bien, ils ont réveillé le chat. D'une manière générale - classe D - il ne s'agit pas seulement d'un schéma de construction ou d'un mode de fonctionnement de l'étage de sortie - il s'agit d'une toute autre classe d'amplificateurs. Mais puisque le Chat en a parlé, il va falloir entasser tout cela dans une conversation sur les étages de sortie. Pour commencer, considérons le schéma fonctionnel général de l'amplificateur.
Parcourons rapidement les blocs défigurés sur la figure. Générateur PI - le générateur d'impulsions rectangulaires produit des impulsions rectangulaires de fréquence fixe Fs (graphique а), qui arrivent à intégrateur, où elles sont converties en impulsions triangulaires ou en dents de scie (graphique б), après quoi ils sont envoyés à l'une des entrées comparateur.
L'autre entrée du comparateur reçoit le signal audio d'entrée de la source. C'est là que commence le hachoir à viande principal, appelé PWM (modulation de largeur d'impulsion) ou PWM (modulation de largeur d'impulsion) si de manière bourgeoise. Regardons de plus près le fonctionnement du comparateur en regardant la photo.
Ainsi, comme déjà mentionné, une entrée du comparateur reçoit des impulsions triangulaires du générateur (les bleues sur l'image), et l'autre entrée reçoit un signal audio qui doit être amplifié (quelque chose de rouge sur l'image, semblable à une onde sinusoïdale ). Ensuite le comparateur fait ce qui suit : si la valeur actuelle (instantanée) du niveau « scie » dépasse la valeur du niveau du signal d'entrée, le comparateur passe à un niveau logique bas, si au contraire le niveau de la « scie » " est inférieur au signal audio, alors le comparateur passe à un comparateur logique. Bien entendu, tout cela se produit en un cycle d’horloge du générateur (le cycle rectangulaire). Ainsi, à la sortie du comparateur nous recevons un signal rectangulaire dont la largeur d'impulsion dépend de l'amplitude du signal d'entrée, et sa fréquence est égale à la fréquence de l'oscillateur maître Fs - c'est SHI signal modulé. En fait, les impulsions en dents de scie sont si rarement dessinées sur l’image uniquement pour des raisons de clarté. En fait, la fréquence de ces impulsions est 10 à 20 fois supérieure à la fréquence maximale du signal audio. Habituellement, il est sélectionné dans la plage de 200 à 500 kHz. Ensuite, le signal modulé est envoyé à un amplificateur de puissance utilisant des transistors à effet de champ, qui fonctionnent en mode commutation. Après l'amplificateur, un filtre passe-bas est appliqué, qui filtre la composante haute fréquence du signal et restaure le signal analogique, qui est ensuite reproduit par la charge. Voyons maintenant à quoi sert toute cette danse. Tout d’abord, à l’efficacité. Théoriquement, le rendement de tels amplificateurs devrait atteindre 100 %, mais malheureusement, la résistance du canal du transistor, bien que faible, est toujours non nulle. Mais néanmoins, en fonction de la résistance de charge, le rendement des amplificateurs de ce type peut atteindre 90 % à 95 %. Bien entendu, avec une telle efficacité, il n'y a pratiquement pas d'échauffement des transistors de sortie, ce qui permet de créer des amplificateurs sacrément petits et économiques. Avec une conception appropriée du filtre passe-bas de sortie, le coefficient de distorsion harmonique peut être augmenté jusqu'à 0,01 %, ce qui est très, très intéressant. Les amplificateurs de cette classe sont produits, comme AB, dans une conception intégrée. Eh bien, pour l'instant, c'est tout ce que je voulais vous dire sur les cascades finales, nous avons ensuite des plans pour les cascades de pré-amplification - ce qu'elles sont, à quoi elles servent et... Publication : radiokot.ru
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Commentaires sur l'article : Eugene Un très bon article.
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