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Un sistema amplificatore ha in generale la funzione di amplificare i segnali di modesta ampiezza proveniente, ad esempio, da un'antenna ricevente o da un microfono, e renderli adatti a pilotare dispositivi che richiedono potenza per il loro funzionamento.Gli amplificatori si dividono in due categorie: amplificatori per piccoli segnali e amplificatori di potenza.
Amplificatori per piccoli segnali
Gli amplificatori per piccoli segnali sono amplificatori che lavorano con tensioni e con correnti molto modeste, generalmente non si superano mai i 12V e i 100mA. In ingresso richiedono segnali molto piccoli, dell'ordine delle centinaia di mV, che riescono ad amplificare anche di molto.Nel mio circuito gli amplificatori per piccoli segnali sono utilizzati per amplificare il segnale in arrivo dall'antenna, che è molto piccolo, circa 1-
Amplificatori di potenza
Lo stadio finale o amplificare di potenza ha il compito di fornire al carico la potenza richiesta. Il segnale presenta allora un'ampia escursione sia in tensione che in corrente, assumono importanza parametri quali la distorsione, il rendimento di conversione, la dissipazione termica, ecc. Solitamente si considerano di potenza gli amplificatori in grado di erogare al carico potenze superiori al centinaio di mW.
Una classificazione generale degli amplificatori tiene conto dell'angolo di circolazione è della corrente nel componente attivo, BJT o JFET; in base ad esso gli amplificatori possono funzionare in classe A, AB, B o C.
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La tensione di riposo V e il segnale sono tali che la corrente di collettore (corrente di uscita) scorre per tutto il periodo; l'angolo di circolazione è vale 360°. Il componente lavora nella zona attiva delle sue caratteristiche. Gli amplificatori per piccoli segnali lavorano tutti in classe A.Negli amplificatori in classe A la potenza utile fornita al carico è, nelle migliori condizioni, il 45% della potenza fornita dall'alimentatore e il transistor deve poter dissipare una potenza doppia a quella utile. Gli amplificatori in classe A hanno un circuito abbastanza semplice ed un'ottima linearità della risposta; di contro hanno un rendimento di conversione molto
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La tensione V coincide con la tensione di soglia V del componente attivo, sicché i e di conseguenza anche i scorrono solo per mezzo periodo. Si ha quindi è = 180°.In classe B il transistor conduce per una sola semionda del segnale sinusoidale, introducendo una distorsione chiaramente inaccettabile; pertanto si impiegano due transistor per vengono fatti lavorare in controfase, ossia uno per un semiperiodo e l'altro per l'altro semiperiodo del segnale. Opportune configurazioni circuitali consentono di sommare le due semionde ottenendo così il segnale completo.L'amplificatore in classe B ha l'inconveniente di introdurre una distorsione di incrocio perchè ogni transistor intra in conduzione solo quanto V supera i 0,6V necessari per la polarizzazione del transistor. Questa distorsione può essere eliminata facendo entrare in conduzione un transistor un po' prima che l'altro transistor termini la sua conduzione, e cioè polarizzando opportunamente le due basi. In amplificatore costruito in questo modo prende il nome di classe AB. Un amplificatore in classe AB presenta un rendimento piuttosto elevato, attorno al 75%, ma la circuiteria necessaria a realizzarlo è molto complessa.
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La tensione V è inferiore alla tensione di soglia e l'angolo di circolazione è è inferiore a 180°. In pratica il trasistor conduce per meno della metà del periodo del segnale.Quando è richiesta linearità fra le ampiezze dei segnali in ingresso e di uscita si utilizza la classe A per le basse potenze e le classi AB e B per le alte potenze. Quando le potenze da amplificare sono elevate e non è richiesta linearità, si ricorre prevalentemente alla classe C, grazie al suo elevatissimo rendimento di conversione. Questo può avvicinarsi addirittura al 100%, anche se valori più realistici sono compresi tra il 70% e il 90%.Sono riuscito a far lavorare il finale del circuito trasmettitore in questa classe, portando molti benefici al circuito: ho ridotto il consumo, la potenza dissipata e quindi la necessità del dissipatore.In questi amplificatori, dovendo essere l'angolo di circolazione è < 180°, la base del transistor di potenza deve essere polarizzata ad una tensione inferiore alla tensione di soglia V. La polarizzazione inversa della base del BJT di potenza può essere realizzata in diversi modi: la base può essere portata a massa attraverso una induttanza di arresto per daiofrequenza, oppure, se si vuole una V negativa si può inserire un gruppo RC sull'emettitore del BJT. Gli impulsi della corrente i caricano il condensatore C che porta così l'emettitore ad un potenziale più alto di quello della base. In parallelo al carico è posto un circuito risonante LC che sono impiegati formare la sinusoide in uscita. Durante l'intervallo di conduzione, cioè l'intervallo in cui V > V, il circuito risonante di carico viene eccitato da un impulso più o meno largo delal corrente di collettore e risponde in maniera selettiva. Se la sua frequenza di risonanza coincide con la frequenza del segnale ed il coefficiente di risonanza Q è sufficientemente elevato, il circuito di carico attenua fortemente tutte le armoniche e risponde con un'onda avente sostanzialmente la stessa frequenza del segnale di ingresso.