Amplificateurs de classe C :un guide complet et plus encore !

Les amplificateurs sont des composants essentiels lors de la construction de vos circuits. Nous classons les amplificateurs en deux catégories, à savoir le mode de fonctionnement et les méthodes de construction. La linéarité, la puissance de sortie, le gain du signal et l'efficacité sont les principales caractéristiques de fonctionnement que nous devons rechercher dans un amplificateur de son.

Nous avons quatre types d'amplificateurs, amplificateur de classe A, amplificateur de classe B, amplificateur de classe C et amplificateur de classe AB. Cet article se concentre sur les amplificateurs de classe C et vous dit tout ce que vous devez savoir à ce sujet.

Allons-y !

1. Introduction à l'amplificateur de classe C

C'est une catégorie d'amplificateurs qui fonctionnent à l'aide d'un transistor pour la conduction du courant. L'élément actif (transistor) conduit un courant de moins de la moitié du cycle du signal d'entrée. Il est important de noter que ce cycle signifie que l'angle de conduction est inférieur à 180° et que les valeurs sont toujours comprises entre 80° et 120°. Cet angle de conduction entraîne autant de distorsions. Cependant, cela augmente également l'efficacité puisque l'efficacité maximale de l'amplificateur de classe C est de 80 %.

(Symbole d'amplificateur de classe c de base.)

SOURCE :Wikimedia commons

2. Principe de fonctionnement de l'amplificateur de classe C

Le schéma du circuit.

SOURCE :Wikimedia commons

Une charge réglée contrôle la distorsion puisque l'angle de conduction est inférieur à 180° et provoque une distorsion. De plus, ce contrôle se produit en dirigeant un courant et en appliquant un signal d'entrée pour commuter le transistor. Exemple d'utilisation dans un amplificateur RF.

(un amplificateur RF)

Le diagramme ci-dessous montre la forme d'onde d'entrée et la forme d'onde de sortie.

(Forme d'onde actuelle.)

Présentation du principe.

Une charge de circuit résonnant entraîne principalement cet amplificateur. Nous utilisons une source d'alimentation négative pour polariser le circuit. Étant donné que la valeur de crête de la source de tension alternative est plus importante, la tension de base croise la valeur potentielle de l'émetteur de la jonction base-émetteur. De plus, cela se produit pendant un intervalle de temps plus court au pic positif de chaque cycle. Pendant ce temps, le transistor est bloqué. Mais si vous utilisez une ligne de charge AC complète, le courant de collecteur maximal idéal sera Ic (sat). De plus, la tension de collecteur la plus basse sera Vce(sat).

Le transistor, qui est l'élément actif, produit un tas d'impulsions de courant. Ensuite, les vibrations se conforment au courant d'entrée, qui circule dans le circuit résonnant. Par conséquent, la fréquence de résonance fait osciller les circuits de réservoir, et cela se fait lorsque nous sélectionnons la valeur appropriée. Enfin, le circuit de réservoir atténue toutes les autres fréquences, le faisant osciller sur une seule fréquence.

Nous utilisons une charge correctement réglée pour obtenir la fréquence requise et des filtres supplémentaires pour éliminer le bruit du signal de sortie. De plus, nous utilisons un transformateur de couplage pour transférer l'alimentation du sac au circuit du réservoir.

(chargeurs de batterie avec transformateurs de couplage.)

3. Avantages et inconvénients de l'amplificateur de classe c

Avantages des amplificateurs de classe C.

1. Les amplificateurs sont excellents dans les applications de radiofréquence.
2. Les amplificateurs de classe C ont la plus petite taille physique pour une puissance de sortie donnée.
3. De plus, ils ont une fréquence élevée.

Inconvénients des amplificateurs de classe C.

1. Assez difficile d'obtenir des inductances et des transformateurs de couplage parfaits à partir de l'amplificateur de classe c.
2. La plage dynamique est petite.
3. De plus, il a la linéarité la plus faible (inadapté à une utilisation en tant qu'amplificateur linéaire)
4. Crée également de nombreuses inférences RF.
5. Ne convient pas aux applications audio en raison des niveaux élevés de distorsion qu'il produit.

4. Caractéristiques de sortie de l'amplificateur de classe c

Le courant de sortie.

Le courant de sortie de l'amplificateur de classe C est égal à 0 pendant plus de la moitié du cycle sinusoïdal du signal d'entrée. De plus, c'est là que le transistor reste inactif à son point de coupure.

La valeur maximale du courant de sortie.

Le rendement théorique établi d'un amplificateur de classe C est de 80 %. C'est à cause d'un angle de conduction réduit qui augmente l'efficacité, et cela provoque des quantités importantes de distorsion. De plus, l'angle de conduction est <180 °, qui varie entre 80 ° et 120 °.

Le calcul de l'efficacité de sortie

La formule pour calculer l'efficacité (η) est ;

Efficacité(%)=puissance de sortie x 100%

puissance absorbée

5. Fonctionnement de l'amplificateur de classe c

Dissipation de puissance de l'amplificateur de classe c.

(Les formes d'onde de classe C)

Source : Wikimedia commons

La dissipation de puissance de cet amplificateur est plus faible car il ne fonctionne que sur une partie de la forme d'onde d'entrée. Il y a un intervalle de temps entre les impulsions du signal d'entrée CA (T). Son amplitude est Ic(sat). De plus, l'amplitude de tension minimale est Vce(sat).

PD(on) =Ic (sat)Vce (sat) est la dissipation de puissance pour les transistors.

Notamment, le transistor reste opérationnel pendant l'intervalle de temps restant.

(exemple de transistors)

Fonctionnement réglé par amplificateur de classe C.

(Action d'amplification dans un amplificateur de classe C.)

Le collecteur circule pendant moins de la moitié du cycle du signal CA pendant le fonctionnement d'un amplificateur de classe C. Un amplificateur de classe C a une polarisation de 80° à 120°.

Cela explique pourquoi il n'en utilise que moins de 50 % avec un circuit résonant qui fonctionne pendant le cycle complet de la fréquence de résonance.

Étant donné que l'efficacité augmente largement lorsque nous abaissons l'angle de conduction, une situation de compromis entre l'efficacité et la distorsion se produit. Cependant, cela provoque une distorsion considérable.

Une charge accordée sur l'amplificateur effectue la régulation de distorsion requise. De plus, le dispositif actif (transistor) commute par le signal d'entrée et le courant circule à travers une charge accordée.

(émetteur RF)

Biais de serrage pour un amplificateur de classe c

(Tuned_Class_C_Amplifier_with_clamper_bias_circuit)

La disposition du circuit ci-dessus représente un amplificateur de classe C à émetteur commun avec une résistance de charge. Pour clarifier, nous utilisons la charge résistive pour démontrer le concept car une charge de circuit résonnant fait fonctionner l'amplificateur. Ainsi, avec l'alimentation de source négative, la polarisation se produit en dessous du point de coupure. Les pics de tension de la source CA sont légèrement supérieurs à la tension de base. Et permet à la tension de base de dépasser brièvement le potentiel de barrière de la jonction base-émetteur près du sommet positif de chaque cycle. Notamment, le transistor s'allume pendant cette brève période.

6. Application de l'amplificateur de classe C.

• Premièrement, utilisé dans un oscillateur RF.
• Deuxièmement, utilisé par les opérateurs FM.
• Troisièmement, utilisés comme amplificateurs d'appoint.
• De plus, il fonctionne comme un répéteur haute fréquence.
• Enfin, utilisé comme répéteurs accordés.

7. Différences entre les amplificateurs de classe A, B, AB et C

Différences	Production de signaux	cycles	Efficacité	Applications
Classe A	fournit une reproduction du signal sonore.	Fournit des rotations complètes à 360 degrés.	Le transistor est toujours à mi-chemin. Le courant circule toujours, générant ainsi beaucoup de chaleur, conduisant à un rendement de 25 %	Utilisé dans les appareils à faible puissance tels que les radios et les systèmes de sonorisation extérieurs
Classe B	ne produit pas une bonne reproduction du signal	fournit des demi-cycles.	Le transistor polarisé positivement conduira le signal positif tandis qu'un autre transistor identique est éteint. De plus, lorsqu'un signal négatif passe, l'inverse se produit. La commutation alternée des paires de transistors déforme le signal de sortie en générant moins de chaleur, augmentant ainsi le rendement à 78 %	Idéal pour les appareils alimentés par batterie
Classe AB	a une reproduction du signal sonore	plus de la moitié du cycle.	Combine les atouts des classes A et B ayant une reproduction du signal sonore et une efficacité complémentaire de 78 %	Utilisé dans un amplificateur audio haute fidélité.
Classe C	–	Moins de la moitié du cycle.	Signal de sortie fortement déformé car le transistor est fortement polarisé et ne s'allume que pendant <180 ° du cycle d'entrée. Cela lui permet de produire moins de chaleur. donc, rendant l'efficacité de la classe c à 80%	Ne convient pas aux applications audio car l'impulsion de courant le rend utile dans les oscillateurs RF.

Résumé

Les amplificateurs de classe C sont les amplificateurs les plus efficaces à utiliser dans les appareils car ils produisent moins de chaleur.

Nous espérons que cet article vous sera utile. Pour toute question concernant l'amplificateur de classe C, veuillez nous contacter.