Amplificatore di potenza

Un amplificatore di potenza è un amplificatore elettronico concepito per aumentare la potenza di un dato segnale di entrata. La potenza del segnale di entrata è aumentata a un livello sufficiente per guidare carichi di apparecchiature di uscita come la voce alta, le cuffie, gli emittenti RF, e così via. Un amplificatore di potenza, a differenza di un amplificatore di tensione/ corrente, è progettato per guidare direttamente i carichi ed è utilizzato come blocco finale di una catena di amplificatore.


Il segnale di entrata di un amplificatore di potenza deve essere maggiore di una determinata soglia. Quindi, invece di inviare il segnale audio/RF greggio direttamente all’amplificatore di potenza, esso viene prima amplificato utilizzando gli amplificatori di corrente/volta prima di essere inviato come entrata all’amplificatore di potenza dopo le necessarie modifiche.


Tipi di amplificatore di potenza

Amplificatori di potenza per l’audio

Questo tipo di amplificatore di potenza è utilizzato per aumentare l’entità di un segnale acustico più debole. Questa categoria comprende gli amplificatori utilizzati nei circuiti di guida degli altavoce di televisori, telefoni cellulari e altri dispositivi elettronici.


La potenza di un amplificatore audio può variare da pochi milliwatti (come negli amplificatori di cuffi) a migliaia di watt (come negli amplificatori di potenza nei sistemi di teatro Hi-Fi/Home).

Amplificatori di potenza della radiofrequenza
Le trasmissioni senza fili richiedono che le onde modulate siano trasmesse su lunghe distanze attraverso l’aria. I segnali vengono trasmessi con antenne e l’intervallo di trasmissione dipende dall’entità della potenza dei segnali trasmessi all’antenna.


Amplificatori di potenza DC
Gli amplificatori di potenza DC sono utilizzati per amplificare la potenza di un segnale PWM (Pulse Width Modulated). Sono utilizzati in sistemi elettronici di controllo che necessitano di segnali ad alta potenza per guidare motori o azionatori. Essi utilizzano i sistemi di microcontrollo, ne aumentano la potenza e alimentano il segnale amplificato ai motori o agli actuatori DC.

Classe di amplificatore di potenza
Gli amplificatori di potenza utilizzati nei circuiti di amplificatore audio sono i più comunemente utilizzati e sono classificati come A, B, AB o C. Esaminiamoli più da vicino.

Amplificatore di potenza di classe A
Gli alti positivi e i bassi negativi comprendono forme di ondate analogiche. L’intera forma di onda di entrata è utilizzata nel processo di amplificazione in questa classe di amplificatori.

Per amplificare sia le metà positive che quelle negative della forma d’onda, si utilizza un solo transistor. Per questo motivo, gli amplificatori di classe A sono il tipo di amplificatore di potenza più comunemente utilizzato. Sebbene i migliori disegni abbiano superato questa classe di amplificatori di potere, essi rimangono popolari tra gli hobbyisti.

Amplificatore di potenza di classe B
Gli amplificatori di potenza di classe B sono destinati a risolvere i problemi di efficienza e riscaldamento che colpiscono gli amplificatori di classe A. Questo tipo di amplificatore utilizza due transistori complementari per amplificare l’intera forma d’onda piuttosto che un solo transistor.

La metà positiva della forma di onda è amplificata da un transistor, mentre la metà negativa è amplificata dall’altro. Di conseguenza, ogni dispositivo attivo conduce per la metà della forma d’onda (180°), e quando due di essi sono combinati, amplificano l’intero segnale.


Amplificatore di potenza AB di classe

Un amplificatore di classe AB è un ibrido di una classe A e di un amplificatore di classe B. Questa classe di amplificatore è destinata ad affrontare il problema della bassa efficienza degli amplificatori di classe A nonché la distorsione del segnale nella regione di crocever degli amplificatori di classe B.

Esso mantiene la risposta ad alta frequenza degli amplificatori di classe A mantenendo l’efficienza degli amplificatori di classe B. Una combinazione di diodo e resistenza è utilizzata per fornire una bassa tensione di pregiudizio, che riduce la distorsione della forma di onda in prossimità della regione di crossover. Per questo l’efficienza è diminuita del 60 per cento.


Amplificatore di potenza di classe C
La progettazione degli amplificatori di potenza di classe C consente maggiori efficienza, ma riduce l’angolo di linearità/conduzione, inferiore a 90°. In altre parole, sacrifica la qualità dell’amplificazione per aumentare l’efficienza.

Un angolo minore di conduzione implica una maggiore distorsione e quindi questa classe di amplificatore non è adatta per l’amplificazione audio. Sono utilizzati per gli oscillatori ad alta frequenza e per l’amplificazione del segnale di radiofrequenza.

Gli amplificatori di classe C hanno tipicamente una carica sintonizzata che filtra e amplifica i segnali di entrata di una specifica frequenza, sopprimendo le forme di onda di altre frequenze.


Altre classi di amplificatore di potenza
Le classi D, E, F, G, ecc. sono utilizzate per amplificare i segnali digitali modulati PWM. Essi rientrano nella categoria degli amplificatori di potenza di commutazione e allungano la produzione in modo costante o costante senza altri livelli intermedio.
Grazie a questa semplicità, gli amplificatori di potenza che rientrano nelle classi sopra menzionate possono raggiungere un rendimento teorico fino al 90-100%.

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