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11.18 Que es un amplificador de clase A? Que es clase B? y AB? y C? y D?



Todos esos terminos se refieren a las caracteristicas de funcionamiento de las etapas de salida de los amplificadores. Resumiendo, los amplificadores de clase A son los que mejor suenan, mas cuestan y los menos practicos. Despilfarran corriente y devuelven señales muy limpias. La clase AB domina el mercado y rivaliza con los mejores de clase A en calidad de sonido. Usa menos corriente que los de clase A y pueden ser mas baratos, pequeños, frescos, y ligeros. Los de clase D solo se usan para aplicaciones especiales como amplificadores de guitarras de bajos y de amplificadores para subwoofers. Son incluso mas pequeños que los de clase AB y mas eficientes, aunque estan limitados para menos de 10kHz (menos del margen total de audio). Los de clase B y clase C no se usan en audio.
En la siguiente discusion, asumiremos que hablamos de transistores de etapas de salida, con un transistor por funcion. En algunos amplificadores los dispositivos de salida son a valvulas. La mayoria de los amps usan mas de un transistor o valvula por funcion para incrementar la potencia.
La clase A se refiere a una etapa de salida con una corriente de polarizacion mayor que la maxima corriente de salida que dan, de tal forma que los transistores de salida siempre estan consumiendo corriente. La gran ventaja de la clase A es que es casi lineal, y en consecuencia la distorsion es menor.

La gran desventaja de la clase A es que es poco eficiente, es decir que requiere un amplificador de clase A muy grande para dar 50 watts, y ese amplificador usa mucha corriente y se pone a muy alta temperatura.
Algunos amplificadores de high-end son clse A, pero la verdadera clase A solo esta en quizas un 10% del pequeño mercado de high-end y en ninguno del mercado de gama media.
Los amplificadores de clase B tienen etapas de salida con corriente de polarizacion cero. Generamente, un amplificador de audio clase B tiene corriente de polarizacion cero en una pequeña parte del circuito de potencia, para evitar no linealidades. Tienen una importante ventaja sobre los de clase A en eficiencia debido a que casi no usan electricidad con señales pequeñas.

Los amplificadores de clase B tienen una gran desventaja, una distorsion audible con señales pequeñas. Esta distorsion puede ser tan mala que lleva a notarse con señales mas grandes. Esta distorsion se llama distorsion de filtro, porque sucede en un punto que la etapa de salida se cruza entre la fuente y la corriente de amortiguacion. No hay casi ampl de clase B hoy en dia a la venta.
Los amplificadores de clase C son similares a los de clase B en que la etapa de salida tiene corriente de polarizacion cero.
Sin embargo, los amplificadores de clase C tienen una region de de corriente libre cero que es mas del 50% del suministro total de voltage. Las desventajas de los ampl de clase B son mas evidentes en en los amp de clase C, por tanto los de clase C tampoco son practicos para audio.

Los amplificadores de clase A a menudo consisten en un transistor de salida conectado al positivo de la fuente de alimentacion y un transistor de corriente constante conectado de la salida al negativo de la fuente de alimentacion.
La señal del transistor de salida modula tanto el voltaje como la corriente de salida. Cuando no hay señal de entrada, la corriente de polarizacion constante fluye directamente del positivo de la fuente de alimentacion al negativo, resultando que no hay corriente de salida, se gasta mucha corriente.
Algunos amp de clase A mas sofisticados tienen dos transistores de salida en configuracion push-pull Los amp clase B consisten en un transistor de salida conectado de la salida al positivo de la fuente de alimentacion y a otro transistor de salida conectado de la salida al terminal negativo de la fuente de alimentacion. La señal fuerza a un transistor a conducir mientras que al otro lo corta, asi en clase B, no se gasta energia del terminal positivo al terminal negativo.

Los amplificadores de clase AB son casi iguales a los de clase B en que tienen dos transistores de salida. Sin embargo, los amp de clase AB difieren de los de clase B en que tienen una pequeña corriente de libre fluyendo del terminal positivo al negativo incluso si no hay señal de entrada. Esta corriente de libre incrementa ligeramente el consumo de corriente, pero no se incremente tanto como para parecerse a los de clase A. Esta corriente de libre incluso corrige casi todas las nolinealidades asociadas con la distorsion del filtro. Estos amplificadores se llaman de clase AB en vez de A porque con señales grandes, se comportan como ampl clase B, pero con señales pequeñas, se comportan como ampl de clase A. La mayoria de los amplificadores disponibles en el mercado son de clase AB.

Algunos buenos amplificadores hoy en dia usan variaciones de los temas anteriores. Por ejemplo, algunos clase A tienen los dos transistores alimentados, aunque siempre esten funcionando.
Un ejemplo especifico de esta clase de ampl es la topologia “Stasis” ™ promovida por Threshold, y usada en unos pocos amp de high-end. Los amplificadores Stasis ™ son de clase A, pero no son iguales a los ampl de clase A clasicos.
Los ampl de clase D usan tecnicas de modulacion de pulsos para obtener incluso mayor eficiencia que los de clase B. Mientras que los amp de clase B emplean los transistores en regimen lineal para modular la corriente y el voltaje de salida, no podrian ser mas eficientes de un 71%. Los amplificadores de clase D usan transistores que estan o bien encendidos o bien apagados, y casi nunca entre-medias y asi gastan la menor cantidad de corriente.

Es obvio que los amplificadores de clase D son mas eficientes que los de clase A, clase AB, o clase B. Algunos ampl de clase D tienen una eficiencia del 80% a plena potencia. Pueden incluso tener baja distorsion, a pesar de no ser tan buena como los de clase AB o A.

Los amplificadores clase D son buenos por su eficiencia. Sin embargo son terribles por otras razones. Es esencial que un ampl clase D sea seguido por un filtro paso-bajo para eliminar el ruido de conmutacion. Este filtro añade distorsion y desplazamiento de fase. Incluso limita las caracteristicas del ampli en alta frecuencia, y es raro que los ampl de clase D tengan buenos agudos. El mejor uso hoy para estos amplificadores es en los subwoofers.

Para hacer un muy buen ampl de clase D para toda la banda de frecuencias, la frecuencia de conmutacion tiene que estar sobre los 40kHz. Incluso, el amplificador debe ir segido por un muy buen filtro paso bajo que va a quitar todo el ruido de conmutacion sin causar perdida de potencia, desplazamiento de fase, o distorsion. Desafortunadamente, la alta frecuencia de conmutacion incluso significa disipar potencia de conmutacion.
Tambien significa que la posibilidad de radiar ruido (podria entrar en el sintonizador o la capsula del tocadiscos) es muy alta.
Algunos hablan tambien de las clases E, G y H. Estas no están tan estandarizadas como las clases A y B. El amplificador en clase E es un amplificador de pulsos (cuyo rendimiento puede ser muy elevado) cuya salida se encuentra sintonizada a una determinada frecuencia. Suele ser empleado en aplicaciones de radio cuando se trabaja a una unica frecuencia o bien en un margen muy estrecho de frecuencias. No es de aplicación en audio.
La clase G se refiere a amplificadores conmutados que
tienen dos diferentes fuentes de alimentacion. La fuente para el amplificador se conecta al voltaje menor para señales debiles y al voltaje mayor para señales fuertes. Esto da mas eficiencia sin requerir conmutar etapas de salida, de tal modo que pueden sonar mejor que los amplificadores clase D.
La clase H se basa en emplear un amplificador en clase D o una fuente de alimentacion conmutada para alimentar a un amplificador en clase AB o A. De este modo el amplificador presenta un excelente rendimiento y tiene el sonido de un buen amplificador clase AB.
La clase H es muy empleada en etapas profesionales.

Autor:

Yeroscar Senra





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