Amplificateur de classe c

Types d'amplificateurs de classe C

L'amplificateur de classe C sert à des fins différentes, ce qui signifie qu'il existe différents types pour répondre à différents besoins.

• Amplificateur de signal RF linéaire :

  L'amplificateur de signal RF linéaire est utilisé pour les applications qui nécessitent une amplification linéaire. Cet amplificateur fonctionne avec des signaux d'entrée RF faibles. Travailler avec des signaux d'entrée faibles peut amplifier un signal RF modulé, qui est ensuite utilisé dans la transmission RF. Ces types d'amplificateurs font souvent partie d'un appareil plus grand qui peut filtrer ou mélanger les signaux RF.

• Amplificateur de puissance RF à commutation :

  La modulation par commutation ON/OFF (OOK) est un schéma de modulation que l'on retrouve dans de nombreux systèmes de connexion sans fil, tels que RFID, Bluetooth, Wi-Fi et la communication en champ proche. Toutes ces technologies peuvent utiliser des amplificateurs de signal RF linéaires, mais lorsque la plage dynamique est importante, la modulation OOK peut être problématique. La linéarité et l'efficacité doivent être harmonisées lors de la conception de l'amplificateur ; sinon, un paramètre doit se faire au détriment de l'autre. Atteindre cet équilibre nécessite des efforts de conception importants. Un espace suffisant est disponible pour les amplificateurs dans les appareils alimentés par batterie, et les concepteurs doivent s'assurer que les commutateurs sont suffisamment rapides pour éviter les produits de distorsion dans les canaux de fréquence adjacents comme le CDMA ou l'OFDM. Dans ce contexte, le terme « amplificateur multimode » décrit les amplificateurs qui peuvent fonctionner avec plusieurs schémas de modulation.

• Amplificateur de puissance RF de diffusion :

  Plusieurs transistors sont combinés dans les amplificateurs de puissance de diffusion de classe C pour partager le courant et la tension de charge totale, ce qui leur permet de fonctionner sans atteindre la tension de claquage. Ces amplificateurs se trouvent dans les amplificateurs de puissance haute fréquence (> 30 MHz) et les émetteurs radio. Cependant, la méthode de combinaison des tensions en série des condensateurs à la sortie du transistor peut empêcher la fréquence fondamentale de passer. Cela fait des circuits de transistors de classe C les mieux adaptés à la génération ou à l'amplification de courants non sinusoïdaux, comme les impulsions avec une fréquence fondamentale et des harmoniques, ou les fréquences générées par des circuits accordés. Ils peuvent également être utilisés dans les oscillateurs activés par des signaux externes.

• Amplificateur de puissance RF modulateur/linéaire (MRFA) :

  Abrégé en MRFA. Ces amplificateurs sont conçus pour fonctionner avec des signaux d'entrée RF qui ont des schémas de modulation spécifiques. Ils contribuent à améliorer la linéarité dans les systèmes où il existe une large plage dynamique, comme le CDMA ou l'OFDM. Ces amplificateurs combinent un modulateur qui façonne le signal d'entrée RF à amplifier avec un amplificateur de puissance RF linéaire.

Caractéristiques et fonctions

L'amplification de classe C présente des avantages et des inconvénients.

• Avantages : Dans un amplificateur de classe C, la classe des transistors est alternée ; pendant la moitié du cycle, seuls les transistors NPN sont utilisés, et pendant l'autre moitié, les transistors PNP sont utilisés. Ce circuit partage le travail entre les deux transistors, prolongeant ainsi la durée de vie des transistors utilisés. L'utilisation de seulement deux transistors sur l'étage de sortie réduit de moitié le nombre de composants d'un amplificateur AB typique, ce qui réduit également le coût de l'amplificateur. La vitesse à laquelle les transistors s'allument et s'éteignent rend un amplificateur de classe C très efficace, et environ 70 % de la puissance prélevée sur l'alimentation sera acheminée vers la sortie.
• Inconvénients : L'inconvénient est que les transistors ne basculeront qu'aux fréquences radio, pas aux fréquences audio. Cela rend l'amplificateur inapproprié pour la musique, mais excellent pour d'autres applications.

Autres caractéristiques :

• Coupure basse fréquence : Tous les amplificateurs de classe C auront une coupure basse fréquence qui empêche les signaux en dessous d'une fréquence spécifique de passer. Cela empêche également la puissance d'être gaspillée en dessous de la fréquence de coupure.
• Haute efficacité : L'efficacité d'un amplificateur de classe C est excellente car il utilise un système de polarisation qui empêche l'étage de sortie de traverser la ligne zéro.
• Réglage du facteur de qualité : Un condensateur variable doit être connecté à la bobine du circuit résonant. La valeur de ce condensateur doit être ajustée pour obtenir une efficacité maximale.
• Système de modulation : Les amplificateurs de classe C auront un système de modulation FM qui empêche la distorsion. Il est essentiel que le modulateur et le circuit de sortie fonctionnent ensemble afin qu'aucune distorsion ne se produise.

Les fonctions comprennent :

• Amélioration de l'immunité de la ligne de transmission aux brouilleurs. L'utilisation d'un isolant entre les conducteurs extérieur et intérieur d'un câble coaxial peut améliorer ses performances et réduire le bruit et les interférences provenant de sources externes.
• Les amplificateurs de classe C peuvent contribuer à améliorer l'efficacité de la ligne de transmission. Les amplificateurs RF peuvent étendre la portée des lignes de transmission.
• Amélioration de la planéité de la réponse en fréquence. Le condensateur de couplage de sortie modifiera la réponse en fréquence des amplificateurs.

Utilisations des amplificateurs de classe C

Un amplificateur de classe C est modulé en amplitude de tension (VAM) qui module les signaux audio sur une fréquence radio pour améliorer la force du signal et étendre la portée de transmission. Ces amplificateurs produisent des signaux avec une linéarité réduite, mais une efficacité accrue. Leurs principales utilisations comprennent :

• Transmission radiofréquence : Les amplificateurs de classe C sont utilisés dans la transmission RF pour des applications telles que les stations de diffusion FM et AM, le chauffage RF industriel, les lampes à décharge luminescente RF, le chauffage par induction et les communications en ondes courtes.
• Modulation : Ces amplificateurs peuvent être utilisés pour moduler l'amplitude ou la fréquence dans le traitement du signal, modifiant le signal pour encoder des données dans les communications.
• Amplification du signal : Les amplificateurs de classe C peuvent amplifier les signaux électroniques faibles dans des applications telles que l'extrémité d'un récepteur pour amplifier les signaux avant un traitement ultérieur.
• Applications à haut rendement : Ces amplificateurs sont idéaux pour les applications qui nécessitent une génération de signal efficace et des alimentations limitées, telles que les appareils alimentés par batterie et portables.
• Applications de commutation : Les amplificateurs de classe C peuvent être utilisés pour démoduler ou redresser le courant alternatif pour le convertir en courant continu dans les applications d'alimentation, indiquant qu'ils peuvent être utiles pour le traitement du signal et les circuits d'alimentation.
• Circuits oscillateurs : Utilisé pour produire et amplifier les signaux RF dans des applications telles que la génération de fréquence, le traitement du signal et la modulation.

Les autres utilisations des amplificateurs de classe C comprennent, sans s'y limiter, les émetteurs de diffusion, les excitateurs RF, les étages finaux de transceveurs, les émetteurs VHF et UHF, les applications de chauffage industriel, les communications en ondes courtes, le chauffage par induction et les lampes à décharge luminescente.

Comment choisir des amplificateurs de classe C

Bien que les amplificateurs de classe C ne soient pas couramment utilisés dans l'audio commercial en raison de leurs problèmes d'efficacité et de linéarité, leur marché est en pleine croissance dans les applications RF. Voici quelques conseils pour les acheteurs à la recherche d'amplificateurs de classe C pour les applications RF ;

• Déterminer l'application RF : Déterminez à quoi l'amplificateur sera utilisé dans une application RF. Cela est important car il permet aux acheteurs de restreindre leur recherche et de trouver des amplificateurs avec les bonnes spécifications de puissance de sortie et de plage de fréquence.
• Prendre en compte la puissance de sortie : Déterminez la puissance que l'amplificateur peut produire (puissance de sortie) et la distance que son signal peut atteindre (portée du signal). Il est préférable de choisir un amplificateur capable de gérer la puissance nécessaire à l'application spécifique sans causer de dommages, souvent appelé « marge ».
• Vérifier la plage de fréquences : Confirmez que l'amplificateur couvre la plage de fréquences requise par l'application. Pour piloter ou amplifier le signal prévu, il faut s'assurer que l'amplificateur peut gérer les fréquences spécifiques utilisées dans le système.
• Examiner l'efficacité : Les amplificateurs de classe C sont connus pour leur utilisation efficace de l'énergie, et cela est important dans le travail RF. Une efficacité élevée signifie que moins d'énergie est gaspillée sous forme de chaleur, ce qui peut faire économiser de l'argent et prolonger la durée de vie des appareils. L'utilisation d'un amplificateur plus efficace peut réduire le coût global du système et diminuer le risque de dommages ou de problèmes liés à la surchauffe.
• Revoir la linéarité et la distorsion : La linéarité signifie qu'un amplificateur peut maintenir la qualité du signal même à des niveaux de puissance plus élevés, et une faible distorsion signifie que le signal transmis restera clair sans interférences. Ces facteurs sont essentiels pour le succès des opérations RF telles que la communication et les tests, il faut donc vérifier comment l'amplificateur sélectionné fonctionne en termes de linéarité et de distorsion à son niveau de puissance de sortie.
• Rechercher des fonctionnalités spécifiques : Il faut rechercher d'autres fonctionnalités et commodités qui peuvent améliorer les performances en fonction de l'application. Cela peut inclure des circuits d'adaptation d'entrée/sortie (pour assurer une connexion correcte avec d'autres équipements), un contrôle de gain variable (pour ajuster la force du signal) et des circuits de protection intégrés (pour empêcher les dommages dans certaines conditions).
• Prendre en compte le facteur de forme : La taille et la forme physiques de l'amplificateur doivent être adaptées à sa position de montage dans le système. Assurez-vous qu'il y a suffisamment d'espace à l'intérieur de l'enceinte pour installer tous les boutons de commande ou les connecteurs de l'unité amplificateur.
• Connaître la tension d'alimentation : Il est nécessaire de réaliser quelle tension est fournie par la source d'alimentation électrique afin de pouvoir choisir des amplificateurs compatibles qui correspondent à cette valeur. Comprenez également le courant nominal (la quantité d'électricité qu'ils consomment) des amplificateurs, afin qu'il y ait suffisamment de courant électrique disponible pour leur fonctionnement.

Q & A

Q : Combien de haut-parleurs un amplificateur de classe C peut-il alimenter ?

R : Un seul amplificateur de classe C peut alimenter un seul haut-parleur. Mais dans les cas où plus d'un haut-parleur doit être alimenté, l'impédance du haut-parleur doit être compatible pour éviter d'endommager l'amplificateur.

Q : Est-il possible de brancher deux haut-parleurs à un amplificateur de classe C ?

R : Oui, c'est possible. Mais l'impédance des deux haut-parleurs doit être la même et correspondre à la puissance nominale de l'amplificateur.

Q : Un amplificateur de classe C peut-il produire plus de son que les haut-parleurs ne peuvent gérer ?

R : Non, ce n'est pas possible. L'amplificateur ne fournira que plus de puissance ; les haut-parleurs n'absorberont et ne géreront que la puissance.

Q : Des fils de meilleure qualité amélioreront-ils le son d'un amplificateur de classe C ?

R : Non, des fils de meilleure qualité n'amélioreront pas le son, mais ils ne le réduiront pas non plus. Les bons fils de haut-parleur ne changeront pas la qualité de la puissance provenant de l'amplificateur. Ils ne feront que transmettre la puissance. Pour que les fils réduisent ou améliorent la qualité du son, ils doivent être à faible impédance ou en cuivre de haute qualité.