TRABALHO ELETRONICA II - AMPLIFICADORES CLASSE G E T

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE
CURSO ENGENHARIA ELETRICISTA
DISCIPLINA – ELETRÔNICA II
5 PERIODO
TRABALHO SOBRE AMPLIFICADOR D e H
Rafael do Nascimento Bastos
Rio Branco AC - 2014
SUMÁRIO
1 ABORDAGEM GERAL: CLASSE G E H
2 ABORDAGEM ESPECIFICA
2.1 AMPLIFICADOR CLASSE G
2.1.1 RENDIMENTO
2.2 AMPLIFICADOR CLASSE H
2.2.1 RENDIMENTO
3 REFERÊNCIAS
1 ABORDAGEM GERAL: CLASSE G E H
São ambas variações da classe AB e foram criadas para melhorar a eficiência da classe original. 
Na classe G temos as fontes de alimentação variáveis que são chaveadas conforme a solicitação do programa de áudio (em valores pré-fixados), evitando assim dissipação desnecessária. São usados diversos valores fixos de tensões nas fontes.
Na Classe H, um circuito modulador varia o tempo todo a tensão das fontes em função do programa, ficando apenas alguns volts acima da tensão necessária comandada pelo programa de áudio, aumentando ainda mais a eficiência.
Ambas as classes são usadas em amplificação de altíssimas potências, onde transformadores de força e dissipadores de potência podem se tornar fatores proibitivos na concepção e execução de um projeto. Seu rendimento é por volta de 85,9%.
São duas classes de amplificadores nas quais há um chaveamento de tensão de alimentação quando o sinal musical ultrapassa certo limite. Isso aumenta a eficiência e permite a obtenção de maiores potências para um dado tamanho e peso. Essa classe é bastante comum em áudio profissional. Apesar disso, reina no mercado profissional uma confusão considerável, pois amplificadores classe G são especificados como de H e vice-versa. Isso ocorre notadamente nos mercados europeu e americano.
2 ABORDAGEM ESPECIFICA
2.1 AMPLIFICADOR CLASSE G
O amplificador classe G utiliza um estágio de saída com transistores em série, sendo que, para baixas potências (pequenos níveis de sinais), os transistores externos ficam em off (cortados) e o estágio de saída funciona apenas com os transistores internos, e é alimentado por VCC1. Quando o nível do sinal ultrapassa um determinado valor (imposto por VCC1), os transistores externos começam a trabalhar juntamente com os internos e todo o estágio de saída passa a ser, então, alimentado por VCC2 (Figura 12). 
 Figura 12 : Amplificador classe G típico
Quando ocorre a transição da alimentação (de VCC1 para VCC2, e vice-versa), aparece uma distorção devido à não idealidade dos semicondutores (velocidade limitada); essa distorção será relativamente maior ou menor em função da escolha dos componentes, da topologia do circuito de controle, etc.
2.1.1 RENDIMENTO
A Figura 13 nos mostra a curva do rendimento considerando uma polarização em classe B, para as mesmas condições do item 3.1
A contribuição desta classe de operação é o aumento do rendimento, que pode chegar a 85,9% (teórico) quando VCC1 = (1/VCC2. 
2.2 AMPLIFICADOR CLASSE H
É uma classe AB que trabalha com dois níveis de tensão de alimentação. Essa classe de operação tem um princípio bastante parecido com o da classe G; porém, ao invés de ter transistores em série, opera com transistores (estágios) em paralelo, alimentados com diferentes tensões. Um nível mais baixo para baixa potência e outro nível de tensão de alimentação maior para potências maiores, com isso os componentes dissipam menos energia conseguindo um rendimento maior. Como o rendimento aumenta à medida que o valor de pico do sinal se aproxima da tensão da fonte, o rendimento global do amplificador é melhorado.
As vantagens do amplificador classe H são evidentes: menor consumo, menor tamanho e menor peso que a classe AB. A desvantagem é a qualidade inferior de áudio, principalmente nas frequências mais altas, causada pela comutação da fonte, que transparece para a saída em forma de distorção de transição. Quanto maior o número de comutações de tensão de fonte, maior é o rendimento energético e pior é a qualidade sonora. Os amplificadores classe H são os mais usados, em sistemas de sonorização, para a reprodução de subgraves e graves, onde se requerem as maiores potências e também onde os defeitos da classe H não afetam a qualidade sonora. É preciso deixar claro que os amplificadores classe H não são melhores para os graves - mas são, realmente, mais econômicos e atendem perfeitamente à necessidade.
2.2.1 RENDIMENTO
O rendimento desta classe se iguala ao da classe G para as mesmas condições do item 3.5 (Figura 13), mas fica ligeiramente maior quando as perdas são consideradas; idealmente não ultrapassa 85,9%. Uma outra configuração existente para o classe H é se ter um único estágio de saída comutado (através de "chaves" eletrônicas) a duas, ou mais, tensões de alimentação.
REFERÊNCIAS
Bohn, Dennis, "Audio Handbook", National Semiconductor Corporation, 1976. 6.5 – Becciolini, B., "Audio Circuit Design with Silicon Complementary Pairs", Third Edition, June 1971, MOTOROLA Semiconductor Products, Inc. 6.6.
Ballou, Glen, "Handbook for Sound Engineers, The New Audio Cyclopedia", First Edition, Third Printing, Howard W. Sams & Co., 1988. 
Sampei, Ohashi, Ohta and Inoue, "Highest Efficiency and Super Quality Audio Amplifier Using MOS Power FETs in Class G Operation", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-24, No. 3, August 1978.
Jeong, Kim, Min, Ahn and Cho, "A High Efficiency Class A Amplifier Accompanied by Class D Switching Amplifier", IEEE Conference on Consumer Electronics, 1997. 
Duncan, Ben, "High Performance Audio Power Amplifier", Newnes, 1997.