Las clases de amplificadores electrónicos y los modos de funcionamiento de los dispositivos amplificadores activos ( tubos o transistores ) se indican tradicionalmente con letras del alfabeto latino . Las designaciones de letras de las clases de ganancia se pueden especificar adicionalmente con un sufijo que indica el modo de hacer coincidir la etapa potente con la fuente de señal (AB1, AB2, etc.) y con la carga (F1, F2, F3). Los dispositivos que combinan las propiedades de dos clases de "una sola letra" se pueden asignar a clases especiales, denotadas por una combinación de dos letras (AB, BD, DE y obsoleto BC).
La clasificación de la primera letra, que todavía es válida en la actualidad (modos A, B y C), se formó en la década de 1920 y se complementó con el modo o clase D en 1955. La producción de transistores de potencia de alta frecuencia, que comenzó en la década de 1960, hizo posible construir amplificadores de transistores económicos de radiofrecuencias de clases E y F. La mejora constante de los amplificadores de potencia de transistores de audiofrecuencia de clase B condujo al desarrollo de amplificadores de clase Amplificadores G y H. No existe un registro unificado de clases de amplificación, por lo tanto, en diferentes áreas de la electrónica o en diferentes mercados, la misma letra (por ejemplo, S) puede indicar dispositivos fundamentalmente diferentes. Los circuitos conocidos en Europa y Japón como clase G son clase H en los EE . UU ., y viceversa [1] . Una letra que se usa mucho en un campo de la electrónica (clase F con sus derivados F1, F2, F3, etc.) puede considerarse "libre" en otro campo [2] . Además, hay "clases de amplificadores": marcas comerciales de empresas de fabricación y soluciones técnicas privadas detrás de ellas. Algunos de ellos, por ejemplo, amplificadores de frecuencia de audio de "clase S" y "clase AA" estructuralmente similares , se describen en detalle en la literatura, otros se conocen solo por los anuncios de los fabricantes.
En 1919, el ingeniero de Bell Labs John Morecroft y su pasante Harald Fries publicaron un análisis del funcionamiento de un triodo de vacío en un oscilador portador de radio . En este trabajo se determinaron por primera vez los modos de funcionamiento de la lámpara sin corte (modo A), con corte por medio periodo (modo B) y por más de medio periodo (modo C). En 1928, Norman McLachlan publicó en Wireless World el primer análisis detallado de una cascada push-pull en los modos A, B y C. En 1931, el Instituto Americano de Ingenieros de Radio (IRE) reconoció esta clasificación como el estándar de la industria. El modo de funcionamiento del amplificador, intermedio entre los modos A y B, se denominó modo AB y fue muy utilizado en la tecnología de válvulas, y el concepto del modo BC introducido no se arraigó [3] [4] [5] [6 ] . En la década de 1950, la clasificación se complementó con un modo, o clase D, un modo en el que los elementos activos de la cascada funcionan en un modo clave (pulso). Con la transición de la industria a los transistores , los conceptos de los modos A, AB, B y C se adaptaron a la nueva base de elementos, pero no cambiaron fundamentalmente.
El estándar IRE se formuló en términos de la elección de voltajes de control en la rejilla de la lámpara, proporcionando un flujo de corriente de ánodo continuo (A) o intermitente (B y C). En otras ramas de la electrónica, se han desarrollado otras formulaciones equivalentes: los diseñadores de receptores de radio operaron con el concepto del ángulo de conducción de una señal armónica , los diseñadores de amplificadores de baja frecuencia y amplificadores de CC , eligiendo el punto de operación en el transferencia (ánodo-rejilla) o salida ( voltaje-amperio ) característica de la lámpara.
En la literatura técnica rusa, los conceptos de modos y clases A, AB, B y C son cercanos, pero no intercambiables. El concepto de modo se aplica a un solo transistor o a una lámpara de una etapa amplificadora ("Modo A" se refiere a tal modo operativo de un elemento amplificador ... " [7] ), el concepto de clase se aplica a una etapa amplificadora, o a un amplificador como un todo. En la literatura en idioma inglés, en todos los casos, se utiliza el único concepto de clase ("clase").
El modo A es un modo de operación del elemento amplificador (transistor o lámpara), en el que, para cualquier valor instantáneo permitido de la señal de entrada (voltaje o corriente), la corriente que fluye a través del elemento amplificador no se interrumpe . El elemento amplificador no entra en el modo de corte, no se desconecta de la carga, por lo tanto, la forma de la corriente a través de la carga repite más o menos exactamente la señal de entrada. En un caso particular de un amplificador de oscilación armónica , el modo A es un modo en el que la corriente fluye a través del elemento amplificador durante todo el período , es decir, el ángulo de conducción 2Θ c es de 360° [8] [9] .
Las definiciones más estrictas estipulan no solo la inadmisibilidad del corte, sino también la inadmisibilidad de la saturación (limitación de la corriente máxima) del elemento amplificador. Según la definición de M. A. Bonch-Bruevich , “el modo A se caracteriza por el hecho de que, bajo la acción de una señal, el punto de funcionamiento no va más allá de la sección casi rectilínea de la característica dinámica de la lámpara. Al mismo tiempo, las distorsiones no lineales son mínimas, pero la eficiencia de la cascada resulta ser baja "debido a la necesidad de pasar una corriente de reposo significativa a través del elemento amplificador [10] . En la ingeniería de radio de transistores, una cascada que cumple con la definición citada se denomina bajo voltaje, y una cascada en la que se observa una saturación o limitación de corriente en el pico de la señal se denomina sobrevoltaje ("voltaje" en este contexto es una medida relativa de la entrada). amplitud de la señal). El modo de operación en el límite de los estados de subesfuerzo y sobreesfuerzo se denomina crítico [11] [12] .
La corriente de reposo del elemento amplificador en modo A debe, como mínimo, exceder la corriente de pico dada por la cascada a la carga. La eficiencia teórica de tal cascada con reproducción sin distorsiones de señales de la amplitud máxima permitida es del 50% [13] ; en la práctica es mucho menor. En los amplificadores de potencia transistorizados de un solo extremo , la eficiencia suele ser del 20%, es decir, para 1 W de potencia máxima de salida, los transistores de salida deben disipar 4 W de calor. Debido a las dificultades con la disipación de calor, los transistores de clase A UMZCH, a diferencia de sus contrapartes de lámparas, no han recibido distribución [14] . En cascadas monociclo de banda ancha de baja potencia, el modo A, por el contrario, es la única solución posible. Todos los demás modos (AB, B y C) en la conmutación de un solo ciclo se caracterizan por distorsiones no lineales inaceptablemente altas. En los amplificadores de RF de banda estrecha , los armónicos generados por el corte del elemento amplificador se pueden filtrar de manera efectiva, pero en los amplificadores de banda ancha (UHF, amplificadores de video, amplificadores de instrumentación) y los amplificadores de CC esto no es posible.
En el modo B, el elemento amplificador es capaz de reproducir señales de entrada solo positivas (tubos, transistores npn) o solo negativas (transistores pnp). Al amplificar señales armónicas, el ángulo de conducción es de 180° o ligeramente superior a este valor.
El modo AB es intermedio entre los modos A y B. La corriente de reposo del amplificador en el modo AB es significativamente mayor que en el modo B, pero significativamente menor que la corriente requerida para el modo A. Al amplificar señales armónicas, el elemento amplificador conduce corriente para la mayoría del período: una media onda de la señal de entrada (positiva o negativa) se reproduce sin distorsión, la segunda está muy distorsionada. El ángulo de conducción 2Θc de tal cascada es mucho mayor que 180° pero menor que 360°.
La eficiencia límite de una cascada ideal en modo B en una señal sinusoidal es del 78,5% [15] , una cascada de transistores real es de aproximadamente el 72%. Estos indicadores se logran solo cuando la potencia de salida P es igual a la potencia máxima posible para una resistencia de carga dada P max (R n ). A medida que disminuye la potencia de salida, disminuye la eficiencia y aumenta la pérdida de energía absoluta en el amplificador. Con una potencia de salida igual a 1/3 P max (R n ), las pérdidas de una cascada de transistores real alcanzan un máximo absoluto del 46% de P max (R n ), y la eficiencia de la cascada disminuye al 40%. Con una mayor disminución en la potencia de salida, las pérdidas de energía absolutas disminuyen, pero la eficiencia continúa disminuyendo [16] .
Para reproducir una media onda de la señal de entrada sin distorsión en la región de cruce por cero, el amplificador debe permanecer lineal con un voltaje de entrada cero; por lo tanto, los elementos amplificadores en el modo B siempre se establecen en un valor pequeño, pero no cero. corriente de reposo. En los amplificadores de potencia de tubo en el modo B, la corriente de reposo es 5 ... 15% de la corriente de salida máxima, en amplificadores de transistores: 10 ... 100 mA por transistor [17] [18] . Todos estos amplificadores son push-pull: un brazo del amplificador reproduce una media onda positiva, el otro negativo. En la salida, ambas medias ondas se suman, formando una copia amplificada mínimamente distorsionada de la señal de entrada. A valores instantáneos bajos del voltaje de salida (varios cientos de mV en amplificadores de transistores), dicha cascada funciona en el modo A, a voltajes más altos, uno de los brazos se cierra y la cascada cambia al modo B.
En la literatura moderna no hay consenso sobre la clasificación de tales etapas de transistor push-pull. Según John Lindsey Hood y Bob Cordell, deberían considerarse como modo AB [19] [20] . Según G. S. Tsykin , Douglas Self y A. A. Danilov, este es el modo B. Desde su punto de vista, un modo AB completo comienza con corrientes de reposo significativamente más altas (y se acompaña de un nivel más bajo de distorsión transitoria) [21] [ 22] [23 ] .
En el modo C, así como en el modo B, el elemento amplificador reproduce solo señales de entrada positivas o negativas. Sin embargo, el punto de operación del elemento amplificador se elige de modo que a voltaje de entrada cero (o a corriente de control cero) el elemento amplificador esté bloqueado. La corriente a través del elemento amplificador ocurre solo después de que la señal de control pasa por cero; si esta señal es armónica, entonces el amplificador reproduce una media onda distorsionada (el ángulo de conducción es inferior a 180°) [24] . En el modo C de bajo voltaje, la amplitud de la señal de entrada es pequeña, por lo que el amplificador puede reproducir la parte superior de esta media onda. En el modo de sobretensión C, la amplitud de la señal de entrada es tan grande que el amplificador distorsiona (corta) la parte superior de la media onda: tal etapa convierte la señal de entrada sinusoidal en pulsos de corriente trapezoidales . La eficiencia teórica límite de un amplificador de bajo voltaje en el modo C, así como en el modo B, es 78.5%, sobrevoltaje - 100% [15] . Debido a la alta distorsión no lineal, los amplificadores de modo C, incluso los de contrafase, no son adecuados para reproducir señales de banda ancha (audio, video, CC). En los amplificadores resonantes de los transmisores de radio, por el contrario, se utilizan ampliamente debido a su alta eficiencia. [24] .
En la literatura en idioma inglés, tanto los modos de bajo voltaje como los de sobrevoltaje se denominan modo C "clásico" o "real" ( Clase C clásica, Clase C verdadera ) . Los amplificadores de potencia de radiofrecuencia modernos generalmente funcionan en un modo C "mixto" diferente ( Clase C de modo mixto en inglés ), que a veces se asigna a un "modo CD" especial. Durante un período, el transistor de dicho amplificador pasa secuencialmente a través de cuatro fases: corte, aumento de la corriente del colector, saturación y disminución de la corriente, y la duración de las fases activas (aumento y disminución de la corriente) es comparable a la duración de la fases de corte y saturación [25] .
La idea de un amplificador con control de pulsos de válvulas de salida fue propuesta por DV Ageev ( URSS , 1951) [26] y Alec Reeves ( Gran Bretaña ) [27] . En 1955, Roger Charbonnier ( Francia ) llamó por primera vez a estos dispositivos amplificadores de clase D, y un año más tarde este nombre entró en la práctica de la radioafición [26] . En 1964, se lanzaron en el Reino Unido los transistores D UMZCH de primera clase, que no tuvieron éxito comercial, en 1974 y 1978 Infinity y Sony hicieron intentos igualmente fallidos [28] . La producción en masa de amplificadores de esta clase solo fue posible después de depurar la producción de transistores MIS de potencia , que tuvo lugar en la primera mitad de la década de 1980 [29] .
En el modo C, la forma de onda actual de los transistores de salida puede tomar la forma de pulsos casi rectangulares. En el modo D, esta forma de corriente es inherente por definición: el transistor está bloqueado o completamente abierto. La resistencia del canal abierto de los transistores MOS de potencia modernos se mide en decenas y unidades de miliohmios, por lo tanto, como primera aproximación, podemos suponer que en el modo D el transistor funciona sin pérdida de potencia. La eficiencia de los amplificadores de clase D reales es de aproximadamente el 90%, en las muestras más económicas del 95%, mientras que depende poco de la potencia de salida [30] . Solo a bajas potencias de salida, 1 W o menos, el amplificador de clase D pierde en consumo de energía frente al amplificador de clase B [31] .
A pesar de la consonancia con el inglés digital (“digital”), los amplificadores de clase D no son, en general, dispositivos digitales . El circuito amplificador de clase D más simple y común con modulación de ancho de pulso síncrono (PWM) es un circuito totalmente analógico . Se basa en un generador de señal maestro de forma triangular , cuya frecuencia suele ser de 500 kHz, un comparador de alta velocidad y un modelador de pulsos que abre los transistores de salida. Si el valor instantáneo del voltaje de entrada excede el voltaje a la salida del generador, el comparador envía una señal para abrir los transistores del lado superior, si no, entonces para abrir los transistores del lado inferior. El formador de pulsos amplifica estas señales abriendo alternativamente los transistores de los hombros superior e inferior, y el filtro LC conectado entre ellos y la carga suaviza la corriente que se le da a la carga. A la salida del amplificador hay una copia amplificada y demodulada de la tensión de entrada libre de interferencias de alta frecuencia [32] [33] .
El circuito PWM analógico es estable a cualquier voltaje de salida [31] , pero no permite lograr una reproducción de sonido de alta calidad , incluso si está cubierto con retroalimentación . La distorsión no lineal de clase D tiene varias causas: no linealidad del generador de forma de onda triangular, no linealidad del inductor del filtro de salida y no linealidad debido al tiempo muerto entre la conmutación del lado alto y bajo del amplificador. A diferencia de los amplificadores tradicionales, que suprimen hasta cierto punto la inestabilidad de los voltajes de suministro, en los amplificadores de clase D, la interferencia de baja frecuencia pasa libremente desde los rieles de suministro a la salida del amplificador. Estas interferencias, ruidos y derivas no solo se superponen a la señal amplificada, sino que también la modulan en amplitud [34] . Para reducir estas distorsiones, los diseñadores han pasado de PWM síncrono a modulación de frecuencia variable asíncrona a modulación sigma-delta . La consecuencia inevitable de esto fue un aumento en la frecuencia de conmutación de los transistores de salida hasta decenas de MHz y una disminución de la eficiencia debido al aumento de las pérdidas por conmutación. Para reducir estas pérdidas, los diseñadores utilizaron los circuitos digitales más simples que reducían la frecuencia de conmutación (por ejemplo, convirtiendo la secuencia de pulsos de control 01010101 ... , correspondiente a voltaje de entrada cero, en 0011 ... , 00001111 ... y así). Un desarrollo natural de este enfoque fue el rechazo total de la modulación analógica y la transición al procesamiento puramente digital de las señales de entrada [35] , y un efecto secundario fue el crecimiento de la nomenclatura de "clases de amplificación" de una letra.
En 1998, Tripath, fundada por Adya Tripathi , lanzó un UMZCH integrado de clase D totalmente digital con indicadores de calidad declarados que se acercaban a los de los amplificadores de alta fidelidad "ordinarios" . Los nuevos microcircuitos salieron a la venta bajo el lema de "clase T" y recibieron críticas generalmente positivas de la prensa y los radioaficionados. El amplificador Tripath TA2020 figuraba como uno de los "25 circuitos integrados que sacudieron al mundo" de IEEE Spectrum [36] [37] , y la empresa cerró en 2007, incapaz de competir con los principales fabricantes [38] [39] . La "Clase T" fue seguida por la "Clase J" de Crown International , la "Clase TD " de Lab.gruppen , la " Clase Z" de Zetex y " Clase M" RF de PWRF . El columnista de EDN Paul Reiko comentó que "componer nuevas 'clases de amplificadores' no es más que una estratagema de marketing que hace más daño que bien a la empresa... si quieres una nueva clase de amplificador, compra -Bradley y reinventa la clase AB". [ 40] .
| Desarrollo de amplificadores con control dinámico de la tensión de alimentación de la etapa de salida en modo B/AB |
|---|
|
La potencia máxima de un amplificador de frecuencia de audio, determinada, entre otras cosas, por su tensión de alimentación, se requiere relativamente raramente. La mayor parte del tiempo, el amplificador reproduce señales de amplitud relativamente pequeña. En los amplificadores de clase B o AB, esto va acompañado de altas pérdidas de energía absoluta con baja eficiencia (10-40%). Para reducir las pérdidas y aumentar la eficiencia, debe reducir el voltaje de suministro, pero un amplificador con un voltaje de suministro bajo no podrá reproducir fragmentos de pico raros de la señal de entrada. La solución a este dilema fue propuesta en 1964 por el ingeniero de la NASA Manuel Cramer [41] . La idea de Cramer era que un amplificador de clase B o AB debería ser alimentado por una fuente de voltaje con dos o tres conjuntos de rieles de alimentación. Cuando se reproducen señales de baja amplitud, la etapa de salida se conecta a buses de bajo voltaje y, a medida que aumenta el nivel de la señal, cambia a la alimentación de los buses de alto voltaje [42] .
La producción en serie de tales UMZCH comenzó en 1977 por Hitachi . La novedad recibió la etiqueta de marketing "clase G", que se ha arraigado en la literatura japonesa y británica y se ha convertido en una adición reconocida a la clasificación tradicional de amplificadores. Los amplificadores japoneses de clase G no tenían demanda, y un diseño similar de Bob Carver , lanzado en 1981, echó raíces en el mercado estadounidense de equipos profesionales. El nombre "clase H" acuñado por Carver se ha arraigado en la literatura estadounidense , y la clasificación que alguna vez fue universal se ha dividido en nichos regionales: "estadounidense" y "anglo-japonés" [43] . Con el tiempo, los autores estadounidenses han vuelto a las designaciones "anglo-japonesas"; por ejemplo, las utilizan Dennis Bonn (2012 [41] ) y Bob Cordell (2011 [44] ). El concepto moderno de "clase G" combina dos enfoques para cambiar los buses de potencia: conmutación escalonada y suave, y dos enfoques para el circuito de la etapa de salida: conexión en serie (la cascada "interna" del UMZCH en sí está anidada en el "externo"). "cascada para controlar los buses de potencia) y paralelo (dos etapas de salida, "baja" y "alta" conectadas a la carga en paralelo) [45] [46] .
La siguiente etapa en el desarrollo de amplificadores económicos fueron los amplificadores de clase H "europeos" con voltaje de fuente de alimentación que varía suavemente. A niveles de señal de salida bajos, el amplificador se conecta a buses "normales" con un voltaje de suministro bajo. A medida que aumenta el voltaje de salida, aumenta el voltaje en el riel de alimentación superior (para una media onda positiva) o inferior (para una media onda negativa), manteniendo la caída de voltaje mínima requerida en el transistor activo. En la versión más simple de la clase H, se usa un capacitor de aumento de voltaje, cargado desde el bus de la fuente de alimentación principal y conectado a los transistores de salida de acuerdo con el circuito "diodo OR". En una versión más compleja, utilizada en microcircuitos UMZCH automotrices, se utiliza un convertidor de voltaje incorporado , que bombea los capacitores de aumento de voltaje a los valores requeridos [47] . La clase H ha sido seguida por una variedad de circuitos amplificadores híbridos de clase B y D. En estos diseños, un amplificador sucio de clase D suministra energía a un amplificador limpio de clase B o AB (menos comúnmente clase H) conectado a la carga. Las variantes de tales amplificadores han sido denominadas “clase D híbrida” [48] , “clase TD” o “clase seguidora D” [49] , “clase A/H” [50] , “clase K” (de Corea ) [51 ] y etc. "Clase BD", por el contrario, no es un híbrido, es solo una versión anterior de la clase D con PWM síncrono [52] .
El circuito del amplificador de RF se está desarrollando en dos direcciones principales: aumentar la frecuencia operativa (portadora) de la señal y aumentar la eficiencia en los rangos de frecuencia ya dominados. En 1985, los amplificadores de transistores que operaban a frecuencias relativamente bajas alcanzaron una eficiencia del 95-98 %, y ya a una frecuencia de 30 MHz, la eficiencia disminuyó al 80 % [53] . Para el año 2000, la misma eficiencia del 80 % se convirtió en la norma para la banda de 900 MHz [54] . A estas frecuencias, el retardo de conmutación del transistor se vuelve comparable al período de la frecuencia portadora, y se borra la línea entre los modos clave y los modos de la fuente de corriente controlada. Al mismo tiempo, no existe una teoría unificada que describa los procesos en cascadas de microondas de alta potencia, ni un método único para analizar y optimizar tales cascadas, ni siquiera la conocida cascada en modo mixto C [55] [56] .
En 1975, padre e hijo Nathan y Alan Sokal intentaron tal análisis . Basados en la conocida cascada de teclas, establecieron la tarea de minimizar las pérdidas durante el cambio del transistor del estado cerrado al estado abierto y viceversa. Sokal formuló el principio de funcionamiento de un amplificador de potencia económico, al que llamaron "clase E": cuando se apaga el transistor, la corriente que lo atraviesa debe disminuir a cero antes de que el voltaje del colector comience a aumentar, cuando se enciende, el voltaje del colector debe caer a cero antes de que comience a aumentar la corriente. No se permite la combinación de alta tensión y alta corriente. Por lo tanto, argumentó Nathan Sokal, es posible reducir las pérdidas del 35% al 15% del consumo de energía incluso en frecuencias en las que el retardo de encendido del transistor es el 30% del período de la frecuencia portadora [57] .
Un enfoque alternativo para reducir las pérdidas es la separación espectral (armónica) de corrientes y voltajes en la etapa de salida. La carga de un amplificador de este tipo consta de varios circuitos resonantes sintonizados para pasar los armónicos pares de la frecuencia portadora y para suprimir los armónicos impares. Idealmente, la forma actual de tal etapa contiene, además de la frecuencia portadora, solo sus armónicos pares, y la forma de voltaje en el colector o drenaje de un transistor potente contiene solo los impares. Los amplificadores reales usan dos o tres circuitos, por lo que las formas de onda de las corrientes y los voltajes difieren significativamente de las ideales. Los amplificadores de este tipo generalmente se asignan a una clase F especial, pero en la literatura también existen los términos "clase económica C", "clase C óptima", "clase C multirresonante", HRA ( amplificador de reactancia armónica ) , HCA ( amplificador armónico ). amplificador de control ) e incluso "clase E" (en un sentido diferente de la clase E de Sokal). Dependiendo de la configuración de los circuitos y de la elección de los armónicos suprimidos y transmitidos dentro de la clase F, se distinguen las subclases F1, F2, F3, F −1 (“inversa”, o “inversa”, F), etc. [58] [59] [60 ] .
| Leyenda : Marca registrada o solución propietaria término obsoleto letra no utilizada |
Abreviaturas : AF - frecuencias de audio RF - frecuencias de radio SHF - frecuencias ultra altas ( radiación de microondas ) UMZCH - amplificador de potencia de frecuencia de audio UPT - amplificador de CC URCH - amplificador de frecuencia de radio |
| Clase | Período de ocurrencia |
Alcance _ |
Definición de clase | Fuentes | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| subclase | Definición de subclase | Visión general | Detallado | |||
| A | 1920 | Clasificación básica de los modos de amplificación Amplificadores de tensión y potencia |
Un modo de operación de un elemento amplificador en el que la corriente que fluye a través del elemento amplificador nunca se interrumpe (el ángulo de conducción de una señal armónica es de 360°). Dependiendo del propósito del amplificador (amplificación de RF, AF o CC), son posibles formulaciones equivalentes alternativas en términos de la elección de los voltajes de control o el punto de operación del elemento amplificador. | [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] | Tubo UMZCH: [69] Transistor UMZCH: [70] [71] Transistor FM: [72] [73] [74] [75] | |
| A1 | Amplificador de válvulas de clase A que funciona sin corrientes de red | [76] | ||||
| A2 | Amplificador de válvulas de clase A que funciona con corrientes de red | [76] [77] | Análisis y cálculo de la cascada: [78] | |||
| Automóvil club británico | 1986 | UMZCH marca comercial de Technics | UMZCH, que combina un amplificador de clase A de línea alta de precisión, un potente amplificador de clase B y un circuito puente para conectar la carga y los bucles de retroalimentación negativa . Una repetición del esquema anterior de Sandman [79] | Análisis comparativo de circuitos UMZCH de clases S y AA: [80] [81] | ||
| AB | 1920 | Clasificación básica de amplificadores de potencia |
El modo de operación del elemento amplificador es intermedio entre los modos A y B. El ángulo de conducción de la señal armónica es significativamente mayor a 180°, pero menor a 360° | [61] [62] [64] [65] [67] | Transistor RF: [82] [83] [84] | |
| AB1 | Amplificador de válvulas de clase AB que funciona sin corrientes de red | [76] [77] [68] | ||||
| AB2 | Amplificador de válvulas de clase AB que funciona con corrientes de red | [76] [77] [68] | Análisis y cálculo de la cascada: [78] | |||
| AB+B | Amplificador de transistores con dos etapas de salida en paralelo: clase A y clase B. El término fue introducido en 1968 por Gerald Stanley (Crown Audio) [85] | [85] | ||||
| A/H | 1988 [50] | amplificadores de potencia | Amplificador de puente. Un lado del puente opera en modo A, el otro en modo G/H con una conexión suave, no escalonada, a los buses de potencia. Propuesto por Stan Gould (BSS Audio), utilizado en equipos profesionales [50] Véase también clase A/H |
[cincuenta] | ||
| B | 1920 | Clasificación básica de amplificadores de potencia |
El modo de funcionamiento del elemento amplificador, en el que el ángulo de conducción de la señal armónica es igual o ligeramente superior a 180° | [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] | RF de transistores [86] [87] | |
| B1 | Amplificador de válvulas de clase B que funciona sin corrientes de red | [76] | ||||
| B2 | Amplificador de válvulas de clase B que funciona con corrientes de red | [76] | Análisis y cálculo de la cascada: [78] | |||
| antes de Cristo | 1930 | No se utiliza en la práctica [88] | Históricamente, un modo intermedio entre las clases B (lineal) y C (pulso). En la práctica, este modo "intermedio" cumple con la definición de clase C y no tiene características que merezcan una consideración especial. | [88] [62] | ||
| BD | 19xx | Amplificadores de potencia de RF | Amplificador de RF push-pull que funciona en modo B cuando hay subtensión y en modo D cuando hay sobretensión. | [89] [52] | ||
| C | 1920 | Clasificación básica de los modos de amplificación Amplificadores de potencia (típicamente RF) |
El modo de funcionamiento del elemento amplificador, en el que el ángulo de conducción de la señal armónica es inferior a 180°. Modo transitorio entre circuitos lineales (modo B) y pulsos (modo D). | [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] | Transistor RF: [90] [91] [92] [93] | |
| C1 | Amplificador de válvulas de clase C que funciona sin corrientes de red | [76] | ||||
| C2 | Amplificador de válvulas de clase C que funciona con corrientes de red | [76] | Análisis y cálculo de la cascada: [78] | |||
| CD | Amplificadores de potencia de RF | Sinónimo de "modo mixto C" | Radiofrecuencia de transistores: [94] | |||
| D | 1951, idea 1955, término [26] |
Clasificación básica de amplificadores de potencia |
Modo de operación completamente clave (pulso) de los elementos amplificadores. El voltaje de salida está determinado por el ciclo de trabajo de los pulsos de control suministrados a los brazos superior e inferior de la etapa de salida | [95] [96] [97] | Transistor UMZCH: [98] Transistor URCh: [99] [100] [101] [102] Publicaciones históricas: [103] [104] [105] | |
| Delaware | 19xx | Amplificadores de potencia de RF | Amplificador de RF de clase D, cuya carga está sintonizada para minimizar las pérdidas al recargar la capacitancia de salida de los transistores clave. Con pausas suficientemente largas entre las inclusiones de los dos brazos del circuito push-pull, el modo DE se convierte en un análogo del modo E. | [106] [107] | ||
| mi | 1975 | Amplificadores de potencia de RF | Un amplificador que opera en un modo de conmutación en el que (a) cuando el transistor se apaga, la corriente a través de él disminuye a cero antes de que el voltaje del colector comience a aumentar, y (b) cuando el transistor se enciende, el voltaje a través de su colector cae a cero antes de que comience a subir la corriente. Nombre propuesto por Nathan y Alan Sokal . | [96] [108] [66] | [109] [57] [110] [111] [112] [113] | |
| FE | 19xx | Amplificadores de potencia de RF | Variedad de dos tiempos de clase F ( ing. Amplificador de reactancia armónica, HRA ) | [114] | ||
| F | Amplificadores de potencia de RF | Amplificadores con separación espectral de corrientes y tensiones. La forma de la corriente del transistor de salida está determinada por la frecuencia de la portadora y sus armónicos pares, la forma de su voltaje de colector o drenaje está determinada por la portadora y sus armónicos impares. | [96] [66] [115] | [59] [116] [117] [60] [118] | ||
| F1 | Amplificador clase F con circuitos sintonizados a la frecuencia portadora y uno de sus armónicos (segundo o tercero) | [119] | ||||
| F2 | Amplificador de clase F que filtra un número casi infinito de armónicos impares en una línea de cuarto de onda | [120] [121] [122] | ||||
| F2 _ | Amplificador clase F con filtrado de segundo armónico | [123] | ||||
| F24 _ | Amplificador de clase F con filtrado de armónicos 2 y 4 | [124] | ||||
| F3 | Híbrido Clase E y F - Cascada Clase E con supresión de tercer armónico | [125] | ||||
| F3 _ | Amplificador clase F con filtrado de tercer armónico | [126] | ||||
| F 35 | Amplificador clase F con filtrado de tercer y quinto armónico | [127] | ||||
| F −1 o F inversión |
Clase F "inversa" o "inversa": la forma actual del transistor de salida está determinada por la frecuencia portadora y sus armónicos impares , la forma de su voltaje de colector o drenaje está determinada por la portadora y sus armónicos pares . | [128] | ||||
| GRAMO | 1965, publicación [129] 1977, producción en serie [129] |
UMZCH económico | Amplificador de transistor de clase B con rieles de alimentación conmutados. En reposo y con bajos niveles de tensión de salida, el amplificador es alimentado por buses con bajos voltajes de alimentación, ya medida que aumenta la salida, se conecta a buses con mayor voltaje. | [96] [130] [129] | Análisis de circuito: [131] | |
| H | 1964, patente [41] 1984, producción en serie [41] |
UMZCH económico | Amplificador de transistor de clase B con voltaje de riel flotante. En reposo y con bajos niveles de voltaje de salida, el amplificador se conecta a los rieles de bajo voltaje de una fuente de alimentación lineal. Con un aumento en el voltaje de salida, el convertidor de impulsos de servo incorporado aumenta el voltaje en uno de los buses. | [96] [130] [41] | ||
| yo | 1995 [132] | UMZCH marca registrada de Crown International (una división de Harman International Industries ) | Amplificador push-pull en transistores clave (desarrollo de clase D) con lógica de control patentada, en el que las teclas superior e inferior están conectadas a la carga mediante filtros separados | [133] | Folletos del fabricante: [134] [135] | |
| j | años 2000 | Marca UMZCH empresa Terremoto Sonido | UMZCH clase D | Folleto del fabricante: [136] | ||
| años 2000 | UMZCH marca comercial de Crown Audio | UMZCH clase D, con conexión en paralelo de una etapa auxiliar de clase B, que neutraliza las distorsiones introducidas por la primera [137] | [137] | |||
| 2006 | Amplificadores de potencia de microondas económicos | Un amplificador de un solo ciclo de oscilaciones de microondas, cambiado a clase AB, cargado en una carga útil reactiva y emparejado con ella en los armónicos fundamentales de la frecuencia operativa. La capacitancia de salida de un transistor HEMT o LDMOS se incluye en el circuito de adaptación [138] | [139] | |||
| k | 1953 [140] | Transmisores moduladores de tubo de vacío | Un modulador económico de un transmisor de radio de tubo, en el que la corriente de reposo del tetrodo modulador está controlada por la corriente de otro tubo: un amplificador AF, cuyo ánodo está conectado a la rejilla de protección del tetrodo. El inventor, Richard Klensh, se refirió a este diseño como un "amplificador de clase K" [140] | [140] [141] | ||
| 1998 [51] | UMZCH económico | Amplificador de potencia híbrido AF, en el que se conectan en paralelo un amplificador de tensión de clase A de precisión y un potente búfer de corriente de clase D. El nombre se remonta a Corea . Véase también clase A/H |
[51] | |||
| L | No utilizado | |||||
| METRO | años 2000 | Marca URC empresa PWRF | Circuito modulador delta-sigma patentado para transmisores de radio de estación base móvil | Folleto del fabricante: [142] | ||
| norte | 2002 | Amplificadores de potencia de microondas económicos | El principio de reducción de pérdidas de energía en un amplificador de microondas, propuesto en 2002 por un equipo de autores de la Universidad de Donetsk . | [143] | ||
| O | No utilizado | |||||
| PAGS | No utilizado | |||||
| q | No utilizado | |||||
| R | No utilizado | |||||
| S | 1982 [144] | UMZCHAubrey Sandman | UMZCH, que combina un amplificador de precisión de clase A de baja potencia, un potente amplificador de clase B y una conexión de carga puenteada y bucles de retroalimentación negativa . Repetido (sin el consentimiento de Sandman) en la línea Technics de amplificadores de "clase AA" [79] | [145] | Análisis comparativo de circuitos UMZCH de clases S y AA: [80] [81] | |
| 1932, patente [146] | Amplificadores de potencia RF económicos | [96] [146] | Transistor RF: [147] Circuitos de microondas prometedores: [148] | |||
| T | 19xx | UMZCH marca comercial de la empresa Tripath (desde 2007 propiedad de Cirrus Logic , discontinuada) [149] | Amplificador integrado de clase D con procesamiento de retroalimentación digital patentado | [38] [39] | Folleto del fabricante: [150] | |
| DT | años 2000 | UMZCH marca registrada de Lab.gruppen | "Clase de seguimiento D": una subespecie de clase D y clase H: un amplificador de clase B alimentado por el voltaje AF generado por un amplificador de clase D | Folleto del fabricante: [49] | ||
| tu | No utilizado | |||||
| V | No utilizado | |||||
| W | años 2000 | Marca registrada de Wolfson Micro | Amplificador integrado económico con voltajes de alimentación flotantes generados por convertidores incorporados (ver clase H) | Sitio web del fabricante: [151] | ||
| X | No utilizado | |||||
| Y | No utilizado | |||||
| Z | años 2000 | Marca registrada de la empresa UMZCH de pulsos Zetex , desde 2008 Diodes Incorporated . Desde 2010 se ha utilizado en los amplificadores de la serie NAD Master. | Amplificador integrado de clase D con procesamiento de retroalimentación digital patentado | Folleto del fabricante: [152] | ||