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• Cristina Barrera

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NOMBRE: MARCELO BARRETO

PROFESOR: Ing. Diego Becerra

CURSO: 3ro ELECTRONICA 1. Clasificación de los amplificadores Los transistores y amplificadores integrados que se utilizan para procesar señales son de baja potencia y solo tienen capacidad de generar en su salidas tensiones en el rango de voltios, proporcionar intensidades en el rango de los miliamperios, y en consecuencia, transferir a las cargas conectadas a su salida, potencias en el rango de miliwatios o décimas La primera clasificación que podemos hacer con los amplificadores viene determinada por las frecuencias con las que van a trabajar. Si las frecuencias están comprendidas dentro de la banda audible los amplificadores reciben el nombre de amplificadores de audio frecuencia o amplificadores de Baja frecuencia. (amplificadores A.F. o amplificadores B.F., respectivamente). En el tema anterior veíamos que en las transmisiones vamos a utilizar otros amplificadores que trabajan con la gama alta de frecuencias, las radio frecuencias (amplificadores de R.F). Dentro de las dos gamas de amplificadores vistas, también, podemos hacer una clasificación atendiendo a su forma de trabajo: a) Amplificadores de tensión: son los que su principal misión es suministrar una tensión mayor en su salida que en su entrada b) Amplificadores de potencia: aquellos que, aparte de suministrar una mayor tensión, suministran también un mayor corriente (amplificación de tensión y amplificación de corriente y, por ende, amplificación de potencia) Podemos, según esto, tener: amplificadores de tensión (tanto para B.F. como para R.F.) y amplificadores de potencia (también, para ambas gamas de frecuencias).

AMPLIFICADORES DE AUDIO Y POTENCIA Etapa de potencia, amplificador de potencia o etapa de ganancia son los nombres que se usan para denominar a un amplificador de audio. La función del amplificador es aumentar el nivel de una señal, incrementando, para ello, la amplitud de la señal de entrada mediante corrientes de polarización (voltaje negativo, voltaje positivo) en el transistor de salida. El amplificador trabaja, internamente, con corriente continua; en caso de ser alimentado con la tensión entregada por la red domiciliaria se necesita un transformador y rectificador para adaptar el nivel de voltaje y tipo de corriente a los valores necesarios para el buen funcionamiento del equipo.

Tipos de Amplificadores de Potencia

Entre las diferentes tipologías de etapas de potencia encontramos:        

Clase A Clase B Clase AB Clase C Clase D Clase G BJT MOSFET

Amplificador de Clase A (CLASS-A AMPLIFIER) La corriente de salida circula durante todo el ciclo de la señal de entrada, en un solo transistor. La corriente de polarización del transistor de salida es alta y constante durante todo el proceso, independientemente de si hay o no hay salida de audio. La distorsión introducida es muy baja, pero el rendimiento también será bajo, estando siempre por debajo del 50%.Lo que significa que la otra mitad de la corriente amplificada será disipada por el transistor en forma de calor. Los amplificadores de clase A a menudo consisten en un transistor de salida conectado al positivo de la fuente de alimentación y un transistor de corriente constante conectado de la salida al negativo de la fuente de alimentación. La señal del transistor de salida modula tanto el voltaje como la corriente de salida. Cuando no hay señal de entrada, la corriente de polarización constante fluye directamente del positivo de la fuente de alimentación al negativo, resultando que no hay corriente de salida, se gasta mucha corriente. Algunos amplificadores de clase A más sofisticados tienen dos transistores de salida en configuración push-pull. Amplificador clase B (CLASS-B AMPLIFIER) Durante un semiciclo la corriente circula y es amplificada por un transistor, y durante otro semiciclo circula y es amplificada por otro transistor, lo cual permite un descanso de un semiciclo a cada transistor y uno de trabajo y disipación de potencia. Además, no circula corriente a través de los transistores de salida cuando no hay señal de audio. El problema es que ocurre la llamada "distorsión por cruce", ya que cuando en el primer semiciclo la tensión de la señal cae por debajo de los 0.6 V (tensión aproximada de polarización de juntura base-emisor de un BJT), se despolariza el BJT y deja de amplificar lo cual también ocurre cuando en el otro semiciclo, la tensión no llega todavía a los 0.6 V. En resumen, en el caso de una senoidal, tendríamos 1.2 V no amplificados, aunque esta no es la mejor forma de definirlo. Funcionamiento en clase B En algunas aplicaciones, como son los sistemas alimentados son necesarios un bajo consumo de corriente y un alto rendimiento de la etapa. Este hecho condujo a otras formas de funcionamiento. El funcionamiento en clase B de un transistor conlleva que la corriente del colector circule solamente 180° del ciclo de señal, lo que implica que el punto Q ubique aproximadamente en el punto de corte en ambas rectas de carga, la de corriente continua y la

de señal. Las ventajas que ofrece el funcionamiento en clase B son un menor consumo de corriente y un mayor rendimiento.

Amplificador de Clase AB (CLASS-AB AMPLIFIER) Mismo caso que el amplificador B solo que existe una pequeña corriente que circula por los 2 transistores constantemente, que los polariza reduciendo enormemente la llamada "distorsion por cruce". Como en los amplificadores de clase A, hay una corriente de polarización constante, pero relativamente baja, evitando la distorsión de cruce (de ahí su nombre: AB). En el caso de amplificadores de sonido son los más usados llegando a distorsiones menores del 0.01% (THD=0.01%) Los amplificadores de clase AB son casi iguales a los de clase B en que tienen dos transistores de salida. Sin embargo, los amplificadores de clase AB difieren de los de clase B en que tienen pequeña corriente libre fluyendo del terminal positivo al negativo incluso si no hay señal de entrada. Esta corriente se incrementa ligeramente, pero no se incremente tanto como para parecerse a los de clase A. Esta corriente libre incluso corrige casi todas las no linealidades asociadas con la distorsión del filtro. Estos amplificadores se llaman de clase AB en vez de A porque con señales grandes, se comportan como amplificador clase B, pero con señales pequeñas, se comportan como amplificador de clase A. La mayoría de los amplificadores disponibles en el mercado son de clase AB.

Amplificador de clase C (CLASS-C AMPLIFIER)La corriente de salida solo circula durante menos de medio ciclo de la señal de entrada. Y luego se complementa la salida con un circuito compuesto de condensadores y bobinas (circuito tanque). La clase C trabaja para una banda de frecuencias estrecha y resulta muy apropiado en equipos de radiofrecuencia. Esto es debido al fenómeno de resonancia el cual se genera a la salida del amplificador cuando es sintonizado (la impedancia capacitiva e inductiva se cancelan a una frecuencia previamente calculada), aunque no trabaja arriba de 180 grados de ciclo, este amplificador a la salida genera una señal de ciclo completo de señal para la frecuencia fundamental.El dispositivo se polariza en zona de respuesta no lineal, de forma que losdispositivos activos sólo conducen en una fracción reducida del periodo de la señal. De esta forma se consiguen rendimientos máximos, aunque se necesitan elementos reactivos que acumulen la energía durante la conducción y la liberen en el resto del ciclo en el que el dispositivo no conduce. Se puede utilizar para amplificar señales de banda muy estrecha. No se utiliza en sonido, por su gran nivel de distorsión y porque su operación no está destinada para amplificadores de gran señal o gran potencia. Amplificador de clase D (CLASS-D AMPLIFIER) Esta clase de operación usa señales de pulso (digitales). El uso de técnicas digitales hace posible obtener una señal que varía a lo largo del ciclo completo para producir la salida a partir

de muchas partes de la señal de entrada. La principal ventaja de la operación en clase D es que los transistores MOSFET de salida trabajan solo en corte y saturación por lo que teóricamente no se disipa potencia en forma de calor y la eficiencia general puede ser muy alta, de entre 90% a 99%. En la practica los MOSFETS solo disipan potencia cuando se encuentran conduciendo (saturación) debido a la pequeña resistencia de encendido que poseen, llamada Rdson, de todas maneras esta potencia es despreciable ya que Rdson es del orden de los milihoms. Se utilizan transistores MOSFET ya que son los únicos capaces de conmutar a las elevadas frecuencias de trabajo, del orden de los KHz llegando a los MHz en algunos casos. Amplificadores de Clase G (De las clase E y F ya no fabrican modelos comerciales). Incorporan varias líneas de tensión que se activan de forma progresiva a medida que el voltaje de entrada aumenta con el fin de lograr mayor eficiencia.Estos equipos dan una potencia de salida mejor a la de los amplificadores de clase A-B, pero con un menor tamaño. Cuando de diseñar un amplificador se trata, su clasificación se determina por las frecuencias con las que trabajará. Cuando los amplificadores están comprendidos dentro de la banda audible se les denomina amplificadores de audiofrecuencia ( A. F. ) o amplificadores de baja frecuencia ( B.F.) Desde la aparición y evolución de los amplificadores de clase D, estas tecnologías están cayendo en desuso. Amplificador clase AB1 o también amplificador clase B2; estas notaciones vienen de los antiguos amplificadores con válvulas. Los subíndices 1 y 2 indicaban que no existía corriente de reja (el 1) o que si existía (el 2), esto era debido a que en la polarización de la válvula, la reja se hacía positiva con respecto al cátodo (para los que nunca hayan oído hablar de las válvulas, diremos, que la reja se correspondería con la base de un transistor y el cátodo con el terminal de salida, colector).que en los transistores, dependiendo del tipo de conexión, puede ser el emisor o el colector. Amplificadores MOSFET MOSFET son las siglas de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Se trata de un tipo de amplificadores aparecidos en la década de 1980 que como su nombre indica crean un efecto de campo gracias a la unión de un semiconductor formado por la pareja metal-oxido. Desde su aparición son muy usados, porque aseguran una distorsión más baja, al controlar el desprendimiento térmico que se produce durante el procesado de la señal.

Amplificador de potencia de audio ¿Qué es un parlante? ¿Cuáles son su requerimientos circuitales? ¿Qué potencia tiene un amplificador? ¿Qué sensibilidad tiene un amplificador? ¿Cuál es su distorsión y como se

reduce? Son muchas preguntas y seguramente el lector tiene algunas respuestas difusas entre sus conocimientos. Los amplificadores de potencia suelen ser el primer equipo que encara un reparador. Y es muy lógico porque la gama de frecuencias en las que funciona un amplificador de audio es la mas baja de la electrónica (20 Hz a 20KHz) y eso permite encarar experiencias practicas con cables largos sin que se produzcan problemas con la inductancias y capacidades parásitas. Además la gama de frecuencias involucradas nos permiten construir nuestros propios instrumentos de medición y prueba sin mayores gastos de dinero y realizando una interesante práctica. El parlante El rendimiento de un parlante se calcula como la potencia eléctrica entregada al mismo dividida por la potencia mecánica que sale del parlante. Y la potencia eléctrica entregada al parlante es igual a la tensión aplicada a la bobina móvil multiplicada por la corriente que circula por ella. Los parlantes tiene uniformada la resistencia de su bobina móvil en dos valores clásicos de 4 y de 8 Ohms (los parlantes muy antiguos pueden ser de 3,2 Ohms). Esto implica que los amplificadores se pueden comparar de acuerdo a su resistencia de carga y a su tensión de fuente y a continuación vamos a realizar un análisis de ese tipo, que no permitirá desenmascarar a una gran cantidad de embaucadores que tiene esta especialidad de la electrónica que es el audio de potencia. Potencias de los amplificadores de audio Un amplificador de audio tiene que cumplir siempre con las leyes de la termodinámica. La potencia entregada al parlante no puede ser nunca mayor a la potencia que ingresa por la fuente. Y que quede claro que dije la potencia entregada al parlante y no la potencia entregada por el parlante, que depende del rendimiento del mismo y que no podemos medir fácilmente por tratarse de una unidad acústica (llamada presión sonora) muy difícil de medir. Antes que nada vamos a explicar que los parlantes se caracterizan por su Impedancia y no por su resistencia. Si Ud. toma un parlante de 8 Ohms y lo mide con el tester predispuesto como óhmetro, encontrará que tiene alrededor de 6,5 Ohms. Esto suele desconcertar a los enconadores de parlante que terminan realizando un trabajo aproximado o muchas veces exacto pero sin saber el porque. Si observa la construcción de un parlante puede ver que tiene una “bobina móvil” y no una “resistencia móvil”. En efecto si tomamos un alambre y los bobinamos sobre un núcleo de hierro debemos esperar un comportamiento inductivo. Pero el alambre utilizado tiene una resistencia considerable y por lo tanto el circuito equivalente de un parlante no es un componente puro sino un R L (en realidad debería ser un R L C pero el C se puede despreciar en prácticamente todos los casos). Algo que casi nadie tiene en cuenta es que si se dice impedancia de parlante se debe aclarar a que frecuencia. Como todos los fabricantes dan la impedancia a 1KHz se da por descontado el echo y solo se dice “Impedancia de 8 Ohms” o “Impedancia de 4 Ohms” cuando realmente se debería decir “Reactancia Inductiva de 8 Ohms a 1 KHz”.

¿QUÉ ES BUFFER? En informática, un buffer de datos es una ubicación de la memoria en un Disco o en un instrumento digital reservada para el almacenamiento temporal de información digital, mientras que está esperando ser procesada. Por ejemplo, un analizador TRF tendrá uno o varios buffers de entrada, donde se guardan las palabras digitales que representan las muestras de la señal de entrada. El Z-Buffer es el usado para el renderizado de imágenes 3D. 

En electrónica dispositivo que evita el corto en un circuito. En su forma más sencilla es un complemento funcionando como seguidor. Por consiguiente el voltaje y la corriente no

AMPLIFICADORES OPERCACIONALES INTRODUCCIÓN.El concepto original del AO (amplificador operacional) procede del campo de los computadores analógicos, en los que comenzaron a usarse técnicas operacionales en una época tan temprana como en los años 40. El nombre de amplificador operacional deriva del concepto de un amplificador dc (amplificador acoplado en continua) con una entrada diferencial y ganancia extremadamente alta, cuyas características de operación estaban determinadas por los elementos de realimentación utilizados. Cambiando los tipos y disposición de los elementos de realimentación, podían implementarse diferentes operaciones analógicas; en gran medida, las características globales del circuito estaban determinadas sólo por estos elementos de realimentación. De esta forma, el mismo amplificador era capaz de realizar diversas operaciones, y el desarrollo gradual de los amplificadores operacionales dio lugar al nacimiento de una nueva era en los conceptos de diseño de circuitos. Los primeros amplificadores operacionales usaban el componente básico de su tiempo: la válvula de vacío. El uso generalizado de los AOs no comenzó realmente hasta los años 60, cuando empezaron a aplicarse las técnicas de estado sólido al diseño de circuitos amplificadores operacionales, fabricándose módulos que realizaban la circuitería interna del amplificador operacional mediante diseño discreto de estado sólido. Entonces, a mediados de los 60, se introdujeron los primeros amplificadores operacionales de circuito integrado. En unos pocos años los amplificadores operacionales integrados se convirtieron en una herramienta estándar de diseño, abarcando aplicaciones mucho más allá del ámbito original de los computadores analógicos. Con la posibilidad de producción en masa que las técnicas de fabricación de circuitos integrados proporcionan, los amplificadores operacionales integrados estuvieron disponibles en grandes cantidades, lo que, a su vez contribuyó a rebajar su coste. Hoy en día el precio de un amplificador operacional integrado de propósito general, con una ganancia de 100 dB, una tensión offset de entrada de 1 mV, una corriente de entrada de 100 nA. Y un ancho de banda de 1 MHz. es inferior a 1 euro. El amplificador, que era un sistema formado antiguamente por muchos componentes discretos, ha evolucionado para convertirse en un componente discreto él mismo, una realidad que ha cambiado por completo el panorama del diseño de circuitos lineales.