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Critères de sélection des amplificateurs pour les concepteurs de PCB
Tout le monde est probablement familier avec l'amplificateur opérationnel 741 classique, surtout si vous repensez aux premiers cours d'électronique. Mais quand il s'agit d'applications spéciales, la gamme d'amplificateurs disponibles est suffisante pour exciter n'importe quel concepteur. Une fois que vous avez compris comment les différents amplificateurs se réfèrent aux différentes spécifications, vous pouvez facilement déterminer le meilleur amplificateur pour votre application. Nous avons compilé une liste de critères importants de sélection d'amplificateurs pour les concepteurs de PCB. Amplificateurs
Tous les amplificateurs sont divisés en différentes catégories, ce qui détermine leur utilité dans différentes applications. Voici 5 catégories communes d'amplificateurs:
L classe A. ces amplificateurs sont conçus pour être très linéaires et toujours polarisés. Ils ne sont donc pas adaptés aux applications de forte puissance car ils consommeront plus d'énergie que les autres types d'amplificateurs.
Classe B. ces amplificateurs sont conçus comme une alternative plus efficace aux amplificateurs de classe A. Cependant, comme les FET qu'ils utilisent nécessitent un minimum d'entrée pour conduire les transistors, ils ne reproduisent pas parfaitement la forme d'onde d'entrée et créent une certaine distorsion à des intensités de signal d'entrée plus faibles. C'est ce qu'on appelle la distorsion croisée.
L classe AB. Ces amplificateurs sont sans doute les plus utilisés dans un large éventail d'applications. En l'absence de distorsion croisée, ils ont une efficacité supérieure à celle des amplificateurs de classe A. Ils ont également une gamme linéaire similaire.
L type c. ces amplificateurs sont plus fréquemment utilisés dans des applications RF. Comme les circuits oscillateurs LC internes ou d'autres circuits sont utilisés pour fournir un gain fort aux hautes fréquences, ils peuvent être conçus pour avoir une bande passante plus large. Cependant, leur linéarité est inférieure à celle des amplificateurs décrits ci - dessus.
Classe D. ces amplificateurs utilisent une certaine forme de PWM pour contrôler la sortie. La sortie est reconvertie en signal analogique par un filtre passe - Bas en sortie. Ceux - ci sont généralement utilisés dans les applications de commande de moteur en convertissant la sortie en un signal PWM de fréquence plus élevée.
Notez qu'il existe de nombreux autres types d'amplificateurs avec différents niveaux d'expertise. Quel que soit l'amplificateur que vous choisissez d'utiliser, il est nécessaire de peser certaines spécifications différentes pour différents amplificateurs.
Spécifications importantes des critères de sélection des amplificateurs
Lors du choix d'un amplificateur de signal analogique, notez les spécifications suivantes:
L gain de tension en boucle ouverte et en boucle fermée. Le gain en boucle ouverte vous indique efficacement le gain maximal que l'amplificateur peut produire. En fait, une fois le feedback appliqué, vous mesurerez le gain en boucle fermée. Notez que c'est une fonction de la fréquence; Le diagramme de Baud du spectre de gain sera similaire à la courbe de Baud d'un filtre passe - Bas.
L gamme linéaire. Il existe plusieurs façons de référencer cette valeur. La relation entre les signaux d'entrée et de sortie n'est jamais parfaitement linéaire, mais peut être étroite dans de nombreuses applications. Il peut être spécifié comme plage de niveaux de signal d'entrée (généralement en DBM) ou comme valeur d'entrée maximale avec quelques valeurs de distorsion associées.
L gamme dynamique. C'est juste la différence entre les valeurs de sortie minimum et maximum possibles. Le minimum est limité par le bruit de fond local et le maximum par la plage d'entrée linéaire. Typiquement, la plage dynamique est Dr = SNR + 1.
L largeur de bande. Pour un amplificateur universel, il s'agit en fait d'un temps de montée qui est le temps nécessaire à la commutation du circuit (10 à 90%). Cela limitera la plage de fréquences utiles dans l'amplificateur (voir les notes ci - dessous pour cette liste).
L vitesse de rotation. C'est le taux de variation de la sortie, généralement en V / US ou V / ns.
L taux d'inhibition de mode commun. C'est la capacité de l'amplificateur à supprimer le bruit de mode commun présent aux deux bornes d'entrée de l'amplificateur.
L efficacité. Ce chiffre est en fait une déclaration sur la dissipation de chaleur. Un amplificateur plus efficace consommera moins de puissance sous forme de chaleur.
L entrée. L'amplificateur peut être entièrement mono - terminal ou entièrement différentiel (c'est - à - dire entrée différentielle et sortie différentielle).
Tous les paramètres ci - dessus sont fonction de la fréquence d'entrée. Un amplificateur dédié aura une bande passante spécifiée dans une certaine gamme de fréquences. Assurez - vous que la bande passante chevauche la plage de fréquences cible. Il existe d'autres spécifications importantes pour les amplificateurs utilisés dans des applications spécifiques.
Amplificateur de puissance
Tous les amplificateurs de puissance (généralement de classe B, C ou AB) sont conçus pour fonctionner à proximité de leur point de compression non linéaire et consomment beaucoup d'énergie pendant leur fonctionnement. En général, la puissance de sortie de l'amplificateur diminue avec l'augmentation de la température. La plage de réduction de la puissance de sortie d'un amplificateur stable de haute qualité sur toute la plage de température de fonctionnement doit être inférieure à 1 db. Les autres spécifications devraient montrer une stabilité similaire.
Lors du choix d'un amplificateur de puissance, que ce soit pour une application spécifique ou générale, les points énumérés ci - dessus doivent être pris en compte. Cependant, les amplificateurs de puissance ont été développés pour différentes applications et les spécifications énumérées pour les différents amplificateurs sont appropriées pour les concepteurs qui traitent de ces applications particulières. Les amplificateurs de puissance RF en sont un bon exemple, où les amplificateurs de différentes bandes de fréquences sont basés sur différents procédés semi - conducteurs.
La non - linéarité inhérente de ces amplificateurs peut provoquer des effets inattendus au cours de leur fonctionnement. Les concepteurs de la communauté audio peuvent être familiers avec total Harmonic Distortion (THD) ou total Harmonic Distortion plus noise (THD + n). La distorsion harmonique est un effet non linéaire dans lequel les harmoniques supérieures du signal souhaité apparaissent en sortie. Votre amplificateur de puissance doit avoir le niveau THD ou THD + n le plus bas (généralement exprimé en pourcentage).
