CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALI

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Transcript della presentazione:

CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALI LEZIONE N° 21 (2 ore) Progetto di Amplificatore in classe A – B a simmetria complementari C.E.A.D.

Richiami Amplificatori per grandi segnali Rendimento e Efficienza Amplificatori in classe A Amplificatori in classe B Amplificatori in classe A – B C.E.A.D.

SPECIFICHE Amplificatore audio caratterizzato da : PU = 100 W RL = 4  Richiesta protezione contro cortocircuiti Non permanenti C.E.A.D.

Schema C.E.A.D. VCC1 RE6 RE5 Q1 Q5 Q6 Q7 RA RP1 RK Q3 RL 4  RP2 RB R1 RS CS Q8 Q4 VS Q2 R2 RE4 VCC2 C.E.A.D.

Push - Pull VCC1 35 V Q1 RL 4  Q2 VCC2 35 V C.E.A.D.

Protezioni contro cortocircuiti Q7 RP1 RP2 Q8 C.E.A.D.

Moltiplicatore di VBE RA Q3 RB C.E.A.D.

Carico dinamico RE6 RE5 Q6 Q5 RK C.E.A.D.

Preamplificatore R1 RS CS Q4 VS R2 RE4 C.E.A.D.

1 Scelta dei FINALI Coppie DARLINGTON complementari NPN MJ3001 VCE > 2 Vcc ICmax > IM NPN MJ3001 VCE = 80 V; IC = 10 A; PD =150 W; hfe > 1000 PNP MJ2501 VCE = -80 V; IC = -10 A; Q1 Q2 C.E.A.D.

2 Scelta delle VCC Dall’equazioone alla maglia d’uscita VCC > 32 per essere sicuri di non avere saturazioni o interdizioni VCC più bassa possibile per ridurre la potenza dissipata VCC1 I0 RE5 Q1 Q5 Q7 RL 4 87.5 m C.E.A.D.

3 Scelta delle correnti Polarizzazione in classe A – B Serve a garantire il funzionamento in classe A – B Basso valore per ridurre la dissipazione di potenza sui finali Q1 IQ0 RP1 RP2 Q2 C.E.A.D.

4 Correnti dei transistori Q1; Q2 e Q3 Corrente di base max di Q1 Corrente di base di Q2 Corrente di Q3 IBQ1 Q1 IM RP1 Q3 ICQ3 RP2 IM Q2 IBQ2 C.E.A.D.

5 Correnti di Polarizzazione Corrente in RA e RB (partitore pesante) Generatore di corrente Corrente di riposo di Q4 Correte Max di Q4 I0 I0 RE6 RE5 Q1 Q5 Q6 RA RB Q4 Q2 RE4 C.E.A.D.

6 Scelta dei transistori rimanenti (’) Q3  BJT di potenza per essere accoppiato termicamente a Q1 e Q2 BD175-16 VCE = 45 V; IC = 3 A; hfe = 100 Q4 BSP43 VCE = 80 V; IC= 1 A; hfe = 150; PD = 2 W Q3 Q4 C.E.A.D.

6 Scelta dei transistori rimanenti (’’) Q5 e Q6  Q5 = Q6 BSP33 VCE = -80 V; IC= -1 A; hfe = 150; PD = 2 W Q7 2N2222 VCE = 30 V; IC= 0.5 A; hfe=100 Q8 2N2907 VCE = -30 V; IC= -0.5 A; hfe=100 Q6 Q5 Q7 Q8 C.E.A.D.

7 Progetto delle resistenze (’) Protezione in corrente (IUmax = 8 A) Partitore RA, RB RA RP1 RP2 RB Pot. da 4.7 K C.E.A.D.

7 Progetto delle resistenze (’’) Resistenze del generatore di corrente RE4 e RE5 dall’equazione di VCC Resistenza RE4 VCC1 I0 RE6 RE5 RE4 VCC2 C.E.A.D.

7 Progetto delle resistenze (’’’) RK R1 e R2 (partitore pesante) VCC1 Pot. da 4.7 K RE6 I0 RK R1 Q4 R2 RE4 VCC2 Pot. da 33 K C.E.A.D.

8 Potenza dissipata da Q1 e Q2 Dall’espressione dell’efficienza in classe B In caso di protezione permanente contro cortocircuiti si avrebbe C.E.A.D.

Resistenza termica In base all’equivalenza termica  TJ TA JC CA DIS CD DA  C.E.A.D.

Schema Finale C.E.A.D. VCC1 RE6 35 V RE5 338  338  MJ3001 Q1 Q6 Q5 BSP33 BSP33 2N2222 Q7 RA RP1 RK Q3 87.5 m 2.84 k 2.1 k RL 4  RP2 RB BD175 -16 R1 87.5 m 33 k 700  2N2907 Q8 RS CS Q4 BSP43 Q2 VS MJ2501 R2 RE4 3.3 k 338  VCC2 35 V C.E.A.D.

Conclusioni Progetto completo dell’amplificatore Necessità di verificare il guadagno (conto manuale) Verifiche mediante simulatore Punti di riposo Amplificazione Banda Distorsioni Possibile miglioramento mediante reazione C.E.A.D.