Um amplificador, o que é?
Um amplificador é um dispositivo que usa uma pequena quantidade de energia para controlar uma grande quantidade de energia. Em seu uso mais coloquial, o termo refere-se a amplificadores eletrônicos, usados principalmente em aplicações de áudio e transmissões de rádio. A razão entre a entrada e a saída de um amplificador – geralmente expressa como uma função da frequência de entrada – é chamada de função de transferência do amplificador, e a magnitude da função de transferência é chamada de ganho.
Amplificador eletrônico
Os amplificadores mais comuns são eletrônicos, normalmente usados em transmissores e receptores de televisão, equipamentos estéreo de alta fidelidade (Hi-Fi ou Hi-Fi), equipamentos eletrônicos digitais, como microcomputadores, guitarras e outros instrumentos musicais eletrônicos. Seus principais componentes são dispositivos ativos, como válvulas ou transistores.
Um amplificador de alta fidelidade é um dispositivo eletrônico que aumenta o nível de tensão de um sinal de áudio. Freqüentemente usado para denotar pré-amplificadores e grupos de amplificadores de potência ou amplificadores integrados.
Um pré-amplificador é o estágio de um amplificador de áudio que recebe um sinal de uma fonte de som (como um gravador de cassetes, receptor e toca-discos de baixo nível) e o corrige para fornecer um sinal alto o suficiente em sua saída para excitar o amplificador de potência.
Um amplificador de potência é o estágio de um amplificador de áudio ou RF (radiofrequência) que aumenta um sinal de áudio ou RF fornecido por um pré-amplificador ou oscilador para os níveis de tensão e impedância apropriados para operar um alto-falante ou antena de transmissão.
Um amplificador integrado coloca o pré-amplificador e o amplificador de potência no mesmo dispositivo.
Amplificador valvulado
No início do século 20, mais precisamente em 1907, Lee De Forest patenteou o Audion, que mais tarde foi reconhecido como o primeiro triodo da história. De acordo com a Patente No. 879.532 emitida em 1908, o Audion foi o primeiro tubo de vácuo para amplificar sinais de áudio e telégrafo.
As válvulas eram os únicos dispositivos ativos que existiam na época, iniciando assim a chamada era eletrônica, pois permitiam a possibilidade de amplificar o sinal, o que não era possível antes da descoberta do Audion.
Os tubos ainda são usados em conjuntos de alta qualidade e amplificadores de instrumentos, especialmente guitarras elétricas e suas contrapartes de baixo, guitarras baixas elétricas.
Os amplificadores valvulados normalmente operam em altas tensões de alimentação e baixas correntes, o que exige o uso de um transformador de saída para combinar a impedância de saída do amplificador (alta) e a baixa impedância do alto-falante. Os tubos podem ser instalados em uma topologia single-ended, onde apenas um tubo amplifica todo o sinal, mas é ineficiente (Classe A), e uma topologia push-pull, onde pares de tubos são conectados ao transformador de saída, de modo que cada par de tubos por tubo Amplifica apenas meio ciclo (positivo ou negativo) do sinal de áudio. Os pentodos de energia são amplamente utilizados como componentes de saída, como KT88, KT66, 6550, EL34, EL84, 6L6 e 6V6, etc. Na realidade, algumas válvulas de potência como 6550, 6L6, 6V6 não são pentodos comuns. Em vez de uma terceira grade, eles são equipados com um quadro que focaliza o feixe de elétrons na grade. Daí o nome “tetrode de feixe direcional”. Alguns fabricantes norte-americanos os chamam de “pentodos de feixe”.
Entrada de tensão – Entrada atual – Classe de amplificador
As classes de amplificadores diferem no método de operação, eficiência, linearidade e capacidade de potência de saída.
Os amplificadores podem ser divididos em:
Classe A – Dispositivo de saída eletrônica (válvula ou transistor) que conduz durante 360 graus do sinal de entrada. baixo desempenho (abaixo de 50%), mas oferece a melhor fidelidade ao sinal original;
Classe B – Dispositivos eletrônicos de saída (válvulas ou transistores) que conduzem apenas durante 180 graus do sinal de entrada (apenas meio ciclo). Apresenta um rendimento superior (cerca de 75%), porém, é mais distorcido que o anterior;
Classe AB – Localizado entre os amplificadores Classe A e Classe B, de modo que o dispositivo eletrônico de saída (válvula ou transistor) conduz uma fração do sinal de entrada acima de 180 graus. A qualidade é melhor do que a Classe B;
Classe C – Dispositivos eletrônicos de saída (válvulas ou transistores) conduzindo sinais de entrada em ângulos menores que 180 graus. Alta eficiência (acima de 75%), mas só pode ser usado para circuitos ressonantes;
Classe D – Opera modulando a largura de pulso (PWM, “pulse width modulation”) em um dispositivo eletrônico de saída (válvula ou transistor) em função da amplitude do sinal original. Esses pulsos têm que passar por um filtro que restaura (quase) a forma analógica original do sinal. Seus rendimentos são maiores do que antes (mais de 90%);
Classe E – semelhante à classe D, em funcionamento e resultados, aproveita melhor o desempenho de componentes modernos, podendo simplificar o circuito em relação à anterior;
Classe F – Semelhante à Classe C, é equipado com um filtro mais fino para fornecer alta eficiência (80%+) e alta potência de saída. Para aplicações de radiofrequência (RF) e micro-ondas (MO);
Classe G – Dois ou mais níveis de tensão (de quatro a mais) para dispositivos de saída. Quando o sinal de entrada é fraco, apenas dois dispositivos funcionam como se fossem classe B ou AB. À medida que o sinal aumenta, outros dispositivos são acionados. Essa mudança permite menor dissipação e maior eficiência em relação à tradicional classe AB (até 85%);
Classe H – A operação é semelhante à classe G. No entanto, os transistores são conectados em paralelo e não em série.
Amplificador transistorizado
Fender Mini Twin, Transistor
Com a invenção do transistor, a válvula foi gradualmente substituída por esses novos amplificadores, pois apresentavam as vantagens de menor consumo de energia, maior durabilidade, menor tamanho e menor custo. Os amplificadores de transistor se comportam de maneira diferente dos amplificadores valvulados que têm distorção diferente e não exigem um transformador de saída para corresponder à impedância do alto-falante. Hoje, os amplificadores transistorizados podem ser construídos com transistores bipolares ou MOSFETs ou circuitos integrados. De um modo geral, a qualidade do som dos amplificadores valvulados é muito melhor do que a dos amplificadores transistorizados, por isso são preferidos por músicos profissionais.
Amplificador Operacional (Ampère)
Os amplificadores operacionais são amplificadores diferenciais DC de alto desempenho: alto ganho, alta impedância de entrada, baixa impedância de saída e resposta de alta frequência. Eles foram criados para implementar computadores analógicos que realizam operações matemáticas (daí seu nome) com valores de tensão como operandos e resultados. Eles podem ser construídos com transistores ou tubos (a maioria hoje na forma de circuitos integrados). Eles são amplamente utilizados em instrumentação e equipamentos eletrônicos em geral.
Amplificadores operacionais podem ser divididos em duas categorias:
Entrada de tensão
Entrada de corrente
