Amplificatoare pe lampi-tuburi

Amplificare

Una din principalele functiuni ale tuburilor electronice este amplificare. Se aplica pe grila o tensiune variabila si se regaseste in circuitul de placa o tensiune sau o putere mai mare, variabila dupa aceiasi lege ca tensiunea aplicata pe grila;puterea de la iesire nu se obtine direct din puterea de la intrare ,ci prin modularea sursei de alimentare anodica.

Daca pe grila se aplica un Δ u_g, la bornele sarcinii anodice se gaseste un

Δu_a este general mai mare decat Δu_g si deci este vorba de o amplificare.

Daca regiunea unde are loc variatia, corespunde unei operatiuni liniare a caracteristicilor statice, atunci amplificarea estefidela,lipsita de distorsiuni, variatia Δu_a fiind aceeasi forma cu Δu_g.

Tubul functioneaza atunci untr-un etaj de amplificare. Rezultatul amplificarii poate fi din nou amplificat intr-un al doilea etaj, daca se face un cuplaj potrivit de la iesirea primului etaj, la intrarea celui de al doilea.Unul din cele mai simple cuplaje este cel prin transformator. Exista insa si alte scheme de cuplaje intre etaje.

Sarcina anodica pentru primul etaj este reactanta primarului (intr-o prima aproximatie).La bornele ei rezulta variatia u_a care se transmite in secundar si deci la grila tubului urmator. Se construiesc astfel amplificatori cu mai multe etaje , realizandu-se amplificari considerabile.

Exista insa o limita in amplificare care se realizeaza in acesti amplificatori. Cu cat amplificarea este mai mare, cu atat exista o tendinta de instabilitate in fnctionarea amplificatorului; la amplificari din ce in ce mai mari incep sa apara distorsiuni crescande, ecouri (unda la iesire persista inca oarecare timp dupa disparitia undei aplicate la intrare) si, in sfirsit, uneori din cauza unei reactiuni pozitive necontrolate amplificatorul ajunge sa produca in permanenta o unda de iesire, cu toate ca la intrare nu se mai aplica nimic. Se spune in acest ultim caz ca aplificatorul oscileaza. El produce atunci o unda de o anumita frecventa, pe care amplificatorul prin constructia lui are tendinta de a o favoriza. (Energia alternativa, care apare, rezulta din debitul sursei anodice de curent continu, cas si in cazul simplei amplificari)

De aceea, amplificarea, rezultata in multiple etaje succesive, este limitata ca valoare, prin faptul ca poate apare o functionare anormala a montajului prin tendinta de oscilare a amplificatorului.

De fapt amplificarea este limitata si din cauza zgomotului de agitatie termica din circuitul de intrare a primului etaj de amplificare, care poate deveni comparabil cu semnalul de intrare; intr-adevar, este inutil a realiza amplificari mai mari pentru f.e.m. mici la intrare, daca acestea nu sint superioare zgomotului din circuitele de intrare.

Etajele de amplificare de tensiune urmaresc o amplificare cit mai mare. Aceasta se realizeaza punind sa lucreze tubul intr-o functionare denumita clasa A.Regimul de functionare in clasa A este atunci , cind forma tensiunii la iesire este practic aceeasi cu cea de la intrare. In aceste cazuri grila nu trebuie sa devina pozitiva, iar curentul anodic nu trebuie sa se scoboare in timpul minimelor prea jos, spre a nu intra in portiunea curbilinie a caracteristicilor.La o anumita tensiune de placa se alege astfel tensiunea de negativare a grilei Eg, incit punctul mediu de functionare sa cada in mijlocul regiunii in care caracteristicile statice sint rectilinii.

Majoritatea amplificatoarelor de inalta frecventa din aparatele de receptie lucreaza in clasa A; de asemenea etajele intermediare de joasa frecventa.

Etajele de amplificare de putere urmaresc sa scoata o putere utila la iesire, cit mai mare,cu o putere de alimentare anodica cit mai redusa si cu tuburi cit mai mici. Etajul respectiv este pus atunci sa functioneze in clasa B sau C.

Functionarea in clasa B se realizeaza alegind o negativare Eg mai mare decit in cazul precedent si anume aproximativ valoarea care anuleaza curentul de placa:

E_g=DE_a

In repaus , curentul anodic este practic zero, iar la aplicarea unui semnal , de exemplu sinusoidal , el pulseaza in jumatati de sinusoide , ca la un redresor

In audiofrecventa, unde daca aplicam la intrare o tensiune sinusoidala trebuie sa obtinem la iesire tot o tensiune sinusoidala, amplificarea clasa B nu se poate utiliza decit cuplind cite doua tuburi in contratimp sau contrafaza ( push-pull) unul dind semiundele pozitive, iar celalalt pe cele negative. In radiofrecventa deformarea curentului anodic n-are importanta, deoarece cu ajutorul unui filtru, realizat simplu printr-un circuit acordat, se poate scoate in evidenta fundamentala sinusoidala , din curentul anodic sinusoidal.

Functionarea clasa C se realizeaza aplicind tubului o negativare mai mare decit cea corespunzatoare clasei B, deci E_g > DE_a.

Curentul anodic apare in intervale scurte de timp, mai mici ca π⁄ω. Se noteaza cu 2θ unghiul de deschidere al impulsului de curent anodic (0<π⁄2 /2).

Acest fel de functionare se utilizeaza numai in radiofrecventa, utilizindu-se in circuitul anodic un filtru selectiv , care sa scoata in evidenta fundamentala. Randamentul este mai bun in cazul functionarii in clasa B si in special in clasa C; aceasta se datoreste faptului ca se micsoreaza puterea absorbita in circuitul anodic de catre tub, prin reducerea curentului mediu anodic.

Sursa: http://revista.infoelectronica.ro