sexta-feira, 30 de setembro de 2011

Classes de Amplificação


CLASSES DE AMPLIFICAÇÃO

As classes de amplificação são técnicas de construção dos circuitos de amplificação, o que permite que determinado tipo de amplificador seja mais adequado para uma determinada faixa de freqüências ou utilização. As principais são:

Classe A: Os dispositivos de amplificação do sinal (Transistores ou válvulas) de saída conduzem corrente durante todo o ciclo do sinal. O rendimento é baixo (Teoricamente 25%, tipicamente menos ainda), mas a qualidade é máxima, pois não existe transição entre dispositivos, sendo assim o sinal absolutamente ininterrupto. Pelo alto consumo e peso, esta classe é usada quase exclusivamente por audiófilos e em amplificadores de referência (estúdio), ou então em valvulados de baixa a média potência (até 30W) para guitarra, bem como alguns equipamentos residenciais de alta fidelidade.

Classe Super A

Entendem alguns engenheiros não tratar-se de classe de amplificação. Este circuito de amplificação, derivado do Classe "A", foi desenvolvido pela JVC e apresentado na reunião da Áudio Engineering Society (AES) de 1978.  A Classe Super "A" é definida como um sistema de polarização dinâmica onde o mesmo altera a corrente de polarização do estágio final de um amplificador, conforme o nível de sinal aplicado à entrada deste e que impede os transistores entrarem na região de corte, evitando assim o chaveamento e seus respectivos efeitos. É uma nova classe de amplificação.

Classe B: Os dispositivos de saída conduzem corrente durante exatamente meio ciclo de sinal cada um. Um dispositivo é responsável pelo semiciclo positivo, e o outro pelo negativo. Na passagem de um dispositivo para o outro, um deles deixa de conduzir corrente antes de o outro começar a fazê-lo, e aparece uma descontinuidade no sinal, chamada distorção de transição. Esta distorção afeta fortemente sinais de alta freqüência e baixa amplitude. Por esta razão, não se usam amplificadores classe B "pura". O rendimento teórico é de 64% aproximadamente.

Classe A/B: Para sanar o problema da distorção de transição, na classe A/B cada dispositivo de saída conduz corrente durante um pouco mais do que meio ciclo, de modo que quando um dispositivo assume o sinal, o outro ainda está ativo e, portanto não existe a descontinuidade citada na classe B. A qualidade sonora se aproxima da classe A, mas o rendimento energético é bem maior, chegando na prática a 60%. São os tipos de amplificadores mais utilizados em sistemas de P.A. e em sistemas residenciais, possui uma relação de qualidade versus peso versus custo muito aceitável e integram certamente mais de 70% dos equipamentos de uso geral.

Classe D: É uma classe "genérica" que engloba todas as classes de amplificação em que os dispositivos de saída não operam de forma linear, mas sim como chaves comutadoras. Neste tipo de amplificador a dissipação de calor é mínima e consequentemente sua eficiência é alta, teoricamente de 100%, mas na prática dificilmente ultrapassa a marca dos 95%. Existem diversos tipos de amplificadores classe D e muitos  modos de modulação, sendo que o mais conhecido é o tipo PWM. Nesta classe, os dispositivos de saída não operam diretamente amplificando o sinal de áudio. O sinal de entrada é aplicado a um conversor PWM (Modulador de largura de pulso), que produz uma onda retangular de alta freqüência (Muito acima de 20kHz), perfeitamente quadrada quando não há sinal de áudio na entrada. Quando existe sinal, a parte positiva da onda retangular se torna tão mais larga quanto mais alta é a tensão do sinal de áudio, estreitando-se a parte negativa de modo que a freqüência da portadora (a onda retangular) se mantém constante, mas o valor médio da tensão se torna tão mais positivo quanto o sinal de entrada. No semiciclo negativo, naturalmente a parte negativa da portadora é que se alarga, tornando negativo seu valor médio. Na saída, fazendo-se a portadora modulada passar por um filtro sintonizado em sua freqüência, ela é removida, restando o sinal de áudio. Em um projeto bem feito, pode-se obter alta qualidade de áudio com um rendimento energético teórico de 100% (95% em média, na prática). Como isso é possível? Os dispositivos de saída, operando com uma onda retangular de amplitude constante e máxima (de um extremo a outro da tensão da fonte), estão - O tempo todo - um deles com tensão zero e corrente máxima, e o outro com tensão máxima e corrente zero. Sendo a potência igual ao produto da tensão pela corrente, fica claro que a potência dissipada nos dispositivos de saída é sempre zero, portanto toda a energia da fonte de alimentação é transferida para o alto-falante. Na prática, os dispositivos de saída não chegam a trabalhar com ondas perfeitamente retangulares, nem chegam à tensão zero, o que causa um certo desperdício de potência; mas mesmo assim, o rendimento é sempre mais de 90%.

Classe D em ponte - Classe K: É uma variante da classe "D". Para eliminar o filtro passivo na saída do amplificador, que é volumoso, pesado e ainda reduz o fator de amortecimento, usam-se dois amplificadores classe "D" ligados em ponte. Com isso, a portadora é cancelada (Pois ela existe nas duas seções em classe "D" com a mesma amplitude e fase), restando o sinal puro de áudio sem a necessidade do inconveniente filtro passivo. O amplificador classe D em ponte é chamado por alguns fabricantes de amplificador classe K.

Classe H: Nestes amplificadores, a tensão da fonte de alimentação varia conforme o sinal de entrada, de forma a só fornecer ao estágio de saída a tensão necessária a seu funcionamento. A tensão da fonte pode variar entre dois ou mais valores, acompanhando assim de forma aproximada o sinal de saída. Dessa maneira, a tensão sobre os dispositivos de saída se mantém, em média, muito menor do que em um amplificador classe A/B. Reduz-se então a potência dissipada nestes dispositivos, consumindo então muito menos energia para a mesma potência de saída. O estágio de saída é, na realidade, uma classe A/B cuja fonte varia "aos pulos" conforme a potência requerida. Em potências baixas, quando a fonte não chega a comutar, o amplificador classe "H" se comporta exatamente como se fosse uma classe A/B de baixa potência. As vantagens do amplificador classe "H" são evidentes: menor consumo, menor tamanho e menor peso que o classe A/B. A desvantagem é a qualidade inferior de áudio, principalmente nas freqüências mais altas, causadas pela comutação da fonte, que transparece para a saída em forma de distorção de transição. Quanto maior o número de comutações de tensão de fonte, maior é o rendimento energético e pior é a qualidade sonora. Os amplificadores classe "H" são os mais usados, em sistemas de sonorização, para a reprodução de subgraves e graves, onde se requerem as maiores potências e também onde os defeitos da classe H não afetam a qualidade sonora. É preciso deixar claro que os amplificadores classe "H" não são melhores para os graves. São apenas mais econômicos e atendem à essa específica necessidade.

Amplificadores

Amplificador Estéreo: Pode ser bicanal ou quadricanal. Os conhecidos "Quad" ou "Quadradial", que são os quadrafônicos, só cumprem essa função se estiverem completos em termos de circuito e se a mídia for quadrafônica, como os LP's gravados em processo de quadrifonia. Amplificador Mono: Os amplificadores mono ou monaurais podem ser: Unicanais ou bicanais. Não existe "Dual Mono": O que existe é Mono Bicanal. Ser mono é qualidade, adjetivo do substantivo "amplificador". Nenhum amplificador é "duas vezes" mono! (2 X mono!) Seria uma redundância. Ser mono bicanal é uma qualidade que consiste em ter dois canais eletronicamente idênticos, afeitos a reproduzir o sinal integralmente, sem "separações", embora em duas caixas acústicas distintas. E ser mono unicanal é uma qualidade que consiste em ter apenas um canal, também afeito a reproduzir o sinal integralmente, mas em apenas uma caixa acústica. E no caso tal "Dual Mono", que é o mono bicanal, é este amplificador, nada mais, nada menos, que um amplificador composto por dois circuitos amplificadores, mesmo que com dois transformadores de força distintos e dois de saída também distintos, tudo dentro de um objeto chamado "Amplificador". Ou seja, no mesmo chassi. Simplesmente uma estratégia para dar ao consumidor uma sensação de que está comprando dois ao preço de um!

Marqueteirismo industrial
A indústria adora "marquetear" com termos que simplesmente ferem a lógica linguística e técnica e o brasileiro não consegue livrar-se do que já é conhecido como "complexo de vira-lata"; essa mania de idolatrar a língua estrangeira, a uma; a ponto de achar-se menos se a ela não pronunciar corretamente, a duas; "comprando", sem questionar, todo seu significado técnico ou qualquer outro que seja, e ainda, a colonialesca "viralatice" de achar que temos que pronunciar a língua estrangeira de modo foneticamente correto, como se o Brasil fosse uma colônia; ainda. Cultura, troca-se! Não se a recebe por imposição! E a auto-estima em considerar-se nação é que nos deve impelir a repudiar a viralatice. Há uma norma culta na língua portuguêsa que diz que só somos obrigados a pronunciar, corretamente, o português.

Nota: Leitores, fui plagiado em livro e que esta será a razão da minha retirada do mundo virtual. No entanto, algumas atualizações necessárias as farei com data e firma reconhecida e serão postadas como foto. E todos meus trabalhos serão publicados em cartório de títulos e documentos. (Em 19/03/2014).