Un amplificatore è un "quadripolo", cioè un sistema a due porte, che è in grado di scambiare energia con altri due sistemi "bipoli", ad una porta, chiamati "sorgente" e "carico" (ad es. resistivo) :sisilui:
Per esso possiamo definire, scegliendo un certo intervallo di tempo, una potenza media Pi in ingresso, dalla sorgente all'amplificatore, e una potenza media d'uscita Pu, dall'amplificatore al carico.
Evidentemente deve essere Pu=f(Pi) e Pu>Pi, quest'ultima condizione implica che l'amplificatore contenga una sorgente di alimentazione :asd:
Si ha quindi Pi+Pe>Pu, in cui Pe è la potenza erogata dall'alimentatore.
La potenza dissipata dall'amplificatore è Pd=Pe+Pi-Pu.
In definitiva l'amplificatore converte parte della potenza in continua fornita dall'alimentatore in potenza in alternata, controllata dalla potenza Pi :sisi:
In base alla gamma di frequenze che amplificano, gli amplificatori si suddividono in: amplificatori in continua (per segnali a frequenza da 0 a pochi Hz), amplificatori audio (segnali di frequenza da 20Hz a 20000Hz), amplificatori ad alta frequenza (HF da 3MHz a 30MHz - VHF da 30MHz a 300MHz - UHF da 300MHz a 3000MHz), amplificatori selettivi (ad es. quelli che selezionano la banda di radiodiffusione FM da 88MHz a 108MHz).
A volte accade di utilizzare amplificatori che forniscono alte potenze, che possono arrivare alle migliaia di Watt, variabili a seconda del tipo di carico (altoparlanti, servomeccanismi, ecc.) :asd:
In questo caso il sistema di amplificazione è composto di diversi "stadi" in cascata: di solito gli stadi di ingresso e quelli intermedi svolgono la funzione di amplificare piccoli segnali in modo da ottenere un segnale sufficientemente ampio per poter "pilotare" il "finale" di uscita.
A sua volta il finale alimenta il carico d'uscita con una "dinamica" delle tensioni e delle correnti abbastanza ampia.
Avremo quindi uno stadio preamplificatore, che opera una prima amplificazione sul segnale sorgente per portarlo a livelli compatibili con i successivi stadi, i cui parametri più importanti sono l'impedenza in ingresso, la sensibilità in ingresso e il rumore.
Ci sarà poi il circuito di pilotaggio (driver) del finale di potenza e, finalmente, lo stadio di potenza vero e proprio, che può essere realizzato con componenti discreti o integrati.
Ora, in un finale di potenza le dinamiche della tensione e della corrente, come sappiamo già, sono molto grandi e pertanto le ipotesi che portano alla "linearizzazione" dei componenti attivi mediante il modello del "circuito equivalente a parametri ibridi" non possono essere più considerate valide poiché il segnale d'uscita è sicuramente distorto.
Non solo, la potenza d'uscita dell'amplificatore non dipende soltanto dai limiti di potenza dei componenti attivi ma esiste anche la necessità di limitare la distorsione dovuta alla non linearità dei transistor stessi.
Si configura dunque una doppia problematica: quella di ottenere una potenza utile sul carico massima e, allo stesso tempo, una minima distorsione.
Pertanto importantissimi sono il fenomeno della distorsione armonica e la massima dissipazione di potenza.
In genere i costruttori di dispositivi attivi forniscono il valore massimo della temperatura di giunzione Tj che non deve mai essere superato, nelle peggiori condizioni di lavoro.
La potenza dissipabile può essere aumentata utilizzando un dissipatore di calore in alluminio oppure un sistema di raffreddamento "forzato" (ad es. ad aria).
Se il finale è integrato in un chip, all'interno di tale chip sono presenti dei circuiti "limitatori" di corrente che fungono da protezione termica.
Per concludere, vorrei accennare al fatto che l'amplificatore viene "retroazionato" negativamente al fine di migliorarne alcuni parametri come il rumore, la distorsione, la larghezza di banda, la stabilità del guadagno, ecc. :sisilui:
Grazie a tutti,
Gronag ;)
