Cuando aumentó la necesidad de comunicación de audio a larga distancia, creó la necesidad de aumentar la amplitud de las señales eléctricas para transmitirlas a largas distancias. Departamentos como teléfono y telegrafía, transmisión dúplex, etc. adoptaron varios métodos para ampliar ampliamente las señales, pero los resultados siguieron siendo insatisfactorios. Fue alrededor del año 1912 cuando el mundo conoció por primera vez la Amplificadores . Estos son dispositivos que pueden amplificarse para aumentar la potencia de una señal de entrada. En los primeros amplificadores, tubos de vacio se utilizaron que luego fueron reemplazados por transistores en la década de 1960. Hay muchos tipos de amplificadores basados en los circuitos activos utilizados para diseñarlos, en función de su funcionamiento, etc. Un amplificador de potencia está diseñado para aumentar la potencia disponible para la carga. El amplificador push-pull es uno de los amplificadores de potencia.
¿Qué es un amplificador push-pull?
El amplificador push-pull es un tipo de amplificador de potencia. Contiene un par de dispositivos activos, como un par complementario de transistores . Aquí, un transistor suministra la energía a la carga desde la fuente de alimentación positiva y el otro disipa la corriente de la carga al suelo.
Estos amplificadores son más eficientes que los amplificadores de clase A de un solo extremo. Los transistores presentes en este amplificador son anti-fase. La diferencia entre las salidas de estos dos transistores se da a la carga. Los armónicos de orden par presentes en la señal se eliminan. Este método reduce la distorsión presente en la señal debido a componentes de no linealidad.
Estos amplificadores se denominan amplificadores push-pull porque aquí uno de los transistores empuja la corriente en una dirección mientras que el otro tira la corriente en otra dirección. En el amplificador push-pull, un transistor funciona durante la mitad positiva del ciclo de señal mientras que el otro funciona durante la mitad negativa.
Diagrama de circuito
El circuito del amplificador Push-pull contiene dos transistores, un transistor NPN y un transistor PNP, como dispositivos activos. Estos transistores son anti-fase. Un transistor se polariza hacia adelante durante el semiciclo positivo de la señal, mientras que el otro durante la mitad negativa del ciclo. Para dividir la señal de entrada en dos señales idénticas 180 grados fuera de fase, se utiliza un transformador de acoplamiento T1 con toma central en la fuente del amplificador.
Este amplificador se puede construir en diferentes configuraciones, como amplificadores push-pull de Clase A, Clase B y Clase AB. Los circuitos diseñados para estas clases son diferentes.
Diagrama de circuito para amplificador push-pull de clase A
El amplificador de clase A contiene dos transistores idénticos Q1 y Q2. Los terminales emisores de estos dos transistores están conectados entre sí. Las resistencias R1 y R2 se utilizan para polarizar los transistores. Un transistor debe tener polarización directa durante el semiciclo positivo de la señal, mientras que el otro durante el semiciclo negativo.
amplificador de clase-a-push-pull
Los terminales del colector de estos dos transistores están conectados a los dos extremos del devanado primario del transformador de salida T2. Los extremos de la base de estos dos transistores están conectados al devanado secundario del transformador de entrada T1. La fuente de alimentación está conectada entre la toma central del primario de T2 y la unión del emisor de Q1, Q2.
La carga está unida al secundario del transformador T2. La corriente de reposo de Q1 y Q2 fluye en la dirección opuesta a través de las mitades del primario de T2. Esto cancela la saturación magnética en el circuito.
Diagrama de circuito para amplificador push-pull de clase B
No hay resistencias de polarización R1 y R2 en el amplificador de clase B. Aquí los dos transistores están sesgados en los puntos de corte. Los transistores no consumen energía en las condiciones ideales. Por lo tanto, la eficiencia del amplificador push-pull de clase B es mayor que la del amplificador push-pull de clase A.
Diagrama de circuito del amplificador push-pull de clase AB
Este circuito es similar al amplificador Push-pull de clase A. Pero a diferencia de la Clase A en la Clase AB, los valores de resistencia de polarización se seleccionan de manera que los transistores Q1 y Q2 estén polarizados justo por encima del corte de voltaje. Esta disposición reduce el tiempo durante el cual los transistores estarán apagados simultáneamente. Por lo tanto, la distorsión cruzada se reduce en el amplificador de clase AB.
Amplificador push-pull en funcionamiento
La etapa de salida de este amplificador puede conducir la corriente en ambas direcciones a través de la carga. Contiene dos transistores anti-fase Q1 y Q2. El transformador de acoplamiento de entrada T1 divide la señal de entrada en dos mitades idénticas, cada 180 grados fuera de fase. Un transistor se polariza hacia adelante durante el semiciclo positivo y pasa la corriente. El otro transistor permanece con polarización inversa durante el semiciclo positivo. Esta condición se invierte cuando se aplica el semiciclo negativo a los transistores.
Las corrientes de colector I1 e I2 de Q1 y Q2 fluyen en la misma dirección a través de las mitades correspondientes del primario del transformador T2. Esto induce una salida amplificada de la señal de entrada en el secundario del transformador T2. Por lo tanto, la corriente a través del secundario de T2 es la diferencia entre las corrientes de colector de los transistores.
Ventajas
La salida del amplificador Push-pull es la diferencia entre las corrientes de colector de los dos transistores. Esto elimina los armónicos en la salida. Este método también reduce la distorsión. El amplificador de clase B tiene una alta eficiencia y puede funcionar en condiciones de suministro de energía limitadas. El amplificador de clase B tiene un circuito simple y su salida no contiene ni siquiera armónicos. La distorsión cruzada se reduce en los amplificadores de clase AB.
Aplicaciones
Algunas de las aplicaciones de los amplificadores push-pull son las siguientes:
- Estos amplificadores se utilizan en sistemas de RF.
- En sistemas digitales, estos amplificadores se utilizan debido a su bajo costo y diseño más pequeño.
- Estos se utilizan para la amplificación de audio en TV, teléfonos móviles, computadoras.
- En los sistemas de comunicación de larga distancia donde se requiere baja distorsión, se utilizan estos amplificadores.
- Estos se utilizan con altavoces.
- Para amplificación de señales de radiofrecuencia.
- En los sistemas electrónicos de potencia se utilizan amplificadores push-pull.
Preguntas frecuentes
1). ¿Por qué se llama amplificador push-pull?
Este amplificador tiene dos transistores en el circuito. Uno de los transistores empuja la corriente hacia la salida durante el semiciclo positivo de la señal de entrada El otro transistor tira de la corriente hacia la salida durante el semiciclo negativo de la señal de entrada Por lo tanto, el amplificador se denomina amplificador push-pull.
2). ¿Qué es un amplificador push-pull de cortesía?
El uso de un transformador hace que el diseño del amplificador push-pull sea voluminoso. Para eliminar esta desventaja, en la etapa de entrada del amplificador Push-pull se utilizan dos transistores, un NPN y un PNP, que son complementarios entre sí. Este diseño se conoce como amplificador push-pull de cortesía.
3). ¿Qué es Push-Pull?
La etapa de salida push-pull está diseñada utilizando dos transistores complementarios que alternativamente suministran carga de corriente y absorben corriente de la carga.
4). ¿Por qué se utiliza el amplificador push-pull?
Por lo general, se prefiere un amplificador push-pull para amplificar las señales sin distorsión.
5). ¿Qué amplificador tiene la mayor eficiencia?
El amplificador push-pull de clase B tiene la mayor eficiencia del 78,9%.
Además de los transistores, los tubos de vacío también se utilizan como elementos activos en estos amplificadores. Hoy en día transformadores se utilizan muy raramente en la etapa de salida de los amplificadores. En el push-pull simétrico, cada par de salida refleja al otro. Aquí el NPN de una mitad se refleja con el PNP de la otra. De manera similar, existen cuasi-simétricas, súper simétricas, de ley cuadrada Push-pull dependiendo de sus circuitos de salida. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuál es la función principal de un amplificador?
