Projeto de Amplificadores de Potência para Áudio – Parte III

Dispositivos de saída

Usando válvulas, a alta impedância interna faz com que, para potências maiores que uns 15 ou 25W a 8 ohms, e para impedâncias de 4 ohms ou menos, o uso de transformadores de saída torne-se praticamente indispensável, devido ao elevado número de válvulas em paralelo que se torna necessário para fornecer a corrente de pico demandada. Já com os transistores, a maior capacidade de corrente permite tornar opcional o uso de transformadores e podemos fazer o acoplamento direto da saída do amplificador aos alto-falantes.

Mesmo assim, alguns amplificadores de potência transistorizados usam transformadores para adaptar de forma ótima ao seu circuito a difícil impedância de uma caixa acústica e seu divisor de frequência. O uso do transformador vai manter aproximadamente  constante a potência fornecida aos diversos valores de impedância previstos no seu secundário, possivelmente mantendo também constante o fator de amortecimento,  a distorção e a dissipação no estágio de saída.

Circuitos básicos

Os primeiros circuitos amplificadores de potência funcionavam em classe A (ver o primeiro artigo da série), e usavam uma única unidade do único dispositivo ativo disponível na época, a válvula eletrônica. Daí vem a denominação em inglês desse tipo de estágio, Single-Ended, que podemos talvez traduzir por Terminação Simples ou Singelo, designando o último estágio, que usava uma única válvula.

Embora um estágio desses, usando tríodos com baixa resistência interna, possa ser, por si só, muito linear, vai ser extremamente ineficiente, com rendimento da ordem de 20% ou menos, o que torna muito dispendioso ter amplificadores desse tipo com mais que uns 30W ou 50W (provavelmente usando válvulas em paralelo).

Isso levou ao aparecimento dos circuitos push-pull, onde duas válvulas são usadas em contrafase para dobrar a excursão de tensão sobre a impedância de carga refletida pelo transformador de saída, permitindo alcançar potências maiores com menor custo.

No início da aplicação de transistores na etapa de amplificação de potência, muitos circuitos seguiam a mesma forma que os valvulados (ver o primeiro artigo da série), mas a existência de dispositivos com duas polaridades (PNP e NPN) permitiu maior facilidade em fazer circuitos diretamente acoplados da entrada a saída, dispensando os caros e pesados transformadores de saída e acoplamento.

Vamos então, num primeiro momento, tratar de amplificadores do tipo push-pull, classe AB ou A, com transistores bipolares na saída, depois MOSFETs e por último, com as válvulas eletrônicas.

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