Classes d’amplificateurs de puissance

Les circuits d’amplificateurs de puissance (étages de sortie) sont classés en A, B, AB et C pour les conceptions linéaires—et en classe D et E pour les conceptions de commutation. Les classes sont basées sur la proportion de chaque cycle d’entrée (angle de conduction) pendant lequel un dispositif d’amplification passe le courant. L’image de l’angle de conduction dérive de l’amplification d’un signal sinusoïdal. Si l’appareil est toujours allumé, l’angle conducteur est de 360°. Si c’est sur seulement la moitié de chaque cycle, l’angle est de 180°. L’angle d’écoulement est étroitement lié à l’efficacité de puissance de l’amplificateur.,

dans les illustrations ci-dessous, un transistor à jonction bipolaire est représenté comme dispositif d’amplification. Cependant, les mêmes attributs se retrouvent avec les Mosfet ou les tubes à vide.

Classe d’unedit

Dans une classe-Un amplificateur de 100% du signal d’entrée est utilisée (à l’angle de conduction Θ = 360°). L’élément actif reste conducteur tout le temps.

amplificateurs fonctionnant en classe A sur toute la plage du cycle d’entrée., Un amplificateur de classe A se distingue par le fait que les dispositifs d’étage de sortie sont polarisés pour un fonctionnement de classe a. La sous-classe A2 est parfois utilisée pour désigner les étages de classe A des tubes à vide qui conduisent la grille légèrement positive sur les pics de signal pour une puissance légèrement supérieure à la classe A normale (A1; où la grille est toujours négative). Ceci, cependant, entraîne une distorsion du signal plus élevée.,

avantages des amplificateurs de classe Amodifier

• Les conceptions de classe A peuvent être plus simples que les autres classes dans la mesure où les conceptions de classe AB et B nécessitent deux appareils connectés dans le circuit (sortie push-pull), chacun pour gérer la moitié de la forme d’onde alors que la classe A peut utiliser
• l’élément d’amplification est polarisé de sorte que le dispositif est toujours conducteur, le courant de collecteur (à petit signal) de repos (pour les transistors; courant de drain pour les FET ou courant d’anode/plaque pour les tubes à vide) est proche de la partie la plus linéaire de sa courbe de transconductance.,
• parce que l’appareil n’est jamais « éteint », il n’y a pas de temps d’allumage, pas de problèmes de stockage de charge et généralement de meilleures performances à haute fréquence et stabilité de la boucle de rétroaction (et généralement moins d’harmoniques d’ordre Élevé).
• Le point où l’appareil est le plus proche d’être « éteint » n’est pas à « signal zéro », de sorte que les problèmes de distorsion de croisement associés aux conceptions de classe-AB et-B sont évités.
• idéal pour les faibles niveaux de signal des récepteurs radio en raison de la faible distorsion.

inconvénient des amplificateurs de classe Amodifier

• Les amplificateurs de classe A sont inefficaces., Une efficacité théorique maximale de 25% est possible en utilisant les configurations habituelles, mais 50% est le maximum pour un transformateur ou une configuration à couplage inductif. Dans un amplificateur de puissance, cela non seulement gaspille de la puissance et limite le fonctionnement avec des batteries, mais augmente les coûts d’exploitation et nécessite des dispositifs de sortie plus performants. L’inefficacité provient du Courant permanent, qui doit être environ la moitié du courant de sortie maximal, et une grande partie de la tension d’alimentation est présente à travers le dispositif de sortie à de faibles niveaux de signal., Si une puissance de sortie élevée est nécessaire à partir d’un circuit de classe A, l’alimentation et la chaleur qui l’accompagne deviennent importantes. Pour chaque watt livré à la charge, l’amplificateur lui-même, au mieux, utilise un watt supplémentaire. Pour les amplificateurs de haute puissance, cela signifie des alimentations et des dissipateurs de chaleur très volumineux et coûteux.
• étant donné que les périphériques de sortie sont en fonctionnement complet à tout moment (contrairement à un amplificateur de classe A/B), ils n’auront pas une durée de vie aussi longue à moins que l’amplificateur ne soit spécialement conçu pour en tenir compte, ce qui augmente le coût de maintenance ou de conception de l’amplificateur.,

Les modèles d’amplificateurs de puissance de classe A ont été largement remplacés par des modèles plus efficaces, bien que leur simplicité les rende populaires auprès de certains amateurs. Il existe un marché pour les amplis de classe A haute fidélité coûteux considérés comme un « élément culte » parmi les audiophiles principalement pour leur absence de distorsion croisée et leur distorsion harmonique impaire et d’ordre Élevé réduite. Les amplificateurs de puissance de classe A sont également utilisés dans certains amplificateurs de guitare « boutique » en raison de leur qualité tonale unique et pour reproduire des tons vintage.,

amplificateurs à une extrémité et à triode class-Amodifier

certains amateurs qui préfèrent les amplificateurs de classe A préfèrent également l’utilisation de conceptions à valve thermionique (tube) au lieu de transistors, pour plusieurs raisons:

• les étages de sortie à une extrémité ont une fonction de transfert asymétrique, ce qui signifie que les harmoniques d’ordre pair dans la distorsion créée ont tendance à ne pas s’annuler (comme ils le font dans les étages de sortie push-pull). Pour les tubes, ou fet, la plupart des distorsions sont des harmoniques de second ordre, à partir de la caractéristique de transfert de loi carrée, qui pour certains produit un son « plus chaud » et plus agréable.,
• Pour ceux qui préfèrent les figures à faible distorsion, l’utilisation de tubes de classe A (générant peu de distorsion harmonique impaire, comme mentionné ci-dessus) ainsi que de circuits symétriques (tels que des étages de sortie push–pull ou des étages de bas niveau équilibrés) entraîne l’annulation de la plupart des harmoniques à distorsion uniforme, d’où
• historiquement, les amplificateurs à soupapes étaient souvent utilisés comme amplificateur de puissance de classe A simplement parce que les soupapes sont grandes et coûteuses; de nombreuses conceptions de classe A n’utilisent qu’un seul appareil.,

Les Transistors sont beaucoup moins chers que les tubes, donc les conceptions plus élaborées qui utilisent plus de pièces sont toujours moins chères à fabriquer que les conceptions de tubes. Une application classique pour une paire d’appareils de classe A est la paire à longue queue, qui est exceptionnellement linéaire, et forme la base de nombreux circuits plus complexes, y compris de nombreux amplificateurs audio et presque tous les amplis op.,

Les amplificateurs de classe A peuvent être utilisés dans les étages de sortie des amplis op (bien que la précision de la polarisation dans les amplis op à faible coût tels que le 741 puisse entraîner des performances de classe A ou de classe AB ou de classe B, variant d’un appareil à l’autre ou en fonction de la température). Ils sont parfois utilisés comme amplificateurs de puissance audio de moyenne puissance, à faible efficacité et à coût élevé. La consommation d’énergie n’est pas liée à la puissance de sortie. Au ralenti (pas d’entrée), la consommation d’énergie est essentiellement la même qu’au volume de production élevé. Le résultat est une faible efficacité et une dissipation thermique élevée.,

Classe BEdit

Dans un amplificateur de classe B, le dispositif actif conduit sur 180 degrés du cycle. Cela provoquerait une distorsion intolérable s’il n’y avait qu’un seul appareil, donc deux appareils sont généralement utilisés, en particulier aux fréquences audio. Chacun conduit pour une moitié (180°) du cycle de signal, et les courants de l’appareil sont combinés de sorte que le courant de charge est continu.,

en radiofréquence, si le couplage à la charge se fait via un circuit accordé, un seul dispositif fonctionnant en Classe B peut être utilisé car l’énergie stockée dans le circuit accordé fournit la moitié « manquante » de la forme d’onde. Les appareils fonctionnant dans la Classe B sont utilisés dans les amplificateurs linéaires, ainsi appelés parce que la puissance de sortie de radiofréquence est proportionnelle au carré de la tension d’excitation d’entrée. Cette caractéristique empêche la distorsion des signaux modulés en amplitude ou en fréquence traversant l’amplificateur. De tels amplificateurs ont une efficacité d’environ 60%.,

lorsque les amplificateurs de Classe B amplifient le signal avec deux appareils actifs, chacun fonctionne sur la moitié du cycle. L’efficacité est beaucoup améliorée par rapport aux amplificateurs de classe A. Les amplificateurs de classe B sont également favorisés dans les appareils fonctionnant sur batterie, tels que les radios à transistors. La Classe B a une efficacité théorique maximale de π / 4 (≈78,5%).

un circuit pratique utilisant des éléments de classe B est l’étage push-pull, tel que la disposition très simplifiée des paires complémentaires représentée à droite., Des dispositifs complémentaires sont chacun utilisés pour amplifier les moitiés opposées du signal d’entrée, qui est ensuite recombiné en sortie. Cette disposition donne une bonne efficacité, mais souffre généralement de l’inconvénient qu’il y a un petit décalage dans la région de croisement-au niveau des « jointures » entre les deux moitiés du signal, car un dispositif de sortie doit prendre en charge l’alimentation exactement comme les autres finitions. C’est ce qu’on appelle la distorsion croisée. Une amélioration consiste à biaiser les appareils afin qu’ils ne soient pas complètement éteints lorsqu’ils ne sont pas utilisés. Cette approche est appelée Opération de classe AB.,

Classe ABEdit

Dans une classe AB amplificateur, l’angle de conduction est intermédiaire entre la classe A et B, chacun des deux éléments actifs réalise plus de la moitié du temps.,La classe AB est largement considérée comme un bon compromis pour les amplificateurs, car la plupart du temps, le signal musical est suffisamment silencieux pour que le signal reste dans la région « Classe-A », où il est amplifié avec une bonne fidélité, et par définition s’il sort de cette région, est suffisamment grand pour que les produits de distorsion typiques de la classe La distorsion de croisement peut être réduite davantage en utilisant une rétroaction négative.

en fonctionnement de classe AB, chaque appareil fonctionne de la même manière qu’en Classe B sur la moitié de la forme d’onde, mais conduit également une petite quantité sur l’autre moitié., En conséquence, la zone où les deux appareils sont simultanément presque éteints (la « zone morte ») est réduite. Le résultat est que lorsque les formes d’onde des deux dispositifs sont combinées, le croisement est grandement minimisé ou complètement éliminé. Le choix exact du courant de repos (le Courant permanent à travers les deux appareils lorsqu’il n’y a pas de signal) fait une grande différence au niveau de distorsion (et au risque d’emballement thermique, qui peut endommager les appareils). Souvent, la tension de polarisation appliquée pour régler ce courant de repos doit être ajustée avec la température des transistors de sortie., (Par exemple, dans le circuit représenté à droite, les diodes seraient montées physiquement près des transistors de sortie, et spécifiées pour avoir un coefficient de température adapté.) Une autre approche (souvent utilisée avec des tensions de polarisation de suivi thermique) consiste à inclure des résistances de petite valeur en série avec les émetteurs.

la classe AB sacrifie une certaine efficacité par rapport à la Classe B en faveur de la linéarité, elle est donc moins efficace (en dessous de 78,5% pour les ondes sinusoïdales de pleine amplitude dans les amplificateurs à transistors, généralement; beaucoup moins est courant dans les amplificateurs à tube à vide de classe AB). Il est généralement beaucoup plus efficace que la classe A.,

numéros de suffixe pour les amplificateurs à tube à vacuummodifier

Une conception d’amplificateur à tube à vide aura parfois un numéro de suffixe supplémentaire pour la classe, par exemple, la classe B1. Un suffixe 1 indique que le courant de grille ne circule pendant aucune partie de la forme d’onde d’entrée, où un suffixe 2 indique que le courant de grille circule pour une partie de la forme d’onde d’entrée. Cette distinction affecte la conception des étages de haut-parleurs de l’amplificateur. Les numéros de suffixe ne sont pas utilisés pour les amplificateurs à semi-conducteurs.,

Classe CEdit

Dans une classe-C amplificateur, moins de 50% du signal d’entrée est utilisée (à l’angle de conduction Θ < 180°). La distorsion est élevée et l’utilisation pratique nécessite un circuit réglé comme charge. L’efficacité peut atteindre 80% dans les applications de radiofréquence.

l’application habituelle pour les amplificateurs de Classe C est dans les émetteurs RF fonctionnant à une seule fréquence porteuse fixe, où la distorsion est contrôlée par une charge accordée sur l’amplificateur., Le signal d’entrée est utilisé pour commuter le dispositif actif, provoquant le passage d’impulsions de courant à travers un circuit accordé faisant partie de la charge.

l’amplificateur de Classe C dispose de deux modes de fonctionnement: tuned et untuned. Le diagramme montre une forme d’onde d’un simple circuit de Classe C sans la charge accordée. C’est ce qu’on appelle une opération non concertée, et l’analyse des formes d’onde montre la distorsion massive qui apparaît dans le signal. Lorsque la charge appropriée (par exemple, un filtre inductif-capacitif plus une résistance de charge) est utilisée, deux choses se produisent., La première est que le niveau de polarisation de la sortie est serré avec la tension de sortie moyenne égale à la tension d’alimentation. C’est pourquoi l’opération réglée est parfois appelée un clamper. Cela redonne à la forme d’onde sa forme appropriée, bien que l’amplificateur n’ait qu’une alimentation à une polarité. Ceci est directement lié au deuxième phénomène: la forme d’onde sur la fréquence centrale devient moins déformée., La distorsion résiduelle dépend de la bande passante de la charge accordée, la fréquence centrale voyant très peu de distorsion, mais une plus grande atténuation plus loin de la fréquence accordée que le signal obtient.

le circuit accordé résonne à une fréquence, la fréquence porteuse fixe, et ainsi les fréquences indésirables sont supprimées, et le signal complet voulu (onde sinusoïdale) est extrait par la charge accordée. La bande passante du signal de l’amplificateur est limitée par le facteur Q du circuit accordé, mais ce n’est pas une limitation sérieuse., Les harmoniques résiduelles peuvent être éliminées à l’aide d’un autre filtre.

dans les amplificateurs de Classe C Pratiques, une charge accordée est invariablement utilisée. Dans un arrangement commun, la résistance représentée dans le circuit ci-dessus est remplacée par un circuit accordé en parallèle constitué d’une inductance et d’un condensateur en parallèle, dont les composants sont choisis pour résonner à la fréquence du signal d’entrée. La puissance peut être couplée à une charge par action du transformateur avec une bobine secondaire enroulée sur l’inducteur., La tension moyenne au niveau du collecteur est alors égale à la tension d’alimentation, et la tension du signal apparaissant sur le circuit accordé varie de près de zéro à près de deux fois la tension d’alimentation pendant le cycle RF. Le circuit d’entrée est polarisé de sorte que l’élément actif (par exemple, le transistor) ne conduit qu’une fraction du cycle RF, généralement un tiers (120 degrés) ou moins.

l’élément actif ne conduit que lorsque la tension du collecteur passe par son minimum. De cette façon, la dissipation de puissance dans le dispositif actif est réduite au minimum, et l’efficacité augmentée., Idéalement, l’élément actif ne passerait qu’une impulsion de courant instantanée alors que la tension aux bornes est nulle: il ne dissipe alors aucune puissance et un rendement de 100% est atteint. Cependant, les appareils pratiques ont une limite au courant de crête qu’ils peuvent passer, et l’impulsion doit donc être élargie, à environ 120 degrés, pour obtenir une quantité raisonnable de puissance, et l’efficacité est alors de 60-70%.

Classe DEdit

amplificateurs de Classe D utiliser une certaine forme de modulation de largeur d’impulsion pour contrôler les périphériques de sortie. L’angle de conduction de chaque appareil n’est plus directement lié au signal d’entrée mais varie en largeur d’impulsion.

dans l’amplificateur de classe D, les dispositifs actifs (transistors) fonctionnent comme des interrupteurs électroniques au lieu de dispositifs à gain linéaire; ils sont activés ou désactivés., Le signal analogique est converti en un flux d’impulsions qui représente le signal par modulation de largeur d’impulsion, modulation de densité d’impulsion, modulation delta-sigma ou une technique de modulation connexe avant d’être appliqué à l’amplificateur. La valeur de puissance moyenne temporelle des impulsions est directement proportionnelle au signal analogique, de sorte qu’après amplification, le signal peut être converti en un signal analogique par un filtre passe-bas passif.Le but du filtre de sortie est de lisser le flux d’impulsions à un signal analogique, en supprimant les composantes spectrales à haute fréquence des impulsions., La fréquence des impulsions de sortie est généralement dix fois ou plus la fréquence la plus élevée dans le signal d’entrée à amplifier, de sorte que le filtre peut réduire de manière adéquate les harmoniques indésirables et reproduire avec précision l’entrée.

le principal avantage d’un amplificateur de classe D est son efficacité énergétique. Parce que les impulsions de sortie ont une amplitude fixe, les éléments de commutation (généralement des MOSFET, mais des tubes à vide, et à un moment donné des transistors bipolaires, ont été utilisés) sont complètement allumés ou complètement éteints, plutôt que de fonctionner en mode linéaire., Un MOSFET fonctionne avec la résistance la plus faible lorsqu’il est entièrement allumé et donc (à l’exclusion lorsqu’il est complètement éteint) a la dissipation de puissance la plus faible lorsqu’il est dans cet état. Par rapport à un appareil de classe AB équivalent, les pertes plus faibles d’un amplificateur de classe D permettent l’utilisation d’un dissipateur thermique plus petit pour les MOSFET tout en réduisant la quantité de puissance d’entrée requise, ce qui permet une conception d’alimentation à faible capacité. Par conséquent, les amplificateurs de classe D sont généralement plus petits qu’un amplificateur de classe AB équivalent.,

un autre avantage de l’amplificateur de classe D est qu’il peut fonctionner à partir d’une source de signal numérique sans nécessiter un convertisseur numérique-analogique (DAC) pour convertir le signal en forme analogique en premier. Si la source de signal est sous forme numérique, par exemple dans un lecteur multimédia numérique ou une carte son d’ordinateur, les circuits numériques peuvent convertir le signal numérique binaire directement en un signal de modulation de largeur d’impulsion qui est appliqué à l’amplificateur, simplifiant considérablement les circuits.,

un amplificateur de classe D avec une puissance de sortie modérée peut être construit en utilisant un processus logique CMOS régulier, ce qui le rend adapté à l’intégration avec d’autres types de circuits numériques. Ainsi, on le trouve couramment dans les systèmes sur Puces avec audio intégré lorsque l’amplificateur partage un dé avec le processeur principal ou le DSP.

Les amplificateurs de classe D sont largement utilisés pour contrôler les moteurs-mais sont maintenant également utilisés comme amplificateurs de puissance, avec des circuits supplémentaires qui convertissent l’analogique en un signal modulé en largeur d’impulsion de fréquence beaucoup plus élevée., Les alimentations à découpage ont même été modifiées en amplificateurs bruts de classe D (bien que généralement ceux-ci ne reproduisent que les basses fréquences avec une précision acceptable).

des amplificateurs de puissance audio de classe D de haute qualité sont maintenant apparus sur le marché. On a dit que ces conceptions rivalisaient avec les amplificateurs AB traditionnels en termes de qualité. Une utilisation précoce des amplificateurs de classe D était des amplificateurs de subwoofer de haute puissance dans les voitures., Étant donné que les subwoofers sont généralement limités à une bande passante ne dépassant pas 150 Hz, la vitesse de commutation de l’amplificateur ne doit pas nécessairement être aussi élevée que pour un amplificateur à gamme complète, ce qui permet des conceptions plus simples. Les amplificateurs de classe D pour la conduite de subwoofers sont relativement peu coûteux par rapport aux amplificateurs de classe AB.

La Lettre D utilisée pour désigner cette classe d’amplificateur est simplement la lettre suivante Après C et, bien qu’occasionnellement utilisée comme telle, ne signifie pas numérique., Les amplificateurs de classe D et de classe E sont parfois décrits à tort comme « numériques » parce que la forme d’onde de sortie ressemble superficiellement à un train d’impulsions de symboles numériques, mais un amplificateur de classe d convertit simplement une forme d’onde d’entrée en un signal analogique modulé en largeur d’impulsion continue. (Une forme d’onde numérique serait modulée par impulsion-code.)

classes Supplémentairesmodifier

Les autres classes d’amplificateurs sont principalement des variations des classes précédentes., Par exemple, les amplificateurs de classe G et de classe H sont marqués par la variation des rails d’alimentation (par étapes discrètes ou de manière continue, respectivement) suivant le signal d’entrée. La chaleur perdue sur les dispositifs de sortie peut être réduite car l’excès de tension est réduit au minimum. L’amplificateur est alimenté avec ces rails lui-même peut être de n’importe quelle classe. Ces types d’amplificateurs sont plus complexes et sont principalement utilisés pour des applications spécialisées, telles que les unités de très haute puissance., En outre, les amplificateurs de classe E et de classe F sont couramment décrits dans la littérature pour les applications de radiofréquence où l’efficacité des classes traditionnelles est importante, mais plusieurs aspects s’écartent considérablement de leurs valeurs idéales. Ces classes utilisent le réglage harmonique de leurs réseaux de sortie pour atteindre un rendement plus élevé et peuvent être considérées comme un sous-ensemble de la Classe C en raison de leurs caractéristiques d’angle de conduction.

Class EEdit

l’amplificateur de classe E est un amplificateur de puissance à commutation accordé très efficace utilisé aux fréquences radio., Il utilise un élément de commutation unipolaire et un réseau réactif réglé entre le commutateur et la charge. Le circuit obtient un rendement élevé en actionnant uniquement l’élément de commutation aux points de courant nul (commutation on à off) ou de tension nulle (commutation off à on), ce qui minimise la perte de puissance dans le commutateur, même lorsque le temps de commutation des appareils est long par rapport à la fréquence de fonctionnement.

l’amplificateur de classe E est fréquemment cité pour avoir été signalé pour la première fois en 1975. Cependant, une description complète du fonctionnement de classe E peut être trouvée dans la thèse de doctorat de 1964 de Gerald D. Ewing., Fait intéressant, les équations de conception analytique ne sont connues que récemment.

class FEdit

dans les amplificateurs push–pull et dans CMOS, les harmoniques paires des deux transistors s’annulent. L’expérience montre qu’une onde carrée peut être générée par ces amplificateurs. Théoriquement, les ondes carrées ne sont constituées que d’harmoniques impaires. Dans un amplificateur de classe D, le filtre de sortie bloque toutes les harmoniques; c’est-à-dire que les harmoniques voient une charge ouverte. Ainsi, même de petits courants dans les harmoniques suffisent à générer une onde carrée de tension., Le courant est en phase avec la tension appliquée au filtre, mais la tension aux bornes des transistors est déphasée. Par conséquent, il existe un chevauchement minimal entre le courant traversant les transistors et la tension aux bornes des transistors. Plus les bords sont nets, plus le chevauchement est bas.

alors qu’en classe D, Les transistors et la charge existent comme deux modules distincts, la classe F admet des imperfections comme les parasites du transistor et tente d’optimiser le système global pour avoir une impédance élevée au niveau des harmoniques., Bien sûr, il doit y avoir une tension finie à travers le transistor pour pousser le courant à travers la résistance à l’état. Parce que le courant combiné à travers les deux transistors est principalement dans le premier harmonique, il ressemble à un sinus. Cela signifie qu’au milieu du carré, le maximum de courant doit circuler, il peut donc être logique d’avoir un plongeon dans le carré ou, en d’autres termes, de permettre un survirage de l’onde carrée de tension. Un réseau de charge de classe F par définition doit transmettre en dessous d’une fréquence de coupure et réfléchir au-dessus.,

toute fréquence située en dessous de la coupure et ayant son deuxième harmonique au-dessus de la coupure peut être amplifiée, c’est-à-dire une bande passante d’octave. D’autre part, un circuit série inductif-capacitif avec une grande inductance et une capacité accordable peut être plus simple à mettre en œuvre. En réduisant le rapport cyclique en dessous de 0,5, l’amplitude de sortie peut être modulée. La forme d’onde carrée de tension se dégrade, mais toute surchauffe est compensée par la puissance globale inférieure circulant., Toute incompatibilité de charge derrière le filtre ne peut agir que sur la première forme d’onde de courant harmonique, clairement seule une charge purement résistive a du sens, alors plus la résistance est faible, plus le courant est élevé.

la classe F peut être entraînée par un sinus ou par une onde carrée, pour un sinus, l’entrée peut être réglée par un inducteur pour augmenter le gain. Si la classe F est implémentée avec un seul transistor, le filtre est compliqué à court-circuiter les harmoniques paires. Toutes les conceptions précédentes utilisent des arêtes vives pour minimiser le chevauchement.

Classes G et HEdit

There are a variety of amplifier designs that enhance class-AB output stages with more efficient techniques to achieve greater efficiency with low distortion., Ces conceptions sont courantes dans les grands amplificateurs audio, car les dissipateurs thermiques et les transformateurs de puissance seraient prohibitifs (et coûteux) sans augmentation de l’efficacité. Les Termes « Classe G » et « classe H » sont utilisés de manière interchangeable pour désigner différents modèles, dont la définition varie d’un fabricant ou d’un papier à l’autre.

Les amplificateurs de classe G (qui utilisent la « commutation de rail » pour réduire la consommation d’énergie et augmenter l’efficacité) sont plus efficaces que les amplificateurs de classe AB., Ces amplificateurs fournissent plusieurs rails de puissance à différentes tensions et commutent entre eux à mesure que la sortie du signal approche de chaque niveau. Ainsi, l’amplificateur augmente l’efficacité en réduisant la puissance gaspillée au niveau des transistors de sortie. Les amplificateurs de classe G sont plus efficaces que la classe AB, mais moins efficaces par rapport à la classe D, cependant, ils n’ont pas les effets d’interférence électromagnétique de la classe D.

Les amplificateurs de classe H créent un rail d’alimentation (analogique) infiniment variable. Ils sont parfois appelés trackers ferroviaires., Ceci est fait en modulant les rails d’alimentation de sorte que les rails ne sont que quelques volts plus grands que le signal de sortie « suivi » à un moment donné. L’étage de sortie fonctionne à son efficacité maximale tout le temps. Cela est dû à la capacité du circuit à maintenir les transistors à rail (T2 et T4) en coupure jusqu’à ce qu’un pic de tension musicale soit d’une ampleur suffisante pour nécessiter la tension supplémentaire des alimentations + et – 80 V. Reportez-vous à la figure schématique. L’amplificateur de classe H peut en fait être considéré comme deux amplificateurs en série., Dans l’exemple schématique illustré par la figure, les amplificateurs à rail + – 40 V peuvent produire environ 100 Watts en continu dans une charge de 8 ohms. Si le signal de musique vout fonctionne en dessous de 40 volts, l’amplificateur n’a que les pertes associées à un amplificateur de 100 W. En effet, les appareils supérieurs de classe H T2 et T4 ne sont utilisés que lorsque le signal musical est compris entre 100 et 400 Watts de sortie. La clé pour comprendre cette efficacité sans baratter les chiffres réels est que nous avons un amplificateur capable de 400 watts mais avec l’efficacité d’un amplificateur de 100 watts., En effet, les formes d’ondes de la musique contiennent de longues périodes inférieures à 100 Watts et ne contiennent que de brèves rafales allant jusqu’à 400 Watts instantanées; en d’autres termes, les pertes à 400 Watts sont pour de brèves périodes. Si cet exemple était dessiné comme une classe AB avec seulement les alimentations 80 V au lieu des alimentations 40 V, Les transistors T1 et T3 devraient être en conduction tout au long du signal 0 V à 80 V avec les pertes VI correspondantes tout au long de la période d’onde vout – pas seulement les brèves rafales à haute énergie., Pour réaliser cette commande de suivi de rail, T2 et T4 agissent comme des amplificateurs de courant, chacun en série avec son homologue basse tension T1 et T3. Le but de T2 et T3 est de permettre la rétro-polarisation diode D2 lorsque vout est à un pic positif (ci-dessus 39.3 V) et rétro-polarisation D4 lorsque vout est à un pic négatif inférieur à -39.3 V. pendant les pics musicaux vout de 100 à 400 Watts, les alimentations 40 V ont zéro Ampère tiré d’eux car tout le courant provient des rails 80 V. Ce chiffre est cependant trop simpliste car il ne contrôlera pas du tout les transistors T2 T4., En effet, les diodes D1 et D3 qui sont destinées à fournir un chemin pour le retour du vout dans les dispositifs supérieurs sont toujours polarisées en sens inverse. Ils sont tirés vers l’arrière. À la place de ces diodes, un amplificateur de tension avec gain qui utilise vout comme entrée serait nécessaire dans une conception réelle. Il y a une autre raison pour cette exigence de gain entre la base vout et T2 dans une conception réelle de classe H et c’est de s’assurer que le signal appliqué au T2 est toujours « en avance » sur le signal Vout afin qu’il ne puisse jamais « rattraper » le traqueur de rail., L’amplificateur rail tracker peut avoir un taux de balayage de 50 V/µs tandis que L’amplificateur AB peut avoir seulement un taux de balayage de 30 V/µs afin de garantir cela.