Amplificadores Classe A tocam mais alto que Classe AB

[juloliveira]

Vejam a partir de 7m40, aparecerá um texto no video dizendo que Classe A toca mais alto que Classe AB. No fim do video também. Pura bobagem, correto?

Amplificador Classe A - Examinando formas de onda

[felix]

Depende do que "mais alto" quer dizer e com referência ao que.

A princípio essa frase não diz nada, X + Y + Z, então não está certa nem errada.

[juloliveira]

No fim do video ele diz que a potência sonora de 10W RMS de um Classe A "soa" mais forte que 10W RMS de um Classe AB.

O que eu estou entendendo é que ele quer dizer que o mesmo som, por exemplo uma frequência de 440Hz, produzindo 10W RMS num Classe A e num Clasee AB, vai nos dar a impressão que do Classe A é um volume mais alto, mais potente.

[Eduardo]

Tá, aqui tem treta!

É verdade, mas não é bem assim. Um amplificador SINGLE-END, que será necessariamente classe A, vai "soar" mais alto que um push-pull de mesma potência. Mas é ilusão. O que acontece é o seguinte: amplificador single-end, de modo geral, distorce mais que o push-pull. Então, se for injetado um sinal senoidal de 445Hz em ambos, do PP vai sair uma coisa muito parecida com o sinal senoidal original, já do SE, vai sair a senoide e mais uma pá de harmônicos pares. Isso "enche" o som. Parece que tem mais áudio.

Mas quando se trata de 10W, a energia acústica entregue será a mesma, não importa qual a classe do amplificador.

Aliás, o gosto das pessoas pelos amplificadores single-end classe A é justamente pela quantidade exuberante de harmônicos pares que ele gera. Mas esses harmônicos são gerados pela topologia single-end, e não pela classe A.

Hoje há um conjunto de fabricantes lançando equipamentos "classe A" em topologia push-pull. É juntar a fome com a dor de dente! Amplificador classe A gasta força feito um ferro elétrico e a topologia push-pull só gera harmônico impar, que soa mal.

Então, mais uma vez, é preciso ter um mínimo de conhecimento para não engolir mitos sem entender o que está ocorrendo.

Resumindo:

1- Todo amplificador Single-End é Classe A, mas nem todo amplificador Classe A é Single-end

2- Amplificadores single-end geram harmônicos pares que são agradáveis e enchem o som

3- Amplificadores push-pull podem ser classe A, AB ou B.

4- Amplificadores push-pull não geram harmônicos pares. Só geram impares, que soam dissonantes.

5- Um amplificador de 10W single-end vai criar a ilusão de um som mais cheio que um amplificador 10W push-pull, mas isso é distorção

6- Em algumas situações, a distorção é algo desejável!

Abraços

Eduardo

[xformer]

Vem cá, um cara que usa cuspe pra ver se o transistor está quente, não dá nem pra começo ... (ele mal consegue ajustar o osciloscópio e diz que tem 100kHz quando o período da senoide tinha 6 quadradinhos - a menos que a varredura horizontal dele estivesse descalibrada).

Ainda se ele tivesse usado um decibelímetro pra comparar os sons de 10W em classe A com os 10W em classe AB (desde que usando o mesmo falante e o mesmo sinal de origem), mas só no ouvido não tem como perceber a diferença (nossa memória auditiva é curta e subjetiva). Mesmo se houver uma diferença de 1dBspl entre o classe A e o AB, não seria possível dizer com certeza a afirmação dele.

O cara é só um curioso, brincando e tentando tirar algumas conclusões dos equipamentos dele.



Quanta bobagem !

[Eduardo]

De fato, o que esse cara está afirmando é uma asneira sem tamanho. O que existe é a ilusão causada pelo efeito da segunda harmônica que eu mencionei, mas nem de longe se assemelha com tal sandice.

[juloliveira]

Vem cá, um cara que usa cuspe pra ver se o transistor está quente...

Eu vi essa parte... que nojo que me deu! 
Aliás, todos os videos desse cara ele fala um monte de bobagem... Parece que ele vende uma fonte que "não gera ruido", para provar, botou no mesmo amplificador uma fonte qualquer mal filtrada e ligou no amplificador gerando o "hum"...

O que existe é a ilusão causada pelo efeito da segunda harmônica

Eu li em algum lugar que essa questão de harmônicos pares eram geradas pelas válvulas e as ímpares pelos transístores. Então essa é mais uma lenda? Transístores podem gerar harmônicos pares? E válvulas em uma topologia Classe AB geram ímpares?

E obrigado pelo esclarecimento...

[dexamico]

4- Amplificadores push-pull não geram harmônicos pares. Só geram impares, que soam dissonantes.

Só pra ficar claro, amplificadores na configuração push-pull NUNCA vão gerar harmônicos pares, em nenhuma classe de operação?

[Ledod]

 A questão da criação de harmônicos pares vem das próprias equações e modelamento dos componentes. MOSFET's, assim como válvulas em single end (ou mesmo um classe A com transistores em paralelo) podem gerar harmônicos pares.

 Vejamos algumas equações dos MOSFET's (fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/MOSFET)

 Região de triodo (linear):

 

 Note que quando a tensão Vds é muito menor que Vgs, o termo quadrático pode ser desconsiderado, ou seja, é um amplificador de transcondutância típico (Gm = Iout/Vin).

 Região de saturação (saturado, ora pois):

 

 Vejamos que agora a coisa ficou bem diferente! Não se leva mais em conta o Vds, e o Vgs é o termo que será elevado ao quadrado!

 Agora vem o fato mais interessante... Alguém lembra do fundamental, quando elevamos uma função seno(x) ao quadrado?

 

 É só ver a ultima equação, o resultado fornece a diferença e a soma da frequência de entrada. Praticamente, teremos um nível DC e o dobro da frequência inicial.
 
 Como o MOSFET em amplificação fica variando entre a zona linear e a saturada, então teremos a frequência de entrada mais uma porcentagem da harmônica par na saída. Modelando a função matemática com o google de um amplificador inversor saturado (o sinal original, o sinal "dobrado", invertendo e adicionando o nível DC):

https://www.google.com.br/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8#q=-(0.5*sin(x)%5E2%2Bsin(x))%2B1.5

 Quem já mediu as formas de onda no osciloscópio de um circuito destes, perceberá que a forma de onda de saída é muito próxima.

 Claro, a transição entre uma região e outra de operação não é brusca, ela vai variando aos poucos, ou seja, existirão outras harmônicas superiores e ímpares também no sinal de saída.

 Com as válvulas, o negócio é próximo também, porém com maior complexidade devido a efeitos secundários e não linearidades nas funções, etc, etc...

 Um abraço!

 Eduardo

 

[betoknigth]

Tá, aqui tem treta!

É verdade, mas não é bem assim. Um amplificador SINGLE-END, que será necessariamente classe A, vai "soar" mais alto que um push-pull de mesma potência. Mas é ilusão. O que acontece é o seguinte: amplificador single-end, de modo geral, distorce mais que o push-pull. Então, se for injetado um sinal senoidal de 445Hz em ambos, do PP vai sair uma coisa muito parecida com o sinal senoidal original, já do SE, vai sair a senoide e mais uma pá de harmônicos pares. Isso "enche" o som. Parece que tem mais áudio.

Mas quando se trata de 10W, a energia acústica entregue será a mesma, não importa qual a classe do amplificador.

Aliás, o gosto das pessoas pelos amplificadores single-end classe A é justamente pela quantidade exuberante de harmônicos pares que ele gera. Mas esses harmônicos são gerados pela topologia single-end, e não pela classe A.

Hoje há um conjunto de fabricantes lançando equipamentos "classe A" em topologia push-pull. É juntar a fome com a dor de dente! Amplificador classe A gasta força feito um ferro elétrico e a topologia push-pull só gera harmônico impar, que soa mal.

Então, mais uma vez, é preciso ter um mínimo de conhecimento para não engolir mitos sem entender o que está ocorrendo.

Resumindo:

1- Todo amplificador Single-End é Classe A, mas nem todo amplificador Classe A é Single-end

2- Amplificadores single-end geram harmônicos pares que são agradáveis e enchem o som

3- Amplificadores push-pull podem ser classe A, AB ou B.

4- Amplificadores push-pull não geram harmônicos pares. Só geram impares, que soam dissonantes.

5- Um amplificador de 10W single-end vai criar a ilusão de um som mais cheio que um amplificador 10W push-pull, mas isso é distorção

6- Em algumas situações, a distorção é algo desejável!

Abraços

Eduardo

Gostei bastante da explicação, até pesquisei um pouco a respeito dos tipo A, B e AB... porém os exemplos são praticamente 100% para amplificadores transistorizados. Poderia postar alguns exemplos de amplificador Classe A, B e AB, Single End e Push Pull valvulados?

Eu havia lido que os amplificadores valvulados geravam harmonicos pares e isto para o ouvido é agradavel, por isso estou montando um amp valvulado, agora com esta explanação de que apenas os single end é que geram estas harmonicas pares me deixa um pouco tímido a continuar... No caso é um AC-30 VOX, até onde sei é push-pull...classe AB... está certo isso? as etapas de pre-amplificação geram os harmônicos pares?

[dexamico]

Em primeiro lugar como eu faço pra agradecer mais de uma vez? Sua explicação foi ótima, Eduardo!! Mas ela me deixou com uma dúvida, na verdade uma passagem que eu não consegui entender bem, como você chegou a conclusão que o sinal vai ser da forma "função original + função com o dobro da frequência + nível DC". Não consegui sacar a matemática por trás disso, tem que somar as duas equações de I_D?
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Eu havia lido que os amplificadores valvulados geravam harmonicos pares e isto para o ouvido é agradavel, por isso estou montando um amp valvulado, agora com esta explanação de que apenas os single end é que geram estas harmonicas pares me deixa um pouco tímido a continuar... No caso é um AC-30 VOX, até onde sei é push-pull...classe AB... está certo isso? as etapas de pre-amplificação geram os harmônicos pares?

Quem geram os harmônicos são a etapa de potência, não a etapa de pré. Quando falamos que um amplificador é classe A, B ou AB, single ended ou push-pull, nos referimos a etapa de potência dele.

[juloliveira]

Quem geram os harmônicos são a etapa de potência, não a etapa de pré. Quando falamos que um amplificador é classe A, B ou AB, single ended ou push-pull, nos referimos a etapa de potência dele.

Mas um pré amplificador não é um amplificador no fim das contas?

[hgamal]

Sim com certeza, mas como a excursão de sinal dos powers é muito grande, é de se esperar que eles distorçam mais que os prés!

é muito comum pensar que a distorção vem apenas da saturação do sinal, quando na verdade este é apenas umas das situações onde distorção acontece!

Temos outras fontes: cross-over, defasagem de fase, etc

Quem geram os harmônicos são a etapa de potência, não a etapa de pré. Quando falamos que um amplificador é classe A, B ou AB, single ended ou push-pull, nos referimos a etapa de potência dele.

Mas um pré amplificador não é um amplificador no fim das contas?

[juloliveira]

é muito comum pensar que a distorção vem apenas da saturação do sinal, quando na verdade este é apenas umas das situações onde distorção acontece!

Legal 

E os prés podem ser projetados em outras topologias mesmo que não faça muito sentido determinada topologia para um pré? Push-pull por exemplo?
Aliás, prés podem ser divididos em classe também?

[hgamal]

E os prés podem ser projetados em outras topologias mesmo que não faça muito sentido determinada topologia para um pré? Push-pull por exemplo?
Aliás, prés podem ser divididos em classe também?

Muitos operacionais são "classe B", observe