11]Déterminerl'expression littérale de la puissance moyenne absorbée par la charge résistive Rch.
Montrer que cette puissance moyenne peut s'écriresouslaformesuivante:Réponse:Pch=V^s^2/Rch,K4=1.12]OnnoteVsefflavaleurefficacedelatensionVs(t).Al'aide de la fiche
de cours jointe, déterminer la relation entre Vseff et V^s dans le cas où la
tension de sortie est en forme de créneau périodique.
Réponse : V seff =V^ s
13] Déduire des questions 11] et 12] que la puissance électrique moyenne
absorbée par la charge
peut s’écrire :
Réponse: Pch=Vseff*Iseff ,K5=1.
14] Calculer la puissance moyenne fournie par l'alimentation[-Vcc;+Vcc].Montrerquecettepuissancemoyennepeuts'écrire sous la forme suivante :
Réponse: PAlim=VCC * I^s=VCC*V^s/Rch ,K6=1.
15] A partir des expressions de P et de Pch obtenues dans les questions 13] et
14], déterminer l'expressiondelapuissancemoyenneabsorbéeparlesdeuxtransistorsT1etT2.Réponse:PT1+PT2=PAlim-PchPT1+PT2=V^s/Rch*[Vcc-V^s]Effectuerl'application numérique dans le cas où : Vcc=15 V, Vs=13V , Rch = 8 Ω.
Application numérique :
Pch = 21,12 W
PAlim= 24,37 W
PT1+ PT2= 3,25 W
16] Déterminer l'expressiondurendementdel'amplificateur de classe B dans
le cas où Vs(t) est un créneau périodique d'amplitudeVs.R=V^s/VCCQuellevaleurmaximalepeut-onthéoriquementobtenirpourcerendement?Réponse:PuisqueV^s<=VCC,alorsonaobligatoirementr<=1.Lerendementmaximumthéoriquedanslecasd'une tension de sortie créneau vaut
par conséquent Rmax= 1, soit 100% !
Qu'est-cequivalimiterenpratiquecerendement?Enpratique,ilseraimpossibled'obtenir V^s=VCC .En effet, la tension de
commande peut au mieux varier entre -VCC et +VCC (en pratique, cela ne sera
même pas le cas). A cause de la chute de tension aux bornes de la jonction
base/émetteur des transistors, la tension de sortie Vs(t) pourra donc varier
dans l'intervalle[-VCC+(VEB)T2;VCC-(VBE)T1].Effectuerl'application numérique du calcul du rendement avec les données de la question précédente
Application numérique :
Pch = 21,12 W
PAlim= 24,37 W
PT1+ PT2= 3,25 W
R = 0,86, soit 86%
La distorsion de croisement sera contrée conjointement de deux manières :
D'unepart,onvachercheràcompenserdirectementleschutesdetensionentrebaseetémetteurdesdeuxtransistorsdepuissance:(VBE)T1et (VEB)T2.Cettecompensationseferaàl'aide d'unmontagespécial,appelé«multiplieurdeVBE»,quipermetde«rattraper»lejeuintroduitparces2chutesdetension.D'autre part, la contre-réaction de notre amplificateur jouera également un rôle pour contrer cette distorsion. Grâce à la contre-réaction, l'étageémetteurcommunsituéjusteenamontdupush-pulldélivreralesignaladéquatpourqu'en sortie Vs(t) soit bien l'imagefidèledelatensiond'entrée de l'amplificateur.Calcule:P(t)=U(t)*I(t)=U(t)*U(t)/RÇafaitu2(t)doncE2avecsinoucos2EetRconstantedoncvaleursmoyennedusinusoucossoit1/2soitautrePa=1/T (I(t))p(t)dtS=1/2UmImRésistanceP(t)=i(t)*u(t)i(t)=Imcos (wt)u(t)=Umcos(wt+phi)Pa=1/2UmImcos(phi)Qr1/2UmImsin (phi)S=1/2UmImAvecuncondophiestégaleà-pi/2ValeurefficaceXeff=RacineV1/T (i(t))x^2(t)dt=Xeff=Xm/Rac2LexpeutêtreremplacerparUetIXmoy=1/2(i(t))x(t)dtPuissanceapparenteS=Ueff*Ieff=1/2UmIm<sin2>=1/2<cos2>=1/2<sin>=0<cos>=0<demi-sunosoid>=2/pi
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