Pastiprinātāji ir elektroniskas shēmas, kas palielina signālu stiprumu. Pastāv simtiem pastiprinātāju konstrukciju, sākot no vienkāršām viena tranzistora ķēdēm līdz sarežģītām digitālajām sistēmām. Jaudas pastiprinātājs un sprieguma pastiprinātājs ir divi modeļi, kas dažādos veidos stiprina signālus. Izpratne par atšķirību starp spriegumu un jaudu un to lietojumiem palīdz izvēlēties pareizo pastiprinātāja veidu projektam.
Spriegums un jauda
Ķēdes spriegums ir enerģija aiz elektriskām lādiņām, kas plūst caur vadiem un komponentiem. Volt ir standarta sprieguma vienība, kas definēta kā potenciālās enerģijas starpība viena oma pretestībā, kas rada viena ampēra strāvas plūsmu. Jo lielāka enerģija, jo lielāks spriegums. Reizinot spriegumu ar strāvu, jūs saņemat ķēdes jaudu, kas izteikta vatos: viens vats ir viens volts un viens ampērs. Jauda ir ātrums, kādā ķēde piegādā enerģiju - ķēdes, kas apstrādā lielāku spriegumu un strāvu, rada vairāk vatu enerģijas.
Pastiprinātāja koncepcijas
Jūs varat domāt par pastiprinātāju kā vārstu, ko kontrolē ieejas signāls. Palielinoties signāla viļņa līknei, atveras vārsts, kas savienots ar neatkarīgu sprieguma padevi, vairāk sprieguma nododot izejai. Kad vilnis samazinās, vārsts aizveras un izeja redz mazāk sprieguma. Lai gan izeja ir proporcionāli lielāka, tā ir ievades spoguļattēls. Lai palielinātu vāja ievades signāla spriegumu vai jaudu, jūs izmantojat pastiprinātāju. Ja signāla jauda ir vāja, izmantojiet jaudas pastiprinātāju. Ja spriegums ir mazs, jūs to reizināt ar sprieguma pastiprinātāju.
Jauda, efektivitāte un siltums
Tā kā neviena ķēde nav simtprocentīgi efektīva, pastiprinātājs daļu enerģijas iztērē kā siltumu. Dažādu pastiprinātāju konstrukciju efektivitāte svārstās no aptuveni 20 procentiem līdz 90 procentiem vai labāk; pastiprinātājs ar 80 procentu efektivitāti, kas patērē 100 vatus, iztērē 20 vatus kā siltumu. Kaut arī sprieguma pastiprinātājiem ir arī šī problēma, tā ir lielāka problēma ar jaudas pastiprinātājiem. Jaudas pastiprinātājā tiek izmantoti izturīgi komponenti, dzesēšanas ventilatori un citas stratēģijas, lai novērstu pārkaršanu.
Komponenti
Transistors apvienojumā ar dažiem rezistoriem un kondensatoriem darbojas kā vienkāršs pastiprinātājs. Dažās ķēdēs strāvas vai sprieguma pastiprināšanai tiek izmantotas vakuuma caurules. Operatīvie pastiprinātāji vai op-ampēri ir integrētas shēmas, kas nodrošina lieliskus sprieguma pastiprinātājus; tomēr tie ir pārāk mazi, lai būtu labi jaudas pastiprinātāji. Jaudas pastiprinātāji izmanto liela izmēra tranzistorus un citas sastāvdaļas, lai apstrādātu papildu siltumu, nedegot. Jaudas tranzistori ir dūšīgos metāla korpusos, kas siltumu vada prom no ierīces. Sprieguma pastiprinātājos tiek izmantoti mazāki plastmasas tranzistori, kas darbojas istabas temperatūrā.
Iegūt
Visi pastiprinātāji nodrošina noteiktu pieauguma vai pastiprināšanas koeficienta daudzumu. Piemēram, sprieguma pastiprinātājs ar pieaugumu 100 rada 1 voltu izeju 10 milivoltu ieejai. Peļņu mēra arī decibelos vai dBs; decibelu vērtējums ir kopējais pieauguma koeficienta žurnāls, kas reizināts ar 10. Kopējais logs 100 ir 2; reizinot to ar 10, iegūstat 20 dB. Lai gan jaudas pastiprinātājiem ir arī ieguvums, dizaineri tos parasti vērtē pēc maksimālās izejas jaudas. Šeit konservatīvākā vērtība ir "vidējais kvadrāts" jeb RMS vērtējums, kam seko vidējā un maksimālā vērtība. RMS vērtējums sniedz skaidru priekšstatu par pastiprinātāja izvadi vairāku minūšu laikā; maksimālais vērtējums ir momentāno spēju mērs.
Pieteikumi
Lielākā daļa jaudas pastiprinātāju vada skaļruņus un austiņas, jo skaļruņu novadīšana līdz ērtam klausīšanās līmenim prasa enerģiju. Radio raidītāji izmanto arī jaudas pastiprinātājus, lai piegādātu spēcīgu signālu apraides antenai. Sprieguma pastiprinātāji vislabāk darbojas, lai palielinātu ļoti vājus signālus; viņiem nav pietiekami daudz jaudas, lai vadītu skaļruņus. Jūsu mobilajā tālrunī ir divi pastiprinātāji: sprieguma pastiprinātājs, lai uztvertu mobilos radiosignālus, un jaudas pastiprinātājs, lai vadītu tālruņa skaļruni. Stereo uztvērējam tā paša iemesla dēļ ir arī divi pastiprinātāji.
