Назначение усилителя: Усилители мощности ‒ виды, назначение и как правильно выбрать

Содержание

Усилители

Спектрометрические (линейные) усилители

Спектрометрические усилители используются при амплитудном анализе сигналов. Одна из функций спектрометрических усилителей – линейное увеличение амплитуд выходных сигналов предусилителей, которые находятся в диапазоне милливольт, до диапазона 0.1-10 В, в котором работают АЦП. Коэффициенты усиления спектрометрических усилителей обычно бывают до нескольких тысяч. Кроме того, спектрометрические усилители должны иметь хорошую линейность (< 0.2%). Для амплитудного анализа важно обеспечить хорошее отношение сигнал/шум, так как оно определяет амплитудное, а стало быть, и энергетическое разрешение спектрометра. Так как источники шума в детекторе и первых усилительных каскадах имеют более широкую частотную полосу, чем полоса полезной информации, отношение сигнал/шум может быть улучшено соответствующей фильтрацией. Однако, как правило, оптимальное энергетическое разрешение требует довольно длительных импульсов.

Длительность выходных сигналов спектрометрических усилителей находится в микросекундном диапазоне (~3-70 мкс). Однако при высоких скоростях регистрации событий для минимизации наложений импульсов, они наоборот должны быть короткими. Кроме того, нередко нужно сохранить и временную информацию, а это связано с достаточно широкой полосой пропускания. Оптимальное решение часто является результатом компромисса. Современные линейные усилители позволяют работать при загрузках до ~7000 с^-1 без ухудшения разрешения и до ~90000 с^-1 с небольшим его ухудшением.

Фильтрация шумов

Рис. 1. CR-RC фильтр

Простая дифференцирующая CR-цепочка является фильтром высоких частот. При прохождении сигнала через дифференцирующую цепочку ослабляются его низкочастотные составляющие. Интегрирующая RC-цепочка является фильтром низких частот.

При прохождении сигнала через интегрирующую цепочку ослабляются его высокочастотные составляющие. (Отметим, что дифференцирование и интегрирование в электронных цепях не эквивалентно соответствующим математическим операциям, хотя и является их грубым приближением.) Дифференцирование и интегрирование сигналов применяется в усилителях для улучшения отношения сигнал/шум. Обычно постоянные времени дифференцирующих τ_d и интегрирующих τ_iцепей выбираются одинаковыми τ_d = τ_i = τ. На рис. 1. показана форма выходного сигнала после CR-RC фильтра.

Рис. 2. Зависимость вклада шумов от постоянной времени усилителя

Компоненты суммарного шума имеют различные спектральные распределения. Для одних спектральная плотность растет с ростом частоты, для других, наоборот, уменьшается, для третьих – постоянна. Минимальные шумы достигаются при постоянной времени CR-RC фильтра τ, когда вклады, зависящих от частоты компонентов, равны (см.

рис 2). Оптимальная постоянная времени зависит от характеристик детектора, предусилителя и формирующих цепей усилителя. Для кремниевых детекторов заряженных частиц оптимальная постоянная времени 0.5-1 мкс. Для германиевых и Si(Li) детекторов она заметно больше (6-20 мкс). Понятно, что оптимальная для шумовых характеристик спектрометра постоянная времени фильтра будет ограничивать его загрузочные характеристики. Улучшение последних достигается ценой ухудшения разрешения.
В таблице приведены сравнительные характеристики шумовых свойств различных фильтров нормированные на отношение сигнал/шум для теоретически оптимального фильтра, который имеет экспоненциальные передний и задний фронты и точечную вершину. Аналоговым формированием оптимальный фильтр не реализуется.

Таблица 1. Относительные шумовые характеристики различных способов формирования импульсов

Формирующий фильтр	Форма импульса	Коэффициент увеличения отношения шум/сигнал
Теоретически оптимальный		1
Фильтр, формирующий треугольный импульс		1. 08
Формирование квазигауссового сигнала CR + (RC)ⁿ
n = 1		1.36
n = 2		1.22
n = 3		1.18
n =		1.12
Формирование на линии задержки		~1.9
Формирование на двух линиях задержки		~2.3

Рассмотрим различные способы формирования сигналов в спектрометрических усилителях.

Усилители с формированием квазигауссового сигнала

Рис.

3. Упрощенная схема активных интегрирующих фильтров

     Сигнал квазигауссовой формы можно получить однократным дифференцированием и многократным интегрированием CR + (RC)ⁿ. При увеличении количества интегрирований сигнал приобретает все более симметричную колоколобразную форму, близкую к кривой Гаусса. В современных усилителях вместо простых CR-RC цепочек используют более сложные схемы.
    Для интегрирования используют так называемые активные фильтры, выполненные на операционных усилителях (рис. 3). Использование активных фильтров позволяет сократить количество секций интегрирования.
    На рис. 4. показана упрощенная схема усилителя с активными фильтрами.

Рис. 4. Упрощенная схема усилителя с активными фильтрами

Хотя спектрометрические свойства усилителей с формированием однополярных сигналов квазигауссовой формы близки к оптимальным, обычно в них также предусмотрена возможность получения биполярных сигналов (см.

рис. 5), в частности, для получения временной информации.

Рис. 5. Выходные сигналы усилителя с активными фильтрами и квазигауссовым формированием

Рис. 6. Выходные сигналы усилителя:
а) квазигауссовой формы, б) квазитреугольной формы. Оба сигнала сформированы с одинаковыми постоянными времени.

С помощью активных фильтров можно также получать сигналы с формой, приближенной к треугольной с почти линейным нарастанием (рис. 6). Сигнал формируется в результате сложения сигналов от нескольких интегрирующих секций с соответствующими весами. Такое формирование позволяет получить несколько лучшее отношение сигнал/шум, чем в случае сигналов гауссовой формы, правда, слегка большей длительности. Кроме того, снижается чувствительность амплитуды выходных импульсов ко времени сбора зарядов в детекторе.

Восстановление базовой линии

В высококачественном усилителе в основном используется связь по постоянному току, за исключением может быть только дифференцирующей схемы, расположенной вблизи его входа. Любое соединение через конденсатор приводит к смещению базовой линии так, чтобы площадь импульсов над ней и под ней были равны. Это смещение зависит от частоты следования импульсов и их амплитудного распределения. Статистический характер распределения времени появления сигналов приводит к флуктуациям этого смещения. В результате небольшое смещение базового уровня после прохождения усилительных секций может вызвать большое и нестабильное смещение базового уровня на выходе усилителя. А это в свою очередь может привести к ухудшению энергетического разрешения спектрометра.

Смещение базового уровня можно сильно уменьшить, используя биполярные сигналы. Оптимальными для этого являются импульсы с одинаковыми площадями и равными длительностями положительных и отрицательных частей сигнала.

Однако использование биполярных сигналов ведет к ухудшению отношения сигнал/шум и увеличению наложений импульсов из-за увеличения длительности сигналов.
Самым простым решением восстановления базового уровня является использования диода. Однако диоды не позволяют свести смещение до незначительного уровня. В частности потому, что происходит выпрямление шумов. Это создает дополнительное смещение базового уровня.

Рис. 8. Упрощенная схема системы восстановления базового уровня. C_BLR – эквивалентная емкость.

Современные спектрометрические усилители обычно содержат специальные цепи восстановления базового уровня. На рис. 8 проиллюстрирован принцип работы таких цепей. В простой цепи восстановления постоянного уровня ключ S1 всегда замкнут и он работает как CR дифференцирующая цепочка. Базовый уровень между импульсами восстанавливается до потенциала земли с помощью сопротивления R_BLR. Для того чтобы не ухудшить отношение сигнал/шум, постоянная времени C_BLRR_BLR должна быть, по крайней мере, в 50 раз больше постоянной времени усилителя. Такое восстановление базового уровня не позволяет достаточно хорошо поддерживать базовый уровень под потенциалом земли при высоких скоростях счета. В нем площадь сигнала над потенциалом земли такая же, как площадь сигнала ниже потенциала земли. При низких скоростях счета время между импульсами существенно больше длительности импульсов и базовый уровень практически под потенциалом земли. При увеличении скорости счета базовый уровень понижается, и тем больше, чем больше скорость счета.

Лучшими характеристиками обладают стробируемые устройства восстановления базового уровня. В них ключ S1 разомкнут во время прохождения импульса и замкнут, при его отсутствии. Таким образом, дифференцирование работает только во время между импульсами. Стабильность восстановления базового уровня зависит от способности цепей, замыкающих и размыкающих ключ S1, определять наличие или отсутствие импульса.

В простейших цепях такого рода используется пороговое устройство (дискриминатор), порог срабатывания которого вручную устанавливается немного выше уровня шумов. В более сложных устройствах уровень шума и наличие импульса определяется автоматически.

Формирование на линиях задержки

Рис. 9. Упрощенная схема усилителя с формированием на линии задержки

    Лучше всего усилители с формированием на линиях задержки приспособлены для сцинтилляционных детекторов. Имея хорошие временные характеристики, они в этом случае практически не ухудшают спектрометрические характеристики (отношение сигнал/шум) измерительных систем, которые в данном случае в основном определяются статистикой световыхода сцинтиллятора и электронного умножения в ФЭУ. Однако когда в основном интересует временная или счетная информация, усилители с формированием на линиях задержки могут использоваться и с другими детекторами. Можно сказать, что усилители с формированием на линиях задержки занимают промежуточное положение между быстрыми и спектрометрическими усилителями.
    Импульс предусилителя складывается с инвертированным и задержанным импульсом. Так как задний фронт сигнала предусилителя имеет гораздо большую длительность, чем передний, за время задержки его уровень не успевает заметно измениться и на выходе получается прямоугольный импульс с длительностью равной времени распространения сигнала в линии задержки. Величину сопротивления 2R_D (см. рис. 9) можно немного регулировать, чтобы скомпенсировать потери амплитуды задержанного импульса в линии задержки. При должной регулировке задний фронт выходного импульса не будет иметь отрицательного выброса. Основное преимущество формирования на линии задержки заключается в том, что выходные импульсы имеют прямоугольную форму с короткими передними и задними фронтами. Задний фронт – зеркальное отражение переднего фронта. Для предотвращения наложений сигналов такое формирование близко к идеальному. Каскадированием двух цепей формирования можно получить биполярный сигнал с положительной и отрицательной частями одинаковой амплитуды и длительности. Таким образом, можно устранить смещение базовой линии на переходных емкостях, правда, ценой удвоения длительности сигналов и соответственно обострения проблемы их наложения. Кроме того, биполярные сигналы можно использовать для временной привязки.
     С полупроводниковыми и сцинтилляционными детекторами, передние фронты импульсов которых лежат в наносекундном диапазоне, в качестве линий задержки используют обычные кабели с ~5 нс/м. Для ионизационных камер и пропорциональных счетчиков со временем сбора электронной компоненты, находящейся в микросекундном диапазоне, используют специальные кабели или искусственные линии задержки.

Усилители с формированием сигналов с помощью стробируемого интегратора

Время сбора заряда в германиевых детекторах гамма-квантов зависит от места, где произошло взаимодействие. Время сбора в небольших детекторах варьируется в диапазоне от 100 до 200 нс. В больших детекторах – от 200 до 700 нс. В результате длительность передних фронтов выходных импульсов предусилителя варьируется в этих же диапазонах. Это сказывается на величинах амплитуд выходных импульсов усилителя с квазигауссовым формированием импульсов и приводит к ухудшению энергетического разрешения спектрометра. Чем длиннее передний фронт выходного сигнала предусилителя, тем меньше амплитуда выходного сигнала усилителя. Это так называемый баллистический дефект (ballistic deficit). Для постоянных времени фильтров усилителя в диапазоне в диапазоне 6 – 10 мкс этот эффект мал, так как длительность выходных сигналов усилителя много больше, чем максимальное время сбора зарядов в детекторе. Однако при измерениях с большими загрузками приходится использовать меньшие постоянные времени. При использовании постоянных времени < 2 мкс этот эффект становится основной причиной, ограничивающей энергетическое разрешение при использовании усилителей с квазигауссовым формированием сигналов.
Эта проблема решается следующим образом (см. рис. 10 и 11). Для простоты изложения в качестве предварительного фильтра возьмем формирователь на линии задержки. Рассмотрим два крайних случая – нулевая длительность переднего фронта (сплошные линии на рис. 10) и большая длительность переднего фронта (штриховые линии). В первом случае на выходе предварительного фильтра получается прямоугольный сигнал, во втором – трапеция. Длительность сигнала трапецеидальной формы больше, чем прямоугольной на величину длительности переднего фронта импульса предусилителя. Секция стробируемого интегратора позволяет решить две задачи. Она уменьшает высокочастотную компоненту шумов и позволяет устранить влияние баллистического дефекта.

Рис. 10. Формы импульсов в усилителе с формированием сигналов с помощью стробируемого интегратора: а) выход предусилителя, б) выход предварительного фильтра, в) выход усилителя (см.

рис. 10).

Рис. 11. Упрощенная схема усилителя с формированием сигналов с помощью стробируемого интегратора

Рис. 12. Формы сигналов в усилителе с формированием сигналов с помощью стробируемого интегратора: а) выход предварительного фильтра, б) выход усилителя.

    Пока отсутствует импульс с предварительного фильтра, ключ S1 разомкнут, а ключ S2 замкнут, таким образом выход стробируемого интегратора заземлен. Когда появляется импульс с предварительного фильтра, ключ S1 замыкается, а ключ S2 размыкается, и сигнал с предварительного фильтра интегрируется на емкости С₁. Время интегрирования устанавливается таким же, как длительность самого длинного импульса предварительного фильтра. Таким образом, амплитуда импульсов на выходе усилителя не зависит от длительности переднего фронта импульса предусилителя. В конце периода интегрирования ключ S1 размыкается, а ключ S2 замыкается. Выходной сигнал быстро возвращается к базовому уровню.
    В реальных усилителях вместо формирования на линии задержки в предварительном фильтре используются активные RC-фильтры. Формы импульсов реального усилителя показаны на рис. 12.
    Усилители с формированием сигналов с помощью стробируемого интегратора имеют хорошие шумовые характеристики сравнимые с характеристиками усилителей с квазигауссовым формированием, и, в тоже время, они позволяют работать при высоких загрузках.

Цифровые процессоры сигналов

В связи с успехами микроэлектроники появилась возможность цифровой обработки сигналов, которая позволяет более полно, по сравнению с аналоговой обработкой, использовать потенциал детекторных систем.
Задача цифровой обработки сигнала – как можно более раннее (в идеале сразу после предусилителя или ФЭУ) преобразование сигнала детектора в цифровой поток данных без потери содержащейся в нем информации. Цифровые данные далее могут запоминаться в кольцевом буфере и извлекаться оттуда для обработки в программируемой логической матрице. В принципе многие параметры, которые традиционно извлекаются с помощью аналоговой электроники, могут быть получены при использовании различных алгоритмов цифровой обработки. В частности могут быть получены энергия, время, координаты, параметры идентификации частиц. Цифровая обработка сигналов позволяет использовать оптимальные фильтры и сложные алгоритмы, учитывающие специфические свойства детекторных систем, извлекать информацию, которую сложно или вообще невозможно получить с помощью аналоговых систем. Так как данные оцифровываются на раннем этапе, информация меньше искажается за счет шумов и наводок. Кроме того, цифровая обработка допускает работу при более высоких загрузках и позволяет уменьшить или совсем устранить мертвое время. Наконец, использование цифровой обработки делает аппаратуру гораздо более компактной, что немаловажно в установках для физики высоких энергий, где задействованы тысячи различных детекторов.

Рис.13. Пример функции отклика цифрового фильтра.

Рассмотрим цифровую обработку сигналов при амплитудном (энергетическом) анализе. Аналоговые сигналы предусилителя оцифровываются быстрым параллельным АЦП так, что их существенные параметры преобразуются в поток чисел. Далее аппаратным образом производятся цифровые преобразования, аналогичные тем, что производятся в аналоговых усилителях (компенсация полюса нулем, высоко- и низкочастотная фильтрация и т.д.). Цифровая фильтрация позволяет получить результаты, недостижимые при аналоговой фильтрации. Например, плоскую вершину (рис. 13), которая позволяет компенсировать баллистический дефект. А в случае, когда он несущественен, сделать вершину точечной. Эта форма идеального фильтра с максимальным отношением сигнал/шум.

Рис.

14. Сравнение зависимости скорости регистрации от входной загрузки цифровой и аналоговой систем.

На рис. 14 и 15 сравниваются характеристики двух спектрометров. В одном из них используется аналоговая обработка сигналов, а в другом – цифровая. В том и другом случае оптимизировались характеристики для достижения максимальной скорости регистрации. В аналоговом спектрометре был использован усилитель со стробируемым интегратором с постоянной времени фильтров 0.25 мкс и АЦП с поразрядным взвешиванием и мертвым временем 0.9 мкс. В цифровом процессоре использовался трапецеидальный фильтр со временем нарастания переднего фронта 0.72 мкс и плоской вершиной с длительностью 0.68 мкс. Видно, что цифровой процессор позволяет достичь заметно большую максимальную скорость регистрации, чем аналоговая система. При этом энергетическое разрешение цифровой системы вполне сравнимо с энергетическим разрешением аналоговой системы. При оптимизации по шумовым свойствам, цифровые системы позволяют получить даже лучшее, чем у аналоговых спектрометров отношение сигнал/шум во всем диапазоне входных загрузок, позволяя при этом заметно большую скорость регистрации.
Цифровые системы по сравнению с аналоговыми также имеют лучшую температурную стабильность, что может оказаться критическим при длительных измерениях.

Рис. 15. Сравнение энергетического разрешения цифровой и аналоговой систем.

Характеристики усилителей

Главная страница
Усилители
Характеристики усилителей

При выборе усилителя мощности покупатели часто допускают похожую ошибку, полагая, что указанные в паспорте технические характеристики позволят им понять, какого звука стоит ожидать от приобретаемого усилителя. Дело в том, что основные параметры не отражают «характер» усилителя, хотя бы потому, что они измерены в рафинированных лабораторных

условиях и вообще могут быть недостоверными. Равные по техническим характеристикам усилители могут звучать по-разному. А бывает, что усилитель с худшими характеристиками звучит гораздо лучше. Можно сделать предположение, что эти явления в основном связаны с субъективным восприятием звукового поля разными людьми. Однако правильнее предположить, что если при одинаковых «цифрах» имеются различия, это означает, что что-то измерить попросту забыли. В итоге получается, что оценивать усилитель по основным характеристикам – все равно, что оценивать человека лишь по его физическим параметрам.

К основным характеристикам усилителя мощности звуковой частоты относятся:

Выходная мощность.
Частотный диапазон.
Коэффициент гармонических искажений.
Отношение сигнал / шум.
Демпинг-фактор (или коэффициент демпфирования).

Дополнительно могут указываться:

Коэффициент интермодуляционных искажений.
Скорость нарастания выходного напряжения.
Перекрестные помехи.

Разумеется, в паспорте присутствуют и немаловажные эксплуатационные характеристики:

Напряжение питания.
Максимальная потребляемая мощность.
Масса.
Габаритные размеры.

Выходная мощность

Данный параметр имеет множество разновидностей и методик измерения, и некоторые производители используют это в рекламных целях, намеренно не указывая условия, при которых выходная мощность была измерена. Именно поэтому покупатель недоумевает, сравнивая в магазине крохотный музыкальный центр с наклейкой 2х1000W и увесистый усилитель мощности внушительных размеров с характеристикой 30 Вт на канал.

Для отечественных усилителей в основном использовались такие характеристики, как номинальная и максимальная выходная мощность:

Номинальная мощность – выходная мощность усилителя при заданном коэффициенте нелинейных искажений. Такая методика измерения предоставляет определенную свободу выбора изготовителю, который волен указать значение номинальной мощности, соответствующее наиболее выгодному значению нелинейных искажений. А ведь широко известно, что в усилителях класса АВ при малых уровнях выходной мощности, например 1Вт, уровень искажений может достигать огромных значений. Существенно уменьшаться он может только при увеличении выходной мощности до номинальной. В паспортах отечественными производителями указывались рекордные номинальные характеристики, с крайне низким уровнем искажений при высокой номинальной мощности усилителя. Тогда как наивысшая статистическая плотность музыкального сигнала лежит в диапазоне амплитуд 5-15% от максимального значения. Вероятно, поэтому советские усилители заметно проигрывали на слух западным, у которых оптимум искажений мог быть на средних уровнях громкости. В СССР же шла гонка за минимумом гармонических и иногда интермодуляционных искажений любой ценой на одном, номинальном (почти максимальном) уровне мощности.

Максимальная мощность – выходная мощность усилителя при ненормированном коэффициенте нелинейных искажений. Данный параметр является еще менее информативным, чем номинальная мощность и характеризует только запас прочности усилителя – способность работать длительное время при перегрузках по входу.

Среди зарубежных чаще всего используются характеристики RMS, PMPO и DIN POWER:

RMS (Root Mean Squared) – среднеквадратичное значение мощности при нормированном коэффициенте нелинейных искажений. Как правило, измерение проводится на 1 кГц при достижении коэффициента нелинейных искажений 10%. Этот показатель был заимствован из электротехники и, строго говоря, для описания звуковых характеристик непригоден. В музыкальных сигналах громкие звуки человек слышит лучше, чем слабые, поскольку на органы слуха воздействуют амплитудные значения, а не среднеквадратичные. Таким образом, усредненное значение будет мало о чем говорить. Стандарт RMS был одной из неудачных попыток описать параметры звуковой аппаратуры и имеет весьма ограниченное применение – усилитель, который выдает 10% искажений не на максимальной мощности нужно еще поискать. До достижения максимальной мощности, искажения не превышают зачастую сотых долей процента, а потом резко возрастают.

PMPO (Peak Music Power Output) – максимально достижимое пиковое значение сигнала независимо от искажений за минимальный промежуток времени (обычно за 10 mS). Как следует из описания, параметр PMPO – виртуальный и бессмысленный в практическом применении. Тем не менее, он очень часто встречается в описаниях на усилители, вводя в заблуждение многочисленных покупателей. В связи с этим можно лишь посетовать на отсутствие единых обязательных стандартов измерения выходной мощности и на недобросовестность производителей. 100 Вт PMPO зачастую соответствуют лишь 3 Вт номинальной мощности при 1% КНИ.

DIN POWER – значение выдаваемой на реальной нагрузке мощности при нормированном коэффициенте нелинейных искажений. Измерения проводятся в течении 10 минут с помощью сигнала частотой 1 кГц при достижении 1 % КНИ.

Данный параметр наиболее адекватно характеризует выходную мощность усилителя. Иногда он встречается в паспорте усилителя под обозначением IEJA. Его разновидность IHF определяет выходную мощность при 0,1% КНИ.

Строго говоря, есть и многие другие виды измерений, например, DIN MUSIC POWER, описывающая мощность не синусоидального, а музыкального сигнала. В последнее время из-за отсутствия единого стандарта производители стараются указывать выходную мощность вкупе с другими характеристиками, при которых она измерена. Например,

650 W (8 Ω, 20 – 20000 Hz, 0,1% THD)
750 W (8 Ω, 1000 Hz, 0,1% THD)

Учитывая тот факт, что музыкальный сигнал имеет большой частотный и динамический диапазон, правильнее проводить измерения с помощью музыкальных сигналов. И указывать не номинальную мощность, а график зависимости коэффициента нелинейных искажений от выходной мощности.

Можно добавить, что каждый усилитель рассчитан на определенное сопротивление нагрузки. Тем не менее, оно может варьироваться, и в технических паспортах указываются основные параметры для каждого допустимого сопротивления.

Частотный диапазон

Практически любой современный усилитель мощности звуковой частоты способен усиливать сигналы с частотой, выходящей далеко за рамки слышимого диапазона. Поэтому указывать в чистом виде частотный диапазон, например, от 5 Гц до 100 кГц – совершенно бессмысленно.

Назначение усилителя мощности звуковой частоты (если он не имеет специального назначения, как, например, гитарный усилитель) – формирование на выходе электрического сигнала, по форме в точности повторяющего входной сигнал, но имеющего большую мощность. Так как музыкальный сигнал, даже если он формируется одним музыкальным инструментом, далек от гармонического, то минимизации коэффициента нелинейных искажений в усилителях для качественного воспроизведения звука, недостаточно. Необходимо, чтобы в диапазоне слышимых частот от 16 до 20000 Гц амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики усилителя были абсолютно горизонтальными. На практике, этого добиться не удается, да и акустическая система имеет АЧХ с более существенными провалами и подъемами.

Частотный диапазон указывается при нормированной неравномерности амплитудно-частотной характеристике, выраженной в относительных величинах. Самые удачные модели усилителей имеют неравномерность АЧХ +/-0,1 дБ в диапазоне от 20 до 20000 Гц. Если при измерении принять стандартную неравномерность амплитудно-частотной характеристики 3 дБ, то частотный диапазон составит 10 – 100000 Гц.

Коэффициент гармонических искажений

Искажения сигнала вызваны нелинейностью входных и выходных характеристик усилительных элементов и присущи любым усилителям мощности. Если подать на вход усилителя синусоидальный сигнал, то в спектре выходного сигнала, кроме основной гармоники, обнаружатся дополнительные, частота которых кратна частоте полезного сигнала. Такие гармоники являются паразитными и их мощность, как правило, невелика. Однако их суммирование с полезным сигналом приводит к существенному искажению его формы, и как следствие, искаженному звучанию.

Коэффициент гармонических искажений (Total Harmonic Distortion) показывает слышимую составляющую гармонических искажений в выходном сигнале и определяется как отношение суммарной мощности паразитных сигналов к мощности полезного гармонического сигнала. Как правило, измерения проводятся на частоте 1 кГц.

При замерах обращается внимание на спектральное распределение и характер искажений. Слышимость паразитных гармоник зависит от относительного уровня по отношению к тестовому сигналу, от порядка гармоники, от типа (четная/нечетная), а так же от того, на какой громкости прослушивается тестовый фрагмент.

Типовое значение THD для Hi-Fi усилителя составляет 0,1%. Однако, уже не раз отмечалось: усилитель с THD 0,001% может оказаться хуже по звуку, чем другой, с THD 0,1%. Дело в том, что при таких малых значениях этого параметра, искажения сложно проследить в форме выходного сигнала или ощутить на слух. Поэтому, разницы между 0,1% и 0,001% слышно не будет.

Отношение сигнал / шум

Отношение сигнал / шум определяется как отношение мощности полезного гармонического сигнала к мощности собственных шумов усилителя мощности. Данный параметр для современной звукоусилительной техники превышает значение 100дБ. Это означает, что мощность собственных шумов усилителя в 10 миллиардов раз меньше мощности полезного музыкального сигнала. Можно с уверенностью сказать, что в настоящее время этот параметр – лишь предмет гордости производителя. Он не имеет для пользователя никакого значения. Кто сможет ощутить различия между ОСШ 95 и 100 дБ?!

Демпинг-фактор (коэффициент демпфирования)

Коэффициент демпфирования определяется как отношение номинального сопротивления нагрузки к выходному сопротивлению усилителя и характеризует способность подавлять паразитные напряжения, которые возникают в динамических головках при движении катушки в магнитном поле. Если демпфирование недостаточно, то диффузор будет совершать свои собственные “телодвижения”, никак не связанные с музыкой, но зависящие от упругости подвески. Необходимо отметить, что в подавляющем большинстве моделей акустических систем эта проблема успешно решается. Можно считать достаточным, если значение коэффициента превышает 100.

Демпфирование зависит не только от выходного сопротивления усилителя и сопротивления акустической системы. Необходимо учитывать, что способность поглощать возвращаемую громкоговорителем энергию зависит от индуктивностей фильтров и от сопротивления разъемов и кабеля, которым подключены акустические системы.

Минимальным значением коэффициента демпфирования можно считать 20, хорошим — 150-400. Современные усилители высокого класса имеют значение этого параметра 150 и выше.

Коэффициент интермодуляционных искажений

Нелинейность характеристик усилительных элементов приводит к возникновению нелинейных искажений. Большинство производителей усилителей измеряют и указывают в паспорте только коэффициент гармонических искажений (THD). Измерения проводятся с помощью гармонического сигнала. При подобном тестировании на выходе усилительного тракта появляются высшие гармоники, частота которых кратна частоте основного тона. Однако, как уже упоминалось, музыкальный сигнал далек от гармонического. Более того, любой музыкальный инструмент воспроизводит не только основной тон, но «обертона», которые являются ярким примером гармонических искажений. Известно, что наличие в музыкальном сигнале «обертонов» вовсе не портят, а обогащают звук. Поэтому очень важно указывать не коэффициент гармонических искажений, а весь спектр выходного сигнала, из которого можно определить тип (четные или нечетные) паразитных гармоник и их уровень относительно полезного сигнала. С точки зрения психоакустики, например, наличие в выходном сигнале ощутимых по уровню четных гармоник воспринимается на слух лучше, чем наличие малых нечетных.

Наибольший вред музыкальному сигналу приносят интермодуляционные искажения (Inter Modulation Distortion), которые возникают при подаче на вход нелинейной системы мультитонового сигнала. При этом на выходе появляются паразитные сигналы с частотами, являющимися суммой или разностью частот входных сигналов, а также суммой или разностью частот сигналов, вызванных гармоническими искажениями и через обратную связь возвращенных на вход усилителя. Подобные искажения не соотносятся с основными тонами музыкального сигнала и привносят в него фоновый шум.

Необходимо отметить, что единых стандартов по измерению интермодуляционных искажений не существует, а результаты измерений существенно зависят от уровней входных сигналов и их частот. Чаще всего, IMD не указывается просто потому, что неизвестно как его измерять. Тем не менее, данный параметр является наиболее перспективным для оценки нелинейных свойств усилителя мощности.

Скорость нарастания выходного сигнала

Данный параметр характеризует уровень динамических искажений, которые возникают вследствие ограничения скорости нарастания выходного сигнала в усилителе, охваченного глубокой обратной связью. Введение ООС, как правило, приводит к нестабильности усилителя на высоких частотах. Это вынуждает применять частотную коррекцию. В свою очередь недостаточно высокая частота среза образуемого фильтра низких частот и вызывает динамические искажения.

В музыкальном сигнале всегда присутствуют резкие всплески по уровню, например, при работе ударных инструментов. Недостаточная скорость нарастания сигнала приводит к ухудшению звучания, которое выражается в потере энергичности.

Перекрестные помехи

Данный параметр определяет степень проникновения сигнала из одного канала в другой. Высокий уровень перекрестных помех приводит к незначительному ухудшению четкости восприятия стереобазы. Однако чуткий слушатель сразу ощутит, что звук не дает представления о взаимном расположении и размерах музыкальных инструментов, т. е. отсутствие или нечеткость звуковой 3D картинки.

Не в последнюю очередь при выборе усилителя обращается внимание на его внешний вид и удобство в эксплуатации. В силу субъективности эти показатели не поддаются никакому измерению и выражаются в виде звездочек в многочисленных рейтингах и наклеек типа «Gold Design» на корпусе устройства. Вне сомнений, это также является характеристикой усилителя мощности.

Что такое усилитель? – Определение из WhatIs.com

Участник TechTarget

Что такое усилитель?
Усилитель — это электронное устройство, которое увеличивает напряжение, силу тока или мощность сигнала. Усилители используются в беспроводной связи и радиовещании, а также в звуковом оборудовании всех видов. Их можно разделить на усилители слабого сигнала или усилители мощности .
Типы усилителей
Усилители слабого сигнала используются в основном в беспроводных приемниках. Они также используются в акустических звукоснимателях, магнитофонных проигрывателях и проигрывателях компакт-дисков. Усилитель слабого сигнала предназначен для работы с чрезвычайно слабыми входными сигналами, в некоторых случаях измеряемыми всего в несколько нановольт (единицы 10 ^-9 вольт). Такие усилители должны генерировать минимальный внутренний шум при значительном увеличении напряжения сигнала. Наиболее эффективным устройством для этого приложения является полевой транзистор. Спецификация, обозначающая эффективность усилителя слабого сигнала, равна 9.0023 чувствительность , определяемая как количество микровольт (единицы 10 ^-6 вольт) входного сигнала, которые создают определенное отношение выходного сигнала к выходному шуму (обычно 10 к 1).
Усилители мощности используются в беспроводных передатчиках, широковещательных передатчиках и аудиооборудовании Hi-Fi. Наиболее часто используемым устройством для усиления мощности является биполярный транзистор. Однако электронные лампы, когда-то считавшиеся устаревшими, становятся все более популярными, особенно среди музыкантов. Многие профессиональные музыканты считают, что вакуумная лампа (известная в Англии как «вентиль») обеспечивает превосходную точность воспроизведения.
Два важных аспекта усиления мощности: выходная мощность и эффективность . Выходная мощность измеряется в ваттах или киловаттах. Эффективность — это отношение выходной мощности сигнала к общей потребляемой мощности (мощность, потребляемая от источника питания или батареи). Это значение всегда меньше 1. Обычно оно выражается в процентах. В звуковых приложениях усилители мощности имеют КПД от 30 до 50 процентов. В передатчиках беспроводной связи и вещания эффективность колеблется от 50 до 70 процентов. В Hi-Fi аудио усилителях мощности, искажение также является важным фактором. Это мера степени, в которой выходной сигнал является точным воспроизведением входного сигнала. Как правило, чем ниже искажения, тем выше точность воспроизведения звука.
Последнее обновление: декабрь 2021 г.
Продолжить чтение Об усилителе
Что такое эрбиевый усилитель? – Определение из WhatIs.com
Что такое коэффициент усиления (усиления)? – Определение из WhatIs.com
Симуляция Монте-Карло
Моделирование методом Монте-Карло — это математический метод, который моделирует диапазон возможных результатов неопределенного события.
Сеть
ACK (подтверждение)
В некоторых протоколах цифровой связи ACK — сокращение от «подтверждение» — относится к сигналу, который устройство отправляет, чтобы указать…
поставщик сетевых услуг (NSP)
Поставщик сетевых услуг (NSP) — это компания, которая владеет, управляет и продает доступ к магистральной инфраструктуре Интернета и . ..
неэкранированная витая пара (UTP)
Неэкранированная витая пара (UTP) — это повсеместно распространенный тип медных кабелей, используемых в телефонной проводке и локальных сетях (LAN).
Безопасность
Требования PCI DSS 12
Требования PCI DSS 12 представляют собой набор мер безопасности, которые предприятия должны внедрить для защиты данных кредитных карт и соблюдения …
данные держателя карты (CD)
Данные держателя карты (CD) — это любая личная информация (PII), связанная с лицом, у которого есть кредитная или дебетовая карта.
Уровни продавца PCI DSS
Стандарт безопасности данных индустрии платежных карт (PCI DSS) Уровни продавцов ранжируют продавцов на основе их количества транзакций за …
ИТ-директор
системное мышление
Системное мышление — это целостный подход к анализу, который фокусируется на том, как взаимодействуют составные части системы и как. ..
краудсорсинг
Краудсорсинг — это практика обращения к группе людей для получения необходимых знаний, товаров или услуг.
синтетические данные
Синтетические данные — это информация, созданная искусственно, а не в результате событий реального мира.
HRSoftware
вовлечения сотрудников
Вовлеченность сотрудников — это эмоциональная и профессиональная связь, которую сотрудник испытывает к своей организации, коллегам и работе.
кадровый резерв
Кадровый резерв — это база данных кандидатов на работу, которые могут удовлетворить немедленные и долгосрочные потребности организации.
разнообразие, равенство и инклюзивность (DEI)
Разнообразие, равенство и инклюзивность — термин, используемый для описания политики и программ, которые способствуют представительству и . ..
Служба поддержки клиентов
требующий оценки
Оценка потребностей — это систематический процесс, в ходе которого изучается, какие критерии должны быть соблюдены для достижения желаемого результата.
точка взаимодействия с клиентом
Точка соприкосновения с покупателем — это любой прямой или косвенный контакт покупателя с брендом.
устав обслуживания клиентов
Устав обслуживания клиентов — это документ, в котором описывается, как организация обещает работать со своими клиентами, а также …
Что такое усилитель и как он работает?
Содержание
Что такое усилитель?
Электронный усилитель, усилитель или усилитель — это электронное устройство, способное увеличивать мощность сигнала, представляющего собой изменяющийся во времени ток или напряжение. Двухпортовая электронная схема усилителя известна тем, что использует электроэнергию от источника питания для увеличения усиления сигнала, подаваемого на входные клеммы. На своем выходе он выдает сигнал пропорционально большей амплитуды.
Усилитель производит усиление, которое измеряется коэффициентом усиления; это отношение выходного напряжения, мощности или тока. Усилитель известен тем, что обладает коэффициентом усиления по мощности, превышающим единицу. Усилитель в основном представляет собой электрическую цепь, которая содержится в другом устройстве или отдельном оборудовании. Усиление считается необходимым для современной электроники, так как усилители используются в различном электронном оборудовании.
Усилитель — это электронное устройство, которое реагирует на различные небольшие входные сигналы, такие как мощность, напряжение или ток. Он известен тем, что выдает большие выходные сигналы, состоящие из характеристик входного сигнала. Существуют усилители различных типов, которые используются в электронном оборудовании, таком как телевизионные приемники, радиоприемники, компьютеры и аудиооборудование с высокой точностью воспроизведения.
Усиливающее действие может обеспечиваться различными электромеханическими устройствами, включая трансформаторы, генераторы и электронные лампы. В электронных системах в основном используются твердотельные микросхемы в виде усилителей. Как правило, интегральная схема состоит из множества транзисторов и связанных с ней устройств на одном маленьком кремниевом кристалле.
Было замечено, что одного усилителя недостаточно для повышения выходной мощности в соответствии с требованиями. В таких случаях первый выход подается на второй, который подается на третий, и так далее. Этот процесс продолжается до тех пор, пока пользователь не получит удовлетворительный результат. Это приводит к каскадному или многоступенчатому усилению. Как вы теперь знаете что такое усилитель , пришло время пройтись по его использованию.
Использование усилителя
В основном электрические устройства используют усилители для обеспечения различной степени усиления сигнала. В большинстве случаев сигналы слишком малы по размеру, чтобы управлять выбранным устройством, и именно здесь необходимы усилители. Давайте разберемся в этом с помощью примера. Звуковой сигнал, извлекаемый из записей, слишком слаб для работы динамика.
В этом состоянии для выполнения задания необходимо усиление. Сигнал обычно многократно усиливается между динамиком и иглой проигрывателя. Каждый раз, когда сигнал усиливается, он должен пройти через каскад усиления. Аудиоусилитель, подключенный между акустической системой и проигрывателем, обычно содержит различные каскады усиления.
Усилитель, также известный как операционный усилитель, представляет собой схему, в основном используемую для управления и автоматизации электронных схем в различных морских приложениях. Как правило, применяемый входной сигнал представляет собой сигнал тока или напряжения. Целью усилителя является подача выходного сигнала, который больше, чем входной сигнал.
Вы также можете прочитать: Что такое система питания постоянного тока и как она работает?
Целью усилителя или операционного усилителя является увеличение или усиление входного сигнала для доставки или создания выходного сигнала. Эти сигналы обычно больше, чем входные сигналы, но имеют форму волны, аналогичную входному сигналу. В основном изменение выходного сигнала обозначается увеличением уровня мощности. Напряжение постоянного тока известно для подачи дополнительной мощности извне.
В усилителе входной сигнал управляет выходными сигналами. Компактные усилители слабого сигнала в электронных компонентах используются в качестве устройств из-за способности повышать малые входные сигналы до большей величины. Узнав о что такое усилитель и использует усилитель , давайте прочитаем типов усилителей .
Типы усилителей
В зависимости от выходной мощности усилители делятся на три категории. Эти категории включают усилитель напряжения, усилитель мощности и усилитель тока. Усилители напряжения широко используются в электронных устройствах. Эти усилители известны тем, что увеличивают амплитуду выходного напряжения сигнала.
Усилители тока увеличивают амплитуду входного тока по сравнению с формой волны входного тока. Усилители мощности используются для увеличения мощности, которая относится к произведению выходного тока и напряжения, которое больше, чем произведение входного тока и напряжения.
Ток или напряжение на выходе может быть меньше, чем на входе, но произведение общего тока или напряжения больше, чем на входе. Часть сигнала переменного тока усиливается каждый раз, когда он подается на усилитель. На основе сигналов, которые усиливаются усилителями, их можно дополнительно разделить на следующие.
Усилители звуковой частоты
A.F. Усилители или усилители звуковой частоты усиливают звуковые частоты. Эти звуковые частоты обычно находятся в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, среди которых некоторые усилители HI-FI способны усиливать до 100 кГц.
Используются для подачи мощности звуковой частоты для работы громкоговорителей. В основном современные усилители звука основаны на некоторых твердотельных накопителях, таких как транзисторы, а на ранних этапах они создавались из электронных ламп.
Усилители промежуточной частоты
I.F. Усилители или усилители промежуточной частоты – это те, которые усиливаются усилителем. Эти типы усилителей используются в радио, радарах или телевидении. Они известны тем, что обеспечивают максимальное усиление напряжения радио, телевидения или радиолокационного сигнала. Это происходит до демодуляции аудио- или видеоинформации, переносимой сигналами.
Наблюдаемая здесь частота работы ниже частоты принимаемого радиосигнала. Однако они выше, чем видео- или аудиосигналы, которые со временем вырабатываются системой. Здесь частота, на которой I.F. усилитель должен работать определяется оборудованием.
Радиочастотные усилители
R.F. усилители или радиочастотные усилители известны тем, что увеличивают мощность радиосигналов с низкой частотой. Они специально используются для управления антенной передатчика. Эти усилители являются настроенными, рабочая частота которых контролируется настроенной схемой.
При этом схема может быть скорректирована исходя из назначения усилителя. Входное сопротивление и коэффициент усиления здесь значительно ниже. Особенностью этих усилителей является низкий уровень шума во время исполнения. Они обычно используются на ранних стадиях приемника.
Вы также можете прочитать: Что такое цифровой мультиметр и как работает цифровой мультиметр?
Было замечено, что фоновый шум, создаваемый электронным устройством, здесь имеет низкое значение. Это происходит потому, что усилитель способен обрабатывать сигналы очень низкой амплитуды от антенны.
Ультразвуковые усилители
Ультразвуковые усилители усиливают ультразвуковые волны. Они присутствуют в диапазоне частот от 20 кГц до 100 кГц. Они используются для специальных целей, таких как ультразвуковая очистка, ультразвуковое сканирование, системы дистанционного управления и т. д. Каждый из этих типов известен тем, что работает в узкой полосе частот, лежащих в пределах ультразвукового диапазона.
Широкополосные усилители
Эти усилители известны тем, что усиливают полосу частот. Они вообще известны тем, что усиливают от постоянного тока до многих десятков МГц. Они используются в различном оборудовании, таком как осциллографы. Они используются в областях, где требуется точное измерение сигналов в широком диапазоне частот. Их усиление низкое из-за их широкой полосы пропускания.
Усилители с прямой связью
Усилители постоянного тока или усилители с прямой связью используются для усиления низкочастотных сигналов. В них выход одного каскада обычно соединен с входом следующего каскада в этих усилителях. Эти усилители известны тем, что усиливают частоту постоянного тока, которая равна нулю. Они в основном используются многочисленными измерительными приборами и электрическими системами управления.
Видеоусилители
Видеоусилители используются для улучшения качества видеосигналов и отображения их в более высоком разрешении. Сигналы служат носителем всей информации об изображениях в телевизионных и радиолокационных системах. Они могут быть классифицированы как особый тип широкополосного усилителя, который специально используется для передачи сигналов, применяемых к видеооборудованию.
Использование видеоусилителей лежит в основе пропускной способности. В случае телевизионных приемников они расширены от 0 Гц до 6 МГц и шире в случае радаров. Эти усилители используются для усиления сигналов, принимаемых от компьютерных мониторов и DVD-дисков. Их также можно использовать для повышения качества видео в телевизорах меньшего размера, которые устанавливаются в транспортных средствах.
Буферные усилители
Буферные усилители обычно используются для преобразования электрического сопротивления одной цепи в другую. Известно, что они имеют коэффициент усиления усилителя, равный единице. Они также используются для изоляции цепей друг от друга. Известно, что они имеют более высокий уровень импеданса на входе и более низкий уровень импеданса на выходе.
Поэтому их можно использовать в качестве устройства согласования импеданса, которое показывает, что сигналы не затухают между цепями. Это происходит, когда схема с высоким уровнем выходного импеданса подает сигнал непосредственно на другую схему с низким уровнем импеданса.
Операционные усилители
Операционные усилители в основном представляют собой усилители с электронным напряжением с высоким коэффициентом усиления. Они используются для выполнения различных математических операций над напряжениями. Мало того, они используются в виде ИС, которые изначально были разработаны с электронными лампами. Операционные усилители известны тем, что имеют два основных входных разъема.
Эти две клеммы являются инвертирующими и неинвертирующими, и их можно использовать в качестве инвертирующих усилителей, суммирующих усилителей, дифференциальных усилителей и неинвертирующих усилителей.
Транзисторные усилители
Транзисторы — это электронные устройства, используемые в качестве усилителей. Они известны усилением тока напряжения входного сигнала. В основном существует два типа транзисторных устройств: BJT или биполярные переходные транзисторы и FET или полевые транзисторы.
Транзисторные усилители обычно анализируются в различных конфигурациях. К ним относятся общий эмиттер, общая база и общий коллектор с использованием BJR. В FET эти усилители анализируются в следующих конфигурациях: общий затвор, общий исток и общий сток.
Небольшой ток на клеммной базе биполярного транзистора может быть полезен для управления током на коллекторе и эмиттере. В FET или полевых транзисторах небольшое напряжение на затворе может управлять напряжением на стоке или истоке.
Классификация каскадов и систем усилителя
Усилитель известен своей способностью усиливать сигнал. Давайте прочитаем о Классификации каскадов и систем усилителей . По количеству каскадов различают однокаскадные усилители и многокаскадные усилители. Однокаскадные усилители – это те, которые имеют схему с одним транзистором, которую можно назвать однокаскадным усилением. Многокаскадный усилитель имеет несколько транзисторных схем, которые, как известно, обеспечивают многокаскадное усиление.
По мощности усилители можно разделить на усилители мощности и напряжения. Усилитель напряжения известен тем, что увеличивает уровень напряжения входного сигнала. Усилитель мощности – это тот, в котором схема известна тем, что увеличивает уровень мощности входного сигнала.
В зависимости от величины подаваемого входного сигнала усилители можно разделить на усилители слабого сигнала и усилители большого сигнала. Усилитель слабого сигнала – это усилитель, в котором входной сигнал слаб, чтобы иметь возможность создавать небольшие колебания тока коллектора по сравнению со значением покоя. Усилитель называется усилителем с большим сигналом, когда флуктуации тока коллектора велики за пределами линейной части характеристики.
На основе частотного диапазона усилители можно разделить на аудио- и радиоусилители. Схема усилителя, которая способна усиливать сигналы, лежащие в диапазоне звуковых частот от 20 Гц до 20 кГц, называется звуковым усилителем.
Усилитель мощности — это тот, который усиливает сигналы, лежащие в диапазоне очень высоких частот.
В зависимости от метода связи усилители делятся на категории с RC-связью, с трансформаторной связью и усилители с прямой связью. Усилитель с RC-цепочкой представляет собой многокаскадную схему, которая соединена со следующим каскадом с помощью комбинации конденсатора и резистора. Вот почему он называется усилителем с RC-связью.
Усилитель с трансформаторной связью — это усилитель, подключенный к следующему каскаду с помощью трансформатора, тогда как усилитель с прямой связью — это усилитель, подключенный к следующему каскаду напрямую.
В зависимости от конфигурации транзисторов усилители можно разделить на усилители CE, усилители CB и усилители CC. Усилитель, созданный с использованием комбинации транзисторов с конфигурацией CE, называется усилителем CE. Усилители, созданные с использованием комбинации транзисторов с конфигурацией CB и комбинации транзисторов с конфигурацией CC, могут называться усилителем CB и усилителем CC соответственно.
Классы усилителя
Как вы уже подробно прочитали о что такое усилитель , его использование и другие подробности, давайте также узнаем о его классах. Усилители подразделяются на разные классы на основе их рабочих характеристик и конструкции.
Классы усилителей — это термин, который используется для обозначения различий между различными типами усилителей. Они представляют собой количество выходного сигнала, которое, как известно, изменяется в схеме усилителя за один цикл работы, когда он получает синусоидальный входной сигнал.
В зависимости от режима работы усилители подразделяются на различные классы, такие как класс A, класс B, класс C и класс AB. В усилителе класса А условия таковы, что ток коллектора протекает по всей используемой сигнальной цепи переменного тока. В классе B ток коллектора протекает только в течение полупериода входа.
Приближаясь к классу C, ток коллектора в этом случае протекает менее половины цикла ввода. Усилитель класса AB представляет собой комбинацию классов A и B, что делает доступными преимущества обоих классов и уменьшает проблемы. Это было около классы усилителей теперь давайте прочитаем функции усилителей .
Функции усилителя
Работа усилителя заключается в преобразовании небольшого электрического тока в больший. Есть множество методов, которые могут быть применены для достижения этой цели. Усилители мощности считаются необходимыми, поскольку они имеют множество устройств, включая микроволновые печи, наушники, системы домашнего кинотеатра и т. Д., Которые обычно используются в электронике.
Двигатели, такие как двигатели постоянного тока, серводвигатели и т. д., используют усилители для увеличения производительности работающих электродвигателей. Связь на большие расстояния стала возможной благодаря использованию эффективных усилителей мощности. Чем выше скорость передачи, тем больше она используется в электронных приложениях.
Как работает усилитель?
Понимания что такое усилитель недостаточно, вы должны также знать, как он работает. На общем языке слово «усилитель» используется для обозначения стереокомпонентов, но на самом деле это всего лишь его небольшое представление.
Мы окружены ими в виде компьютеров, телевизоров, проигрывателей компакт-дисков, динамиков и т. д. Работа усилителя заключается в генерации нового выходного сигнала в обмен на входной сигнал. Их можно представить в виде двух отдельных цепей, выходной цепи и входной цепи.
Выходная цепь генерируется с помощью блока питания усилителя. Этот процесс потребляет энергию от аккумулятора или розетки. Если усилитель питается от переменного тока дома, где направление потока заряда меняется, источник питания преобразуется в постоянный ток, если направление потока заряда остается прежним.
Входная цепь представляет собой электрический звуковой сигнал, который записывается на кассеты, поступающие от микрофона. К выходной цепи применяется переменное сопротивление для воссоздания колебаний напряжения исходных аудиосигналов. Этот тип нагрузки высок в усилителях для оригинальных аудиосигналов.
Преимущества усилителя
Преимущества усилителей многочисленны, давайте прочитаем об этом. Усилитель CE представляет собой усилитель с общим эмиттером, который не только инвертирует, но и имеет низкое входное сопротивление. Он имеет высокий коэффициент усиления по напряжению, высокий выходной импеданс и высокий коэффициент усиления по току.
Усилитель CB считается приличным усилителем напряжения с током, равным выходному току. Обычно известно, что базовая схема лучше всего работает в качестве буфера тока. Он способен принимать входной ток с низким импедансом и подавать аналогичный ток на выход с более высоким импедансом.
Преимущества усилителя CC заключаются в усилении тока при неизменном поддержании напряжения. Он состоит из самого низкого выходного импеданса по сравнению с другими типами усилителей. Кроме того, его можно использовать для согласования импеданса между каскадом усилителя с низким входным импедансом и каскадом усилителя с высоким выходным импедансом.
Недостатки усилителя
Недостатки усилителя многочисленны, давайте прочитаем об этом.