Elektronické zesilovače: typy, charakteristika, účel

Elektronické zesilovače jsou speciální zařízení, která zvyšuje napájení, napětí nebo proud příchozích signálů. Jejich přesný účel a principy fungování závisí na konkrétním typu zařízení, což je docela hodně. Používají se v studiích pro nahrávání zvuku, v televizi a rádiu, které pomáhají přijímat signály Wi-Fi a signály z vesmíru. A to není celý seznam funkcí, proto je obtížné přecenit význam těchto zařízení.

Triody a první zesilovače

Počátkem 20. století se na světě setkal rychlý vývoj technologie. Strojírenství, průmysl a energetika se vyvíjely. Tehdy se narodila věda, jako je elektronika. Zpočátku to nemělo širokou praktickou aplikaci, o půl století později se však tento směr stal nejdůležitějším pro lidskou civilizaci. Vše, co lidé dnes používají, je nemožné bez rozvoje elektronických technologií. Důležitým průlomem tohoto období byl vynález zařízení nazývaného trioda.

První model tohoto zařízení byl skleněná lampa se třemi elektrickými kontakty a byla určena ke změně vstupního signálu elektrického proudu. Změna nastala amplifikací vstupního signálu. Tak se objevil první elektronický zesilovač, který na počátku století umožnil průlom v komunikačním průmyslu - bylo možné vytvořit první bezdrátový telegraf.

Obecné zásady

Základním principem zesilovače absolutně jakýkoli elektrický signál, zda je funkční účel spojený s tím, že pro malé změny elektrického proudu a / nebo napětí na vstupu zesilovače obvodu je významné zvýšení těchto parametrů na výstupu, které mohou být použity v praxi.

Hlavní součástí každého zesilovače je zařízení nazývané tranzistor. Skládá se ze tří samostatných polovodičových prvků, které mají elektrické kontakty - kolektor, základnu, emitor. Když protéká střídavý proud, v závislosti na jeho směru tranzistor zesiluje nebo snižuje výkon vstupního signálu.

Nastavení zesilovače

Nejdůležitější vlastností zesilovače je zisk a je roven poměru hodnoty parametru na vstupu k hodnotě parametru na výstupu z obvodu. Ve skutečnosti tento indikátor dává hlavní představu o kvalitě zařízení a jeho schopnostech. Dalším důležitým parametrem je amplitudová charakteristika. Ve skutečnosti tohle funkční závislost amplitudy výstupních hodnot z hodnot vstupního signálu. Význam tohoto parametru spočívá v tom, že tato závislost je nelineární, a proto na různých hodnotách signálu na vstupu, obvod bude reagovat jinak. Třetím důležitým parametrem elektronického zesilovače je amplitudově-kmitočtová charakteristika, která skutečně ukazuje závislost hodnoty zesílení na frekvenci vstupního signálu. Jak se ukazuje v praxi, při různých frekvencích střídavého proudu dochází různými způsoby.

Klasifikace

Existuje několik příznaků, podle kterých jsou tyto typy zesilovačů označeny. První je frekvence. Zařízení s nízkým kmitočtem mohou zvýšit hodnotu o více než sto kilohertzů. Ve vysokofrekvenčním režimu se zvyšuje ze 100 kHz na 100 MHz, někdy o něco více. Existují také takzvané "selektivní" zařízení pracující v určitém malém frekvenčním rozsahu. Nejširší pokrytí čtvrtého typu zařízení. Širokopásmové připojení může zesílit z 10 Hz na 100 MHz.

Další typologie souvisí se skutečností, že zařízení obsahují aktivní prvek. Může to být například tranzistor. Přidělit polovodičové, mikrovlnné zesilovače, diody, trubice.

Jedna z nejnovějších odrůd je parametrická, kde růst výkonu signálu nastává prostřednictvím energie generujícího externího zdroje. Kapacita nelineárního indukčního prvku v elektrickém obvodu se mění náhodně. Na tunelových diodách se používají zesilovače, které se používají k přenosu zvuku v rádiových přijímačích.

Klasifikace podle režimů je známější. Jsou označeny velkými písmeny latinské abecedy. Až 60-tých letech minulého století, byly tam jen čtyři třídy: A, B, C, D. Následně se technologie zlepšila a stále složitější, existují další typy režimů, podskupinami, zesilovače s různým napětím.

Základy vysílání

Nejdůležitějším negativním faktorem ovlivňujícím kvalitu televizního signálu je vzdálenost od zdroje (televizní věž). Je-li vzdálenost od televizní věže tak vysoká, že anténa jednoduše nemůže zachytit signál, je rozumné zahrnout do sítě síťový zesilovač.

Televizní signál je komplexní elektromagnetický impuls, který nese video a audio informace. Z tohoto důvodu jsou zesilovače pro televizní antény výrazně odlišné od rádiových zařízení. Existuje mnoho televizních zesilovačů, které mají různé vlastnosti a funkčnost.

Obecně jsou rozděleny do dvou kategorií - zesilovače analogového signálu a digitální televize (DVB-T2). Také stojí za to zvážit, že volba zařízení závisí na tom, kolik televizních přijímačů potřebujete k přenosu signálu.

Aplikace v mobilních sítích

Nejdůležitějším zařízením pro člověka v dnešních dnech je samozřejmě mobilní telefon. Dnes je na světě několik miliard ručních komunikačních zařízení. Ale co by bylo dobré z nich, kdyby neexistovaly mobilní sítě? Telefon se stává drahou hračkou, když je účastník na místech, kde není pokrytí signálem mobilního telefonu. V každém mobilním zařízení je komunikační zesilovač. Faktem je, že jedna vestavěná anténa pro příjem signálu mobilního operátora nebude stačit, protože signál se snižuje se vzdáleností od zdroje.

Aby se komunikace vyskytla bez rušení, v telefonu se rozšiřuje speciální komunikační zesilovač, který zvyšuje výkon signálu zachyceného anténou a překládá jej do uživatelsky přívětivé podoby. Ale někdy i tento vestavěný zesilovač nestačí s příliš malým pokrytím. A pak se používají speciální externí zesilovače - opakovače, které jsou odděleny od telefonu.

Používejte v síti Wi-Fi

V moderní informační době je obtížné si představit svůj život bez přístupu k World Wide Web. Nejpopulárnějším typem bezdrátového připojení je bezpochyby Wi-Fi. Tato technologie má však znatelný mínus - omezenou vzdálenost. Při absenci překážek mohou zařízení přijímat síť pouze do vzdálenosti 100 metrů. To není vždy výhodné, zvláště pro velké společnosti nebo firmy, jejichž pobočky se nacházejí v různých částech města.

Stejnou nevýhodu odstraňují zesilovače WiFi. Jedná se o speciální zesilovače, které dostávají slabý elektromagnetický signál, přeměňují je na silnější a přenášejí do okolních přijímačů internetového signálu. Bezdrátové zesilovače se stále více stávají oblíbenými v přírodě, což činí tento typ připojení k internetu méně populární než mobilní.

Změna zvukové frekvence

Osoba je schopna slyšet zvuk pouze v určitých mezích vnímání. Ve skutečnosti zvukové signály s frekvencí více než 20 000 Hz nemohou reagovat. Ultrazvukové vlny slyší pouze určité druhy zvířat, většinou vedoucí noční život. Pokud jde o nízkofrekvenci, zde prahová hodnota pro osobu je od 16 Hz. Všechno níže se nazývá infrasound. Podobné vlny se vytvářejí při pádu meteoru během bouřky. Ale pro lidské ucho jsou takové signály neslyšitelné.

Frekvenční zesilovač se používá v mnoha domácích spotřebičích a zařízeních. Jedná se o televizory, rozhlasové vysílače, hudební centra. K dispozici jsou také samostatné speciální zařízení. Jejich podstatou je dosažení určitého frekvenčního rozsahu, který se rovná tomu, co může lidský mozek absorbovat. Nízké frekvence se mění, síla kmitů se mění. V některých zařízeních je možné upravit hlasy, úroveň hlasitosti. S vestavěným ekvalizérem můžete dokonce nastavit amplitudu signálu.

Použitím radiových trubic

V trubkových zesilovačích se používají vakuové lampy. Taková zařízení jsou populární v nahrávacích a reprodukčních studiích. Jejich důstojnost spočívá ve skutečnosti, že kromě získání vhodných frekvencí je možné získat další tóny. Jsou nazývány harmonickými, a pokud jsou v polovodičových zařízeních jak liché, tak i nepatrné, pak jsou v zařízeních s trubkovým zařízením většinou pouze první. Zvuk je čistší, hudba je lepší.

Síla zesilovačů trubek je nižší než u tranzistorových zesilovačů, ale jejich obvody jsou mnohem jednodušší bez množství podrobných detailů. Předpokládá se, že tato zařízení přirozeněji vysílají zvukové, zejména vysokofrekvenční pásma. Při reprodukci basů mohou být problémy. Proto se doporučuje poslouchat s pomocí přístrojů především hlasovou nebo jazzovou hudbu.

O monoblokách

Existuje druh elektronických zesilovačů, které se nazývají monobloky. Jejich vliv se rozšiřuje pouze na jeden zvukový kanál. Termín, kde "mono" znamená "single". Podobné jednotky používali hudebníci z poměrně dobře známých kapel, například Grateful Dead. Zesilovače pracují na lampách, ale existují také tranzistory. Jejich výhoda: poskytují vynikající kvalitu zvuku.

Chcete-li vybavit stereo, budete potřebovat dva monobloky. To je způsobeno účinkem na pravý nebo levý zvukový kanál. Navíc je žádoucí koupit předzesilovač. Monobloky jsou zařízení, která jsou testována časem. Objevili se jako jeden z prvních svého druhu a jsou pro tento den společné. Nevýhody - poměrně vysoká cena a zvláštní požadavky na umístění a použití. Protože tento druh audio systému může být vybaven pouze profesionálními hudebníky, kteří mají prostředky.