Förstärkare är elektroniska kretsar som ökar styrkan hos signalerna. Hundratals förstärkarkonstruktioner finns, allt från enkla enkel-transistorkretsar till detaljerade digitala system. En effektförstärkare och en spänningsförstärkare representerar två mönster som förstärker signalerna på olika sätt. Att förstå skillnaden mellan spänning och effekt och deras applikationer hjälper dig att välja rätt förstärkartyp för ett projekt.
Spänning och effekt
En kretsspänning är energin bakom elektriska laddningar som strömmar genom ledningar och komponenter. Volt är standardenheten för spänning, definierad som den potentiella energidifferensen över ett motstånd på en ohm, vilket ger ett strömflöde på en amp. Ju större energi, desto högre spänning. När du multiplicerar spänningen med strömmen får du kretsens effekt, vilket uttrycks i termer av watt: en watt är en volt gånger en förstärkare. Effekt är den hastighet som en krets levererar energi - kretsar som hanterar mer spänning och ström producerar mer watt effekt.
Förstärkarkoncept
Du kan tänka på en förstärkare som en ventil som styrs av en insignal. När kurvan för signalens våg ökar öppnas en ventil ansluten till en oberoende spänningsförsörjning och överför mer av spänningen till utgången. När vågen minskar stängs ventilen och utgången ser mindre spänning. Utgången, även om den är proportionellt större, är en spegelbild av ingången. Du använder en förstärkare för att öka spänningen eller effekten hos en svag insignal. Om signalens effekt är svag använder du en effektförstärkare. Om spänningen är liten multiplicerar du den med en spänningsförstärkare.
Kraft, effektivitet och värme
Eftersom ingen krets är 100 procent effektiv slösar en förstärkare bort en del av sin kraft som värme. Effektiviteten hos olika förstärkarkonstruktioner varierar från cirka 20 procent till 90 procent eller bättre; en förstärkare med 80 procents effektivitet som förbrukar 100 watt slösar bort 20 watt som värme. Även om spänningsförstärkare också har det här problemet är det ett större problem med effektförstärkare. En effektförstärkare använder robusta komponenter, kylfläktar och andra strategier för att förhindra överhettning.
Komponenter
En transistor kombinerad med några motstånd och kondensatorer fungerar som en enkel förstärkare. Vissa kretsar använder vakuumrör för effekt- eller spänningsförstärkning. Operationsförstärkare, eller op-förstärkare, är integrerade kretsar som gör utmärkta spänningsförstärkare; de är dock för små för att vara bra effektförstärkare. Effektförstärkare använder stora transistorer och andra komponenter för att hantera extra värme utan att brinna upp. Krafttransistorer kommer i kraftiga metallfodral som leder värme bort från enheten. Spänningsförstärkare använder mindre plasttransistorer som körs vid rumstemperatur.
Få
Alla förstärkare ger en viss förstärkning eller förstärkningsfaktor. Till exempel producerar en spänningsförstärkare med en förstärkning på 100 en 1-voltsutgång för en 10-millivoltingång. Förstärkning mäts också i decibel eller dB. decibelbetyget är den gemensamma loggen för förstärkningsfaktorn multiplicerad med 10. Den gemensamma loggen för 100 är 2; att multiplicera det med 10 ger dig 20 dB. Även om effektförstärkare också har förstärkning, klassificerar designers dem vanligtvis efter deras maximala uteffekt. Här är "root mean square" eller RMS-betyg det mest konservativa värdet, följt av medelvärde och topp. RMS-klassificeringen ger dig en klar uppfattning om förstärkarens utgång under flera minuter. toppbetyget är ett mått på momentan förmåga.
Applikationer
De flesta effektförstärkare driver högtalare och hörlurar, eftersom det tar kraft att köra högtalare till bekväma lyssningsnivåer. Radiosändare använder också effektförstärkare för att leverera en stark signal till sändningsantennen. Spänningsförstärkare fungerar bäst för att öka mycket svaga signaler; de har inte tillräckligt med kraft för att driva högtalare. Din mobiltelefon innehåller två förstärkare: en spänningsförstärkare för att plocka upp cellulära radiosignaler och en effektförstärkare för att driva telefonens högtalare. En stereomottagare har också två förstärkare av samma anledning.
