News: |
Усилитель
Вообще, усилитель любое приспособление т изменения, обычно увеличения, амплитуда a сигнал. «Сигналом» будет обычно напряжением тока или течением.
В популярной пользе, термина сегодня обычно refer to электронный усилитель, часто как внутри тональнозвуково применения. Отношение входного сигнала к выходу усилителя - обычно выражаемого как функция частоты входного сигнала - вызвано функция перехода усилителя, и величины функции перехода термин увеличение. Родственное приспособление подчеркивает преобразование сигналов одного типа к другим (например, a свет сигнал внутри фотоны к a DC сигнал внутри амперы) a датчик, или a датчик. Однако, датчик не усиливается сила.
Содержание
|
Рисунки заслуги
Качество усилителя может быть охарактеризовано несколькими спецификациями, перечисленными ниже.
Увеличение
увеличение усилителя будет коэффициент выхода к силе или амплитуде входного сигнала, и обычно измеряет внутри децибелы. (После того как я измеряно в децибелах оно логарифмически отнесено к коэффициенту силы: G(dB) журнал =10 (Pвне/Pв)).
Ширина полосы частот
ширина полосы частот (BW) усилителя ряд частот для amplfier дает «удовлетворительное представление». «Удовлетворительное представление» может быть по-разному для по-разному применений. Однако, общее и наилучшим образом-принятое метрическое половинные пункты силы (т.е. частота куда сила идет вниз половиной своего максимального значения) на силе против кривый частоты. Поэтому ширину полосы частот можно определить как разница между низким и верхушкой половинные пункты силы. Это поэтому также известно как dB −3 ширина полосы частот. Ширины полосы частот для других допусков реакции иногда закавычены (dB −1, dB −6 cEtc).
Full-range тональнозвуковой усилитель будет необходимо плосок между 20 герцами to about 20 килогерцев (ряд нормального людского слуха.) в конструкции усилителя minimalist, частоте откликов ампера годной к употреблению нужно расширить значительно за этим (one or more октавы любая сторона) и типично хороший усилитель minimalist будет иметь dB −3 пункты < 10 и > 65 килогерцев. Профессионал путешествуя усилители часто input and/or ый фильтровать остро для того чтобы ограничивать частоту откликов за пределами 20 Hz-20 килогерц; too much из силы потенциального объема производства усилителя в противном случае было бы расточительствовано дальше инфразвуково и ультразвуково частоты, и опасность AM радиоа помех увеличил. Самомоднейше усилители фильтровать потребности крутой низкопроходный на выходе, котор нужно получить rid высокочастотного шума и гармоник переключения.
Эффективность
Эффективностью будет измерение из силы входного сигнала полезно приложено к выходу усилителя. Тип a усилители очень неработоспособны, в ряде 10-20% с максимальной эффективностью 25%. Усилители b типа имеют очень высокий организационно-технический уровень но impractical из-за высоких уровней искажения (см.: Искажение кроссовера). В практически конструкции, результатом tradeoff будет конструкция AB типа. Самомоднейший тип AB амперы находится общ между 35-55% эффективным с теоретическим максимумом 78.5%. Имеющий на рынке тип d усилители сообщите эффективности как высокие как 97%. Усилители C-F типа обычно известный для того чтобы быть очень усилителями высокия организационно-технический уровня. Эффективность усилителя ограничивает количество полной выходной мощности полезно имеющееся. Заметьте что более эффективные усилители бегут очень охладитель, и часто не нужны NIKAKие охлаждающие вентиляторы даже в конструкциях multi-kilowatt. Причина для этого что снижение коэффициента полезного действия производит жару как субпродукт энергии потерянной во время преобразования силы. В более эффективных усилителях будет меньше потеря энергии настолько в свою очередь меньше жара.
Линеарности
Идеально усилитель был бы полно линейным приспособлением, но реальные усилители только линейные в некоторые практически пределы. Когда привод сигнала к усилителю увеличен, выхода увеличения также до тех пор пока пункт не достигнуть где некоторая часть усилителя будет насыщенной и не может произвести больше выход; это вызвано клиппированием, и результатами внутри искажение.
Некоторые усилители конструированы для того чтобы отрегулировать это в controlled дороге вызывает уменьшение в увеличении вместо чрезмерно искажения; результатом будет a обжатие влияние, которое (если усилитель будет тональнозвуковым усилителем), то прозвучает очень более менее неприятно к уху. Для этих усилителей, 1 dB пункт обжатия определен как сила входного сигнала (или мощность на выходе) где увеличение 1 dB чем малое увеличение сигнала.
Выпрямление эмерджентное поле, и будут много методов, such as feedforward, predistortion, postdistortion, EER, LINC, CALLUM, декартовая обратная связь, cEtc, избежать нежелательных влияний нелинейностей.
Шум
Это будет измерение шум вводит в процессе амплификации. Шумом будет нежелательный но неизбежный продукт электронных приспособлений и компонентов. Оно измерено в или децибелах или напряжении тока предельной мощности произведенном усилителем когда никакой сигнал не приложен.
Динамический диапазон выхода
Выход динамический диапазон ряд, обычно уступаемый dB, между самыми малыми и самыми большими полезными уровнями выхода. Самый низкий полезный уровень ограничен выходом шум, пока самый большой ограничен наиболее часто искажением. Коэффициент эти 2 закавычен как динамический диапазон усилителя. Точно, если S = maximal позволенная сила сигнала и N = сила шума, динамический диапазон DR DR = (S + N) /N.[1]
Сраженный тариф
Сраженный тариф максимальное темп изменения перемеююого выхода, обычно ое в вольтах в секунду (или микросекунду). Много усилителей предельно тариф slew лимитированн (типично импедансом течения привода отжать емкостные влияния на некоторый этап в цепи), который может ограничивать ширину полосы частот полной мощи к частотам наилучшим образом под частотой откликов усилителя small-signal.
Временя восхода
временя восхода, tr, усилителя время принятое для выхода к изменению от 10% до 90% из своего окончательного уровня после того как я управив a входной сигнал шага. Для a Гауссово система реакции (или просто RC roll off), временя восхода приближены мимо:
tr * BW = 0.35, где tr временя восхода внутри секунды и BW будет шириной полосы частот внутри Герц.
Устанавливая время и звенеть
Приурочьте принято для выхода к скамье к внутри некоторому проценту окончательного значения (мнения 0.1%). Это обычно определено для усилителей осциллографа вертикальных и высоких систем измерения точности. Звенеть refer to выход циклы над и под своим окончательным значением, водя к задерживают в достигая окончательном значении квантифицированном к устанавливая время над.
Промахнитесь
In response to a входной сигнал шага, промахнитесь количество, котор выход превышает свое окончательное, стационарное значение.
Фактор стабилности
Стабилность главная забота внутри RF и микроволна усилители. STEPENь стабилности усилителей может быть квантифицирован so-called фактором стабилности. Будут несколько по-разному факторов стабилности, such as кормовой фактор стабилности и фактор стабилности Linvil, которые определяют условие которое необходимо соотвествовать для совершенно стабилности усилителя in terms of свое двух проходные параметры.
Электронные усилители
Будут много типов электронных усилителей, общ используемых внутри радиоий и телевидение передатчики и приемники, высококачественн («hi-fi») стерео оборудование, микрокомпьютеры и другое электронное Digital Equipment, и гитара и другое усилители аппаратуры. Критически компоненты вклюают активно приспособления, such as пробки вакуума или транзисторы. Кратко введение к много типов электронного усилителя следует за.
Усилитель силы
Терминой «усилителем силы» будет относительная термина по отношению к количеству силы поставленному к нагрузке and/or sourced цепью поставкы. Вообще усилитель силы как последний усилитель в цепи передачи ( этап выхода) и этап усилителя типично требует большинств внимания к эффективности силы. Рассмотрение эффективности водит к различным типам усилителя силы: см. типы усилителя силы.
Усилители пробки вакуума (клапана)
Согласно Symons, пока усилители полупроводника больш сместили усилители клапана для малоэнергичных применений, усилители клапана будут очень больше цены - эффективной в применениях высокой силы such as «радиолокатор, оборудованием противосредств, или коммуникационным оборудованием» (P. 56). Много усилители микроволны специально конструированные клапаны, such as клистрон, gyrotron, пробка бегущей волны, и crossed-field усилитель, и эти клапаны микроволны обеспечивают очень большую single-device выходную мощность на частотах микроволны чем полупроводниковые приспособления (P. 59).[2]
Усилители транзистора
Необходимая роль этого активно элемента должна magnify входной сигнал произвести значительно более большой выходной сигнал. Количество увеличения («переднего увеличения») обусловлено внешней конструкцией цепи так же, как активно приспособление.
Много общих активно приспособлений в усилителях транзистора транзисторы двухполярного соединения (BJTs) и транзисторы field-effect полупроводника окиси металла (MOSFETs).
Применения многочисленнSp, некоторыми общими примерами будут тональнозвуковые усилители в домашнее стерео или Система cPa, Высокой генерации мощности RF для оборудования полупроводника, к RF и применениям микроволны such as radio передатчики.
Транзистор-основанный усилитель можно осуществить использующ различные конфигурации: например с транзистором двухполярного соединения мы можем осуществить общее основание, общий сборник или общий излучатель усилитель; использующ MOSFET мы можем осуществить общий строб, общедоступный источник или общий сток усилитель. Каждая конфигурация имеет по-разному характеристику (увеличение, импеданс…).
Рабочие усилители (op-амперы)
Рабочий интегрированный усилитель полупроводниковое - обойдите вокруг усилитель использует внешнюю обратную связь для управления своей функции перехода или увеличение.
Польностью дифференциальные усилители (FDA)
Польностью дифференциальный интегрированный усилитель полупроводниковое - обойдите вокруг усилитель использует внешнюю обратную связь для управления своей функции перехода или увеличение. Оно подобно к рабочему усилителю но оно также имеет штыри дифференциального выхода.
Видео- усилители
Эти общаются с видеосигналами и имеются меняя ширины полосы частот в зависимости от ли видеосигнал для SDTV, EDTV, HDTV 720p или 1080i/p etc. Спецификация сама ширины полосы частот зависит на вроде фильтр использован и который пункт (-1 dB или -3 dB например) ширина полосы частот измерена. Некоторые требования для реакции шага и промахиваются обязательно для того НОП приемлемо изображения TV.
Усилители вертикали осциллографа
Эти использованы для того чтобы общаться с видеосигналами управлять пробкой индикации осциллографа и могут иметь ширины полосы частот около 500 мегациклов. Спецификации на реакции шага, временени восхода, промахиваются и аберрации могут сделать конструкцию этих усилителей весьма трудно. Один из пионеров в усилителях высокой ширины полосы частот вертикальных было Tektronix компания.
Распределенные усилители
Эти используют линии передачи височно разделить сигнал и усилить каждую часть отдельно для того чтобы достигнуть более высоко ширина полосы частот чем можно получить от одиночного усиливаться приспособления. Выходы каждого этапа совмещены в линии передачи выхода. Этот тип усилителя общ был использован дальше осциллографы как окончательный вертикальный усилитель. Линии передачи часто были расквартированы внутри габарита пробки индикации стеклянного.
Усилители микроволны
Перемещая усилители пробки волны (TWT)
Использовано для амплификации высокой силы на низких частотах микроволны. Они типично могут усилиться через обширный спектр частот; однако, они не обычно как tunable как клистроны.
Клистроны
Очень подобно к усилителям TWT, но более мощно и с специфически частотой «сладостным пятном». Они вообще также гораздо тяжеле чем усилители TWT, и поэтому ill-suited для light-weight передвижных применений. Клистроны будут tunable, предлагая селективный выход внутри их определенный частотный ряд.
Музыкальные усилители аппаратуры (тональнозвуковые)
Тональнозвуковой усилитель обычно использован для того чтобы усилить сигналы such as нот или речь.
Другие типы усилителя
Микрофон углерода
Одно из первых приспособлений использовало усилить сигналы было микрофон углерода (эффективно звук-controlled реостат). Путем направлять большое электрическое течение через compressed углерод зерна в микрофоне, малый ядровый сигнал были в состоянии произвести гораздо большле электрический сигнал. Микрофон углерода был весьма важн в предыдущих радиосвязях; сетноые-аналогов телефоны в действительности работайте без пользы любого другого усилителя. Перед вымыслом электронных усилителей, механически соединенные микрофоны углерода также были использованы как усилители внутри репитеры телефона для международного обслуживания.
Магнитный усилитель
A магнитный усилитель a трансформатор- как приспособление использует сатурацию магнитных материалов для того чтобы произвести амплификацию. Это будет неэлектронным электрическим усилителем без двигающих частей. Ширина полосы частот магнитных усилителей удлиняет к сотниам килогерцев.
Вращая усилитель электрического машинного оборудования
A Управление Леонард палаты будет вращать машиной как электрический генератор то обеспечивает амплификацию электрических сигналов преобразованием механически энергии к электрической энергии. Изменения в результате поля генератора в настоящее время в более больших изменениях в течении выхода генератора, обеспечивая увеличение. Этот тип приспособления был использован для ровного управления больших моторов, главным образом для лифтов и военноморских пушек.
Модуляция поля очень высокоскоростного генератора AC также была использована для некоторого раньше AM радиопередачи.[1] См. Альтернатор Alexanderson.
Усилитель влияния Johnsen-Rahbek
Самая предыдущая форма тональнозвукового усилителя силы была Edisonтелефон «electromotograph» 's loud-speaking, который использовал намоченный вращая цилиндр мелка in contact with неподвижный контакт. Трение между цилиндром и контактом поменяло с в настоящее время, обеспечивающ увеличение. Edison открыло это влияние в 1874, но теорию за Влияние Johnsen-Rahbek не понять до эры полупроводника.
Механически усилители
Механически усилители были использованы в pre-электронной эре в специализированных применениях. Раньше автопилот блоки конструировали мимо Элмер Ambrose Sperry включил механически усилитель использующ поясы обернутые вокруг вращая барабанчиков; незначительное повышение в напряжении пояса причинило барабанчик двинуть пояс. Спаренный, сопротивлянный комплект таких управляет составил одиночный усилитель. Это усилило малые ошибки гироскопа в сигналы большие достаточно для того чтобы двинуть поверхности управлением самолета. Подобный механизм был использован в Кустик Vannevar дифференциальный анализатор.
Оптически усилители
Оптически усилители усильтесь свет через процесс простимулированное излучение.
Разносторонные типы
- Будут также механически усилители, such as автомобильное servo использовано внутри тормозить.
- Релеие смогите быть включенно под вышеуказанным определением усилителей, хотя их функция перехода не линейно (that is, они или открыты или закрыты).
- Также чисто механически выраженности таких цифровых усилителей можно построить (для теоретических, didactical целей, или для зрелищности), видят например. компьютер домина.
- Другой тип усилителя fluidic усилитель, основано на fluidic триод.
Справки
- ^ Verhoeven CJM, фургон Staveren, Monna GLE, Kouwenhoven MHL и Yildiz e (2003). Составленная электронная конструкция: усилители отрицательного результата воздействия. Бостон/Dordrecht: Kluwer академичное, P. 10. ISBN 1-4020-7590-1.
- ^ Роберт S. Symons (1998). «Пробки: Все еще существенн после всех этих лет ". Спектр IEEE 35 (4): 52–63.
См. также
- Амортизатор (электроника)
- Электронный усилитель
- Усилитель отрицательного результата воздействия
- Усилитель аппаратуры
- Малошумный усилитель
- Предусилитель
- Реакция шага
Creative Commons Licence
|
Custom Search
|
© Авторское право 2011 WorldLingo. Все права защищены.