Elektroniskie pastiprinātāji

Termins pastiprinātājs ir ļoti neskaidrs. Tas var būt hidrauliskais pastiprinātājs, autobraucējiem labi pazīstams, magnētiskais pastiprinātājs, ko savulaik izmantoja automatizācijas sistēmās. Ir zināmi arī elektromehāniskie un releju pastiprinātāji.

Visu pastiprinātāju darbības princips ir vienāds: vāja vadības signāla ietekmē pastiprinātāja izejā parādās jaudīgs izejas signāls. Protams, lai iegūtu lieljaudas izejas signālu, nepieciešams ārējs enerģijas avots.

Piemēram, releja spoles kontrolei nepieciešama jauda vatos, bet kontakti var pārslēgt vairāku kilovatu slodzi. Kā viņi saka, ir panākts spēks. Bet šajā rakstā īsumā tiks apskatīti tikai elektroniskie pastiprinātāji.

Elektroniskie pastiprinātāji

Tie ir visizplatītākais dažādu ierīču un ierīču mezgls. Atkarībā no veiktās funkcijas un ieejas signāla rakstura pastiprinātāji tiek sadalīti vairākos veidos. Piemēram, vienā gadījumā termopāra signālsun citā - mūzika, runa vai signāls no televīzijas antenas, kas darbojas decimetru viļņu garuma diapazonā.

Bet visus elektroniskos pastiprinātājus vieno fakts, ka dažādās vidēs tie izmanto elektriskās vadītspējas fenomenu. Pirmkārt, tie ir vakuuma (elektronu lampas) un pusvadītāji (tranzistori un mikroshēmas).

Lielākā daļa elektronisko pastiprinātāju šobrīd tiek izgatavoti uz pusvadītājiem, lampu dizainu izmanto ļoti augstas kvalitātes skaņas cienītāji, mūzikas mīļotāji un pat tur, kur to nav iespējams izdarīt bez lampām.

Pastiprinātāji var būt gan atsevišķa ierīce, gan jebkuras ierīces, piemēram, mērīšanas, neatņemama sastāvdaļa.

Līdzstrāvas pastiprinātāji (UPT)

Šie pastiprinātāji darbojas frekvenču diapazonā no nulles līdz dažai augšējai frekvencei. Citiem vārdiem sakot, viņi spēj pastiprināt pastāvīgu spriegumu. Šajā gadījumā, protams, tiek pastiprināta arī signāla mainīgā sastāvdaļa. UPT kādas daļas diagramma, ja ne visa, parādīta 1. attēlā.

1. attēls. Līdzstrāvas pastiprinātāja shēma

Lai varētu pastiprināt "konstanti", savienojums starp kaskādēm tiek veikts, izmantojot rezistorus, diodes, Zener diodes vai pat tieši. Tieši šī opcija ir parādīta 1. attēlā. Visplašāk izmantotie UPT ir atrodami automatizācijas sistēmasneelektrisko lielumu pārveidotāji mērinstrumentos dažādu sensoru signālu pastiprinātājos.

UPT ir arī pamats operatīvo pastiprinātāju (op ampēru) radīšanai, kurus plaši izmanto dažādās ierīcēs. Faktiski visi UPT pašlaik tiek veidoti, pamatojoties uz OS, kuru priekšrocības ir plaši zināmas un par kurām nav nekādu šaubu.

2. attēlā parādīta operacionālā pastiprinātāja shēma, kas balstīta uz operatīvo pastiprinātāju. Kā redzat, tas ir daudz vienkāršāks nekā iepriekšējais, lai gan tā parametri ir daudz labāki.

2. attēls. DT, pamatojoties uz op-amp

Maiņstrāvas pastiprinātāji

Maiņstrāvas pastiprinātāji atšķiras no CTD ar to, ka pastiprina tikai ieejas signāla mainīgo komponentu. Piemēram, 3. attēlā parādīts mikrofona pastiprinātājs dinamiskam mikrofonam, piemēram, MD-52 vai tamlīdzīgam, kas bija aprīkots ar pašmāju magnetofoniem.

3. attēls. Mikrofona pastiprinātājs

Pie mikroshēmā izgatavotā pastiprinātāja ieejas un izejas ir uzstādīti atdalīšanas kondensatori, kas ļauj caur pastiprinātāju iziet tikai signāla mainīgo komponentu.

Šādu shēmu sauc arī par mikrofona pastiprinātāju. Kad mikrofons ir savienots ar datora skaņas karti, tas ļauj iegūt lielisku skaņu, daudz labāk nekā izmantojot ķīniešu datora mikrofonu.

Pastiprinātājs darbojas labi pat no + 5 V, tāpēc jūs to varat barot no USB savienotāja vai noņemt no datora 12 voltus. Ierīcei nav nepieciešama pielāgošana, tā sāk darboties nekavējoties. Neliels detaļu skaits ļauj jums montēt šo shēmu ar uzstādītu instalāciju, izmantojot detaļu secinājumus. To darot, centieties pēc iespējas īsākus savienojumus saglabāt. Tas ietaupīs no traucējumiem un traucējumiem.

Augstas frekvences pastiprinātāji

Tos galvenokārt izmanto radioaparātos un televizoros. To mērķis ir nedaudz uzlabot ieejas signālu, piemēram, no antenas. Pēc tam notiek superheterodīna pārveidošana, un turpmākā galvenā pastiprināšana notiek ar vidēju frekvenci. Šādu pastiprinātāju specifika ir RF tranzistoru izmantošana, kā arī ierīces uzstādīšanas iespējas. Līdzīgu instalāciju var redzēt, ja atverat jebkura modernā televizora radio frekvences vienību.

Joslu pastiprinātāji

Joslu pastiprinātāji ir paredzēti signālu pastiprināšanai šaurā frekvenču diapazonā. Piemērs ir vidējas frekvences pastiprinātāji (IF). Frekvenču joslu šādos pastiprinātājos nodrošina oscilatīvās shēmas un koncentrētas atlases (FSS) filtri vai pjezokeramikas filtri (PCF). Patiešām, signāla pastiprināšana šaurā frekvenču joslā ir daudz vienkāršāka nekā ļoti platjoslas pastiprinātāja izveidošana.

Papildus jau pieminētajiem pastiprinātājiem ir ļoti liels šķirņu skaits, šeit ir vēl daži no tiem.

Priekšpastiprinātāji

To mērķis ir pastiprināt signālu no vāja avota līdz līmenim, kas pieņemams turpmākām kaskādēm. Piemēram, paaugstiniet televizora pierīces līmeni līdz termināļa audio pastiprinātāja ieejas līmenim. Priekšpastiprinātājā var būt arī signāla un skaļuma vadīklas.

Lai atskaņotu ierakstus no vinila diskiem, tiek izmantoti īpaši sākotnējie korektora pastiprinātāji, kas veido frekvences atbildi darbam ar pikapa galvu. Kad mūzika tika ierakstīta un klausīta magnetofonos, tika izmantoti ierakstīšanas un atskaņošanas pastiprinātāji. Šādu pastiprinātāju mērķis bija veidot nepieciešamo ierakstu - atskaņošanas kanāla frekvences reakciju.

Pastiprinātāji

Visbiežāk izmanto mērinstrumentos, automatizācijā, rūpniecisko iekārtu kontrolierīcēs. Šos pastiprinātājus sauc arī par instrumentālajiem pastiprinātājiem. Viņiem ir ļoti zems iekšējais troksnis, ļoti liels ieguvums (ar pārtrauktu OS shēmu) un ļoti liels kopējā režīma noraidīšanas koeficients. Šādi ļoti augsti raksturlielumi tiek sasniegti, izmantojot noteiktu vairāku op ampēru savienojumu. Šeit ir redzams, cik daudz ir “ļoti” mērīšanas pastiprinātāju. 4. attēlā parādīta klasiskā instrumentācijas pastiprinātāja shēma.

4. attēlsInstrumentācijas pastiprinātāja shēma

Līdztekus šai shēmai tiek plaši izmantotas arī viena vai divu op ampēru shēmas. Ir sarežģītāki dizaini. Nesen mērīšanas pastiprinātāji tiek ražoti integrētā versijā - viss, kas parādīts 4. attēlā, iekļaujas vienā korpusā, savukārt noregulēšanas elementu skaits ir minimāls, parasti tas ir viens ārējais rezistors. 4. attēlā tas ir R1, un 5. attēlā rezistors ir RG (GAIN).

Integrētā mērīšanas pastiprinātāja tipa AD623 iekšējā struktūra, protams, vienkāršotā shēma ir parādīta 5. attēlā. Šī pastiprinātāja atšķirīgā iezīme ir tā zemā cena un spēja strādāt ar vienpolu enerģiju.

5. attēls. Shēmaintegrēts mērīšanas pastiprinātājs tips AD623

Jūs varat uzzināt vairāk par elektroniskajiem pastiprinātājiem šeit.

Boriss Aladyshkin