Ojačevalniki so elektronska vezja, ki povečajo jakost signalov. Obstaja na stotine modelov ojačevalnikov, od preprostih enojnih tranzistorskih vezij do izdelanih digitalnih sistemov. Ojačevalnik moči in napetostni ojačevalnik predstavljata dva modela, ki ojačujeta signale na različne načine. Razumevanje razlike med napetostjo in močjo ter njihove uporabe vam pomaga izbrati pravilno vrsto ojačevalnika za projekt.
Napetost in moč
Napetost vezja je energija za električnimi naboji, ki tečejo skozi žice in komponente. Volt je standardna enota napetosti, ki je definirana kot razlika potencialne energije v uporu enega ohma, kar povzroči trenutni tok enega ampera. Večja kot je energija, večja je napetost. Ko napetost pomnožite s tokom, dobite moč vezja, ki je izražena v vatih: en vat je en volt krat en amp. Moč je hitrost, s katero vezje oddaja energijo - vezja, ki prenašajo več napetosti in toka, proizvedejo več vatov moči.
Koncepti ojačevalnika
Ojačevalnik si lahko predstavljate kot ventil, ki ga krmili vhodni signal. Ko se krivulja vala signala poveča, se odpre ventil, priključen na neodvisno napajalno napetost, ki prenaša več napetosti na izhod. Ko se val zmanjša, se ventil zapre in izhod vidi manj napetosti. Izhod, čeprav sorazmerno večji, je zrcalna slika vhoda. Ojačevalnik uporabljate za povečanje napetosti ali moči šibkega vhodnega signala. Če je moč signala šibka, uporabite ojačevalnik. Če je napetost majhna, jo pomnožite z napetostnim ojačevalnikom.
Moč, učinkovitost in toplota
Ker nobeno vezje ni stoodstotno učinkovito, ojačevalnik del svoje moči zapravi kot toploto. Učinkovitost različnih izvedb ojačevalnikov se giblje od približno 20 do 90 odstotkov ali več; ojačevalnik z 80-odstotno učinkovitostjo, ki porabi 100 vatov, porabi 20 vatov toplote. Čeprav imajo to težavo tudi napetostni ojačevalniki, je večji problem z ojačevalniki. Ojačevalnik moči uporablja robustne komponente, hladilne ventilatorje in druge strategije za preprečevanje pregrevanja.
Komponente
Tranzistor v kombinaciji z nekaj uporov in kondenzatorjev deluje kot preprost ojačevalnik. Nekateri tokokrogi uporabljajo vakuumske cevi za ojačanje moči ali napetosti. Operacijski ojačevalniki ali op-ojačevalniki so integrirana vezja, ki tvorijo odlične napetostne ojačevalnike; vendar so premajhni, da bi bili dobri ojačevalci moči. Ojačevalniki uporabljajo velike tranzistorje in druge komponente za obdelavo dodatne toplote brez izgorevanja. Močnostni tranzistorji so v zajetnih kovinskih ohišjih, ki odvajajo toploto stran od naprave. Napetostni ojačevalniki uporabljajo manjše plastične tranzistorje, ki delujejo pri sobni temperaturi.
Dobite
Vsi ojačevalniki zagotavljajo določeno stopnjo ojačenja ali ojačevalni faktor. Na primer, napetostni ojačevalnik z ojačanjem 100 ustvari 1-voltni izhod za 10-milivoltni vhod. Dobiček se meri tudi v decibelih ali dB; ocena decibelov je skupni dnevnik faktorja ojačanja, pomnožen z 10. Skupni dnevnik 100 je 2; če ga pomnožite z 10, dobite 20 dB. Čeprav imajo ojačevalniki tudi ojačanje, jih oblikovalci običajno ocenijo po največji izhodni moči. Tu je "korenska srednja vrednost" ali RMS ocena najbolj konzervativna vrednost, ki ji sledita povprečje in vrh. Ocena RMS vam daje jasno predstavo o izhodu ojačevalnika v nekaj minutah; najvišja ocena je merilo trenutne sposobnosti.
Aplikacije
Večina ojačevalnikov moči poganja zvočnike in slušalke, saj potrebuje moč, da zvočnike pripelje do udobne ravni poslušanja. Radijski oddajniki uporabljajo tudi ojačevalnike moči za oddajanje močnega signala oddajni anteni. Napetostni ojačevalniki najbolje delujejo za povečanje zelo šibkih signalov; nimajo dovolj moči za pogon zvočnikov. Vaš mobilni telefon vsebuje dva ojačevalnika: napetostni ojačevalnik za sprejem celičnih radijskih signalov in ojačevalnik moči za pogon zvočnika telefona. Stereo sprejemnik ima iz istega razloga tudi dva ojačevalnika.
