Site Loader

Содержание

Усилитель — это… Что такое Усилитель?

Усилитель — элемент системы управления (или регистрации и контроля), предназначенный для усиления входного сигнала до уровня, достаточного для срабатывания исполнительного механизма (или регистрирующих элементов), за счёт энергии вспомогательного источника, или за счёт уменьшения других характеристик входного сигнала (под термином «сигнал» здесь и далее понимается любое явление (или процесс), характеристики которого необходимо увеличить).[источник не указан 689 дней]

Термин усилитель в своём первичном (основном) значении относится к преобразованию (увеличению, усилению) одной из характеристик исходного входного сигнала (будь то механическое движение, колебания звуковых частот, давление жидкости или поток света), при этом вид сигнала остаётся неизменным (остаётся механическим движением и т. д.; из одного вида в другой сигнал преобразуют датчики и устройства управления).

В то же время, термин «усилитель» не вполне корректно, но традиционно употребляется для устройств управления мощными электрическими нагрузками, например, «релейный усилитель» и «магнитный усилитель».

Типы усилителей

  • Активный усилитель — усиление сигнала осуществляется за счёт энергии внешнего источника: в сервоприводах (как то: гидро-, электро-, пневмоусилители) усиливается исходное механическое движение (как правило, оператора), за счёт внешней энергии. В электрических усилителях увеличивается амплитуда исходного сигнала (по напряжению и силе тока), в фотоумножителях — усиливается интенсивность исходного светового потока. В активных усилителях часто используется обратная связь: положительная — для повышения чувствительности, и отрицательная — для улучшения точности/стабильности.
  • Пассивный усилитель — усиление одной (необходимой) характеристики сигнала осуществляется за счёт уменьшения других характеристик: например, домкрат (а также тисы, ручная таль, рычаг) является усилителем — движения (силы) руки — за счёт скорости (эта характеристика сигнала уменьшается). Мухобойка, теннисная ракетка — для сравнения — являются усилителями скорости (за счёт уменьшения силы и/или времени воздействия).
    • Резонаторы и экраны — виды пассивных усилителей, применяемых для усиления периодических (гармонических) колебаний в приёмниках и передатчиках звуковых и радиоволн (происходит усиление рабочей полосы в выбранном направлении за счёт уменьшения общей полосы и других направлений приёма/излучения).
    • Зеркала и линзы — аналогично предыдущему, для оптики, происходит усиление для выбранного участка (угла) наблюдения/освещения, в ущерб остальным (участкам, углам). Сюда относятся все оптические системы от лупы до телескопа.
    • Системы с накоплением энергии — виды пассивных усилителей, в которых большую часть времени происходит только накопление энергии сигнала (подаваемой относительно равномерно), и меньшую часть времени (чаще — импульсивно) — отдачу накопленного и усиленного сигнала на выходе: молоток, преодоление крутой горки автомобилем «с разгона», система зажигания (катушка зажигания) бензиновых двигателей, рубиновые лазеры, гидротаранный насос.

Смежные понятия

  • Увеличитель — практически полный синоним слова «усилитель», однако чаще употребляется для устройств, увеличивающих линейные размеры сигнала, что характерно для оптики (фотоувеличитель, увеличительное стекло). Устоявшиеся термины: «увеличитель сцепного веса», «увеличитель крутящего момента».
  • Ускоритель — устройство, увеличивающее скорость совершения процесса или движения частиц.
  • Умножитель — вид усилителя, в котором увеличение характеристики сигнала происходит в кратное число раз (соответственно числу ступеней). Примеры: умножитель напряжения, умножитель частоты, фотоэлектронный умножитель.

Электронный усилитель

Электронный усилитель — усилитель электрических сигналов, в усилительных элементах которого используется явление электрической проводимости в газах, вакууме и полупроводниках. Электронный усилитель может представлять собой как самостоятельное устройство, так и блок (функциональный узел) в составе какой-либо аппаратуры — радиоприёмника, магнитофона, измерительного прибора и т. д.

Усилитель звуковых частот

Усилитель звуковых частот (УЗЧ), усилитель низких частот (УНЧ), усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ) — прибор (электронный усилитель) для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот (обычно от 16 до 20 000 Гц, в специальных случаях — до 200 кГц). Может быть выполнен в виде самостоятельного устройства, или использоваться в составе более сложных устройств — телевизоров, музыкальных центров, радиоприёмников, радиопередатчиков, радиотрансляционной сети и т. д.

Операционный усилитель

Операционный усилитель — (ОУ, OpAmp) — усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы.

В настоящее время ОУ получили широкое применение как в виде отдельных чипов, так и в виде функциональных блоков в составе более сложных интегральных схем. Такая популярность обусловлена тем, что ОУ является универсальным блоком с характеристиками, близкими к идеальным, на основе которого можно построить множество различных электронных узлов.

Измерительный усилитель (средство измерений)

Измерительный усилитель (средство измерений) — электронный усилитель, применяемый в процессе измерений и обеспечивающий точную передачу электрического сигнала в заданном масштабе.

Измерительный усилитель

Измерительный усилитель (иначе инструментальный усилитель, электрометрический вычитатель[1]) — это тип дифференциального усилителя с характеристиками, подходящими для использования в измерениях и тестирующем оборудовании. Такие характеристики включают: очень малое смещение постоянного тока, малый дрейф, малый шум, очень высокий коэффициент усиления при разомкнутой обратной связи, очень высокий коэффициент ослабления синфазного сигнала, и очень высокие входные сопротивления. Такие усилители применяются, когда требуются большая точность и высокая стабильность схемы, как кратковременно, так и долговременно.

Гидравлический усилитель

Следящий гидропривод — это регулируемый гидропривод, в котором закон движения выходного звена (вала гидромотора или штока (в некоторых случаях корпуса) гидроцилиндра) изменяется в зависимости от управляющего воздействия. Как правило к функциям слежения в следящем гидроприводе добавляются функции усиления управляющего сигнала по мощности. Поэтому синонимом термина следящий гидропривод считается термин

гидравлический усилитель.

Магнитный усилитель

Магнитный усилитель — это статический аппарат, предназначенный для управления величиной переменного тока посредством слабого постоянного тока. Применяется в схемах автоматического регулирования электродвигателей переменного тока. Основное назначение — управление силовым электроприводом (распространены в строительной технике), также применялись в бытовых стабилизаторах переменного тока, в регуляторах освещения киноконцертных залов, в двоичной ЭВМ ЛЭМ-1 Л. И. Гутенмахера и в троичных ЭВМ «Сетунь» и «Сетунь-70» Н. П. Брусенцов а также в цепях управления тепловоза[2][3][4]. По-прежнему магнитные усилители используются в системах, измеряющих постоянные токи от тензодатчиков. Гибридные схемы, сочетающие в себе миниатюрный магнитный усилитель с полупроводниковым, легко решают проблему дрейфа нуля и обладают высокой точностью.

Релейный усилитель

Реле исторически появилось как усилитель сигнала (напряжения) в телеграфной связи, где на протяжённых линиях связи сигнал ослабевал и промежуточные реле восстанавливали (усиливали) сигнал (напряжение) для следующего участка линии. Сигнал был дискретным (включено-выключено), соответственно, и реле использовалось в качестве дискретного усилителя.

В настоящее время непосредственно для усиления сигналов реле практически не используется, а применяется для разгрузки контактов, многоконтактного переключения и гальванической развязки электроцепей, то есть, как устройство управления и защиты.

Вероятно, по аналогии с реле, устройства управления (силовой) нагрузкой, которые ничего не усиливают, также традиционно называют усилителями, к примеру, магнитный усилитель.[источник не указан 689 дней]

Другие виды усилителей

Существуют также оптические усилители и электромеханические усилители.

См. также

Уменьшение сигнала:

Примечания

  1. Титце У.
    , Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Москва, «МИР», 1982. Стр.466, рис.25.3.
  2. Международная конференция SORUCOM.2006, Сборник материалов, Брусенцов Николай Петрович, МГУ, ВМиК, Троичные ЭВМ «Сетунь» и «Сетунь 70»
  3. Академия тринитаризма Дмитрий Румянцев, Долой биты! (Интервью с конструктором троичной ЭВМ)
  4. ГОСТ 17561-84 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ. УСИЛИТЕЛИ МАГНИТНЫЕ. Термины и определения
В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 15 мая 2011.

Усилители

Восстановление базовой линии

    В высококачественном усилителе в основном используется связь по постоянному току, за исключением может быть только дифференцирующей схемы, расположенной вблизи его входа. Любое соединение через конденсатор приводит к смещению базовой линии так, чтобы площадь импульсов над ней и под ней были равны. Это смещение зависит от частоты следования импульсов и их амплитудного распределения. Статистический характер распределения времени появления сигналов приводит к флуктуациям этого смещения. В результате небольшое смещение базового уровня после прохождения усилительных секций может вызвать большое и нестабильное смещение базового уровня на выходе усилителя. А это в свою очередь может привести к ухудшению энергетического разрешения спектрометра.
    Смещение базового уровня можно сильно уменьшить, используя биполярные сигналы. Оптимальными для этого являются импульсы с одинаковыми площадями и равными длительностями положительных и отрицательных частей сигнала. Однако использование биполярных сигналов ведет к ухудшению отношения сигнал/шум и увеличению наложений импульсов из-за увеличения длительности сигналов.
    Самым простым решением восстановления базового уровня является использования диода. Однако диоды  не позволяют свести смещение до незначительного уровня. В частности потому, что происходит выпрямление шумов. Это создает дополнительное смещение базового уровня.


Рис. 8. Упрощенная схема системы восстановления базового уровня. CBLR — эквивалентная емкость.

    Современные спектрометрические усилители обычно содержат специальные цепи восстановления базового уровня. На рис. 8 проиллюстрирован принцип работы таких цепей. В простой цепи восстановления постоянного уровня ключ S1 всегда замкнут и он работает как CR дифференцирующая цепочка. Базовый уровень между импульсами восстанавливается до потенциала земли с помощью сопротивления RBLR. Для того чтобы не ухудшить отношение сигнал/шум, постоянная времени CBLR RBLR должна быть, по крайней мере, в 50 раз больше постоянной времени усилителя. Такое восстановление базового уровня не позволяет достаточно хорошо поддерживать базовый уровень под потенциалом земли при высоких скоростях счета. В нем площадь сигнала над потенциалом земли такая же, как площадь сигнала ниже потенциала земли. При низких скоростях счета время между импульсами существенно больше длительности импульсов и базовый уровень практически под потенциалом земли. При увеличении скорости счета базовый уровень понижается, и тем больше, чем больше скорость счета.
    Лучшими характеристиками обладают стробируемые устройства восстановления базового уровня. В них ключ S1 разомкнут во время прохождения импульса и замкнут, при его отсутствии. Таким образом, дифференцирование работает только во время между импульсами. Стабильность восстановления базового уровня зависит от способности цепей, замыкающих и размыкающих ключ S1, определять наличие или отсутствие импульса. В простейших цепях такого рода используется пороговое устройство (дискриминатор), порог срабатывания которого  вручную устанавливается немного выше уровня шумов. В более сложных устройствах уровень шума и наличие импульса определяется автоматически.

Формирование на линиях задержки

Рис. 9. Упрощенная схема усилителя с формированием на линии задержки

    Лучше всего усилители с формированием на линиях задержки приспособлены для сцинтилляционных детекторов. Имея хорошие временные характеристики, они в этом случае практически не ухудшают спектрометрические характеристики (отношение сигнал/шум) измерительных систем, которые в данном случае в основном определяются статистикой световыхода сцинтиллятора и электронного умножения в ФЭУ. Однако когда в основном интересует временная или счетная информация, усилители с формированием на линиях задержки могут использоваться и с другими детекторами. Можно сказать, что усилители с формированием на линиях задержки занимают промежуточное положение между быстрыми и спектрометрическими усилителями.
    Импульс предусилителя складывается с инвертированным и задержанным импульсом. Так как задний фронт сигнала предусилителя имеет гораздо большую длительность, чем передний, за время задержки его уровень не успевает заметно измениться и на выходе получается прямоугольный импульс с длительностью равной времени распространения сигнала в линии задержки. Величину сопротивления 2RD (см. рис. 9) можно немного регулировать, чтобы скомпенсировать потери амплитуды задержанного импульса в линии задержки. При должной регулировке задний фронт выходного импульса не будет иметь отрицательного выброса. Основное преимущество формирования на линии задержки заключается в том, что выходные импульсы имеют прямоугольную форму с короткими передними и задними фронтами. Задний фронт — зеркальное отражение переднего фронта. Для предотвращения наложений сигналов такое формирование близко к идеальному. Каскадированием двух цепей формирования можно получить биполярный сигнал с положительной и отрицательной частями одинаковой амплитуды и длительности. Таким образом, можно устранить смещение базовой линии на переходных емкостях, правда, ценой удвоения длительности сигналов и соответственно обострения проблемы их наложения. Кроме того, биполярные сигналы  можно использовать для временной привязки.
     С полупроводниковыми и сцинтилляционными детекторами, передние фронты импульсов которых лежат в наносекундном диапазоне, в качестве линий задержки используют обычные кабели с ~5 нс/м. Для ионизационных камер и пропорциональных счетчиков со временем сбора электронной компоненты, находящейся в микросекундном диапазоне, используют специальные кабели или искусственные линии задержки.

Усилители с формированием сигналов с помощью стробируемого интегратора

    Время сбора заряда в германиевых детекторах гамма-квантов зависит от места, где произошло взаимодействие. Время сбора в небольших детекторах варьируется в диапазоне от 100 до 200 нс. В больших детекторах — от 200 до 700 нс. В результате длительность передних фронтов выходных импульсов предусилителя варьируется в этих же диапазонах. Это сказывается на величинах амплитуд  выходных импульсов усилителя с квазигауссовым формированием импульсов и приводит к ухудшению энергетического разрешения спектрометра. Чем длиннее передний фронт выходного сигнала предусилителя, тем меньше амплитуда выходного сигнала усилителя. Это так называемый баллистический дефект (ballistic deficit). Для постоянных времени фильтров усилителя в диапазоне в диапазоне 6 — 10 мкс этот эффект мал, так как длительность выходных сигналов усилителя много больше, чем максимальное время сбора зарядов в детекторе. Однако при измерениях с большими загрузками приходится использовать меньшие постоянные времени. При использовании постоянных времени < 2 мкс этот эффект становится основной причиной, ограничивающей энергетическое разрешение при использовании усилителей с квазигауссовым формированием  сигналов.
    Эта проблема решается следующим образом (см. рис. 10 и 11). Для простоты изложения в качестве предварительного фильтра возьмем формирователь на линии задержки. Рассмотрим два крайних случая — нулевая длительность переднего фронта (сплошные линии на рис. 10) и большая длительность переднего фронта (штриховые линии). В первом случае на выходе предварительного фильтра получается прямоугольный сигнал, во втором — трапеция. Длительность сигнала трапецеидальной формы больше, чем прямоугольной на величину длительности переднего фронта импульса предусилителя. Секция стробируемого интегратора позволяет решить две задачи. Она уменьшает высокочастотную компоненту шумов и позволяет устранить влияние баллистического дефекта.

Рис. 10. Формы импульсов в усилителе с формированием сигналов с помощью стробируемого интегратора: а) выход предусилителя, б) выход предварительного фильтра, в) выход усилителя (см. рис. 10).
Рис. 11. Упрощенная схема усилителя с формированием сигналов с помощью стробируемого интегратора

Рис. 12. Формы сигналов в усилителе с формированием сигналов с помощью стробируемого интегратора: а) выход предварительного фильтра, б) выход усилителя.

    Пока отсутствует импульс с предварительного фильтра, ключ S1 разомкнут, а ключ S2 замкнут, таким образом выход стробируемого интегратора заземлен. Когда появляется импульс с предварительного фильтра, ключ S1 замыкается, а ключ S2 размыкается, и сигнал с предварительного фильтра интегрируется на емкости С1. Время интегрирования устанавливается таким же, как длительность самого длинного импульса предварительного фильтра. Таким образом, амплитуда импульсов на выходе усилителя не зависит от длительности переднего фронта импульса предусилителя. В конце периода интегрирования ключ S1 размыкается, а ключ S2 замыкается. Выходной сигнал быстро возвращается к базовому уровню.
    В реальных усилителях вместо формирования на линии задержки в предварительном фильтре используются активные RC-фильтры. Формы импульсов реального усилителя показаны на рис. 12.
    Усилители с формированием сигналов с помощью стробируемого интегратора имеют хорошие шумовые характеристики сравнимые с характеристиками усилителей с квазигауссовым формированием, и, в тоже время, они позволяют работать при высоких загрузках.

Что такое антенный усилитель для телевизора и как его выбрать?

Соглашение о пользовании сайтом.

Настоящее Соглашение определяет условия использования Пользователями материалов и сервисов сайта www.radiomir96.ru (далее — «Сайт») КОМПАНИИ «РАДИОМИР».

  1. Условия об интеллектуальных правах

1.1. Все права на Сайт и на использование доменного имени (http://radiomir96.ru/) принадлежат Администрации Сайта. При этом под Администрацией Сайта в настоящем Соглашении понимается ИП Кокшаров А.Л, в дальнейшем именуемый КОМПАНИЯ «РАДИОМИР».  Адрес  — место нахождения:  г. Екатеринбург, ул. 40 лет ВЛКСМ ,1, склад 14, ОГРН 307667411600056, ИНН 660704806240, тел. (343)379-08-09(10).

1.2. Ничто в настоящем Соглашении не может рассматриваться как передача исключительных прав на какие-либо материалы Сайта.

1.3. Использование материалов Сайта без согласия Администрации Сайта не допускается (статья 1270 ГК РФ). Для правомерного использования материалов Сайта необходимо заключение лицензионных договоров (получение лицензий) от Администрации сайта.

1.4. Кроме случаев, установленных действующим законодательством РФ, никакой Контент не может быть скопирован, скачан, распространён или иным способом использован по частям или полностью без предварительного разрешения Администрации Сайта.

1.5. При цитировании материалов Сайта, включая охраняемые авторские произведения, ссылка на Сайт обязательна (подпункт 1 пункта 1 статьи 1274 Г.К РФ).

 

  1. Предмет Соглашения

2.1. Предметом настоящего соглашения является предоставление Администрацией Сайта услуг по использованию Сайта и его сервисов.

2.2. Использование материалов и сервисов Сайта регулируется настоящим Соглашением и нормами действующего законодательства Российской Федерации.

2.3. Условия и порядок продажи Товаров в компании  «РАДИОМИР» регулируются Правилами продажи товаров в компании  «РАДИОМИР», которые размещены на Сайте в Разделе «Оплата и доставка».

2.4. Настоящее Соглашение является публичной офертой (ст. 437 ГК РФ). Получая доступ к материалам Сайта Пользователь считается присоединившимся к настоящему Соглашению.

2.5. Администрация Сайта вправе в любое время в одностороннем порядке изменять условия настоящего Соглашения без какого-либо специального уведомления. Такие изменения вступают в силу с момента размещения новой версии Соглашения на сайте. При несогласии Пользователя с внесенными изменениями он обязан отказаться от доступа к Сайту, прекратить использование материалов и сервисов Сайта.

2.6. Администрация сайта оставляет за собой право в любой момент без предварительного уведомления приостановить оказание услуг, являющихся предметом настоящего Соглашения, если это необходимо для обновления информации или проведения технических работ на Сайте, по соображениям безопасности или в результате форс-мажорных обстоятельств.

  1. Регистрация Пользователя на Сайте

3.1. Регистрация Пользователя на Сайте является бесплатной и добровольной. Регистрация Пользователя на Сайте позволяет Пользователю оформлять Заказы в компании  «РАДИОМИР».

3.2. При регистрации на Сайте Пользователь обязан представить Администрации Сайта достоверную информацию в целях присвоения данному Пользователю уникального логина и пароля доступа к Сайту.

3.3. Пользователь несёт ответственность за достоверность, полноту и соответствие действующему законодательству РФ предоставленной при регистрации на Сайте информации.

3.4. Пользователь не вправе передавать свои логин и пароль третьим лицам.

3.5. Пользователь несёт ответственность за сохранность своего логина и пароля.

3.6. Если Пользователем не доказано обратное, любые действия, совершённые с использованием его логина и пароля, считаются действиями самого Пользователя.

3.7. Пользователь обязан информировать Администрацию Сайта о несанкционированном использовании третьими лицами своего логина и пароля.

  1. Права и обязанности Пользователя

4.1. Пользователь соглашается не предпринимать действий, которые могут рассматриваться как нарушающие российское законодательство или нормы международного права, в том числе соблюдать приемлемые нормы поведения на Сайте, не распространять спам, вредоносное программное обеспечение, не нарушать норм законодательства в сфере интеллектуальной собственности, авторских и/или смежных правах, а также любых действий, которые приводят или могут привести к нарушению нормальной работы Сайта и сервисов Сайта.

4.2. Комментарии и иные записи Пользователя на Сайте не должны вступать в противоречие с требованиями законодательства Российской Федерации и общепринятых норм морали и нравственности.

4.3.Пользователь предупрежден о том, что Администрация Сайта не несет ответственности за посещение и использование им внешних ресурсов, ссылки на которые могут содержаться на сайте.

4.4.Пользователь принимает положение о том, что все материалы и сервисы Сайта или любая их часть могут сопровождаться рекламой.

4.5. Пользователю запрещается каким-либо способом, в том числе путём взлома, обмана, пытаться получить доступ к логину и паролю иного Пользователя.

  1. Защита персональных данных

5.1. Обработка персональных данных Пользователя осуществляется в соответствии с законодательством РФ. Предоставляя свои персональные данные при регистрации на Сайте, Пользователь даёт Администрации Сайта своё согласие на обработку и использование своих персональных данных согласно ФЗ № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 г. различными способами в целях, указанных в настоящем Соглашении.

5.2. Администрация Сайта использует персональные данные Покупателя в целях:
— регистрации Пользователя на Сайте;
— для определения победителя в акциях, проводимых Администрацией Сайта;
— получения Пользователем Сайта персонализированной рекламы;
— оформления Пользователем Заказа в компании  «РАДИОМИР»;
— для выполнения своих обязательств перед Пользователем.

5.3. Администрация Сайта обязуется предпринимать все возможные меры для защиты персональных данных Пользователя Сайта от неправомерного доступа, изменения, раскрытия и обязуется не разглашать полученную от Пользователя информацию. При этом не считается нарушением обязательств разглашение информации в случае, когда обязанность такого раскрытия установлена требованиями действующего законодательства РФ.

  1. Заключительные положения

6.1. Все возможные споры, вытекающие из настоящего Соглашения или связанные с ним, подлежат разрешению в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.

6.2. Признание судом какого-либо положения Соглашения недействительным не влечет недействительности иных положений Соглашения.

6.3. НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ АДМИНИСТРАЦИЯ САЙТА НЕ НЕСЁТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ПЕРЕД ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ ИЛИ ТРЕТЬИМИ ЛИЦАМИ ЗА ЛЮБОЙ УЩЕРБ, ВКЛЮЧАЯ УПУЩЕННУЮ ВЫГОДУ, СВЯЗАННЫЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ САЙТА И ЕГО СОДЕРЖИМОГО.

Как настроить усилитель сигнала с помощью кнопки WPS для расширения зоны покрытия существующей беспроводной сети?

В этой статье мы расскажем как настроить усилитель Wi-Fi сигнала с помощью кнопки WPS.

Эта статья ответит на два вопроса:

1. Иногда вам может быть трудно подключить устройство к маршрутизатору/точке доступа с помощью кнопки WPS. Почему?

2. Иногда вы можете подключить двухдиапазонный усилитель Wi-Fi сигнала только к Wi-Fi 2.4G или 5G двухдиапазонного роутера/точки доступа с помощью кнопки WPS, но не к обоим диапазонам Wi-Fi. Почему?

 

Часть A: сначала давайте объясним, как настроить усилитель Wi-Fi сигнала с помощью кнопки WPS:

1.Подключите усилитель к розетке рядом с основным маршрутизатором/точкой доступа.

2.Нажмите на кнопку WPS на основном маршрутизаторе/точке доступа, затем нажмите кнопку WPS на вашем усилителе сигнала.

Примечание 1: после нажатия кнопки WPS маршрутизатора/ точки доступа необходимо удерживать кнопку WPS усилителя сигнала в течение 2 минут.

Примечание 2: после нажатия кнопки WPS маршрутизатора/точки доступа индикатор WPS маршрутизатора/точки доступа должен начать мигать. Если индикатор WPS маршрутизатора/точки доступа не мигает, это означает, что необходимо нажать кнопку WPS еще раз, пока индикатор WPS маршрутизатора/точки доступа не начнет мигать. Это относится также и к усилителю сигнала. После нажатия кнопки WPS усилителя сигнала индикатор WPS усилителя должен мигать. В противном случае, нажмите на кнопку еще раз.

Ниже изображены индикаторы WPS моделей TL-WA850RE и RE200:

3.   Подключение по WPS будет длиться 2 минуты. Подождите 2 минуты, а затем проверьте индикатор беспроводного сигнала усилителя сигнала. Если он горит (независимо от того, какого он цвета или сколько полосок горит), то ваш усилитель сигнала подключен к основному маршрутизатору/точке доступа.

 

4.   После 2 минут, если индикатор беспроводного сигнала усилителя не горит, значит подключение WPS не выполнено. Возможно, вам придется еще раз выполнить одно или несколько подключений по WPS и повторить описанные выше действия.

5.   Теперь Вы можете разместить усилитель сигнала в нужном месте, где вы хотите расширить зону покрытия беспроводной сети, и пользоваться беспроводной сетью. Далее устройство будет подключаться автоматически при каждом последующем включении.

 

Часть B: Теперь давайте решим проблему “иногда вы испытываете трудности при подключении усилителя к маршрутизатору/точке доступа с помощью кнопки WPS».

 

Существует много факторов, которые могут повлиять на процесс подключения WPS. Для подробной информации смотрите здесь: How can I copy the wireless setting from the front router using Wi-Fi Clone button?

Примечание: если Вы не можете настроить свой усиилитель сигнала с помощью функции WPS, пожалуйста, обратитесь к статьям ниже, чтобы настроить его через веб-интерфейс:

How to configure my TL-WA850RE via Web GUI to extend an existing wireless network’s coverage

How to configure my RE200RE210 via Web GUI to extend an existing wireless network’s coverage

 

Часть C: Наконец, давайте решим эту проблему “иногда вы можете подключить двухдиапазонный усилитель сигнала только к сети 2. 4G или 5G WiFi вашего двухдиапазонного маршрутизатора/точки доступа с помощью кнопки WPS, но не к обоим диапазонам Wi-Fi”.

Фактически, эта проблема в основном вызвана двухдиапазонным маршрутизатором/точкой доступа, но не нашим двухдиапазонным усилителем Wi-Fi сигнала:

Некоторые двухдиапазонные маршрутизаторы/точки доступа позволяют клиентам, включая Усилители сигнала, подключаться к одному диапазону  (2.4G или 5G, на усмотрение маршрутизатора/точки доступа) одним нажатием кнопки WPS.

Примечание: если вы столкнулись с этой проблемой, пожалуйста, следуйте приведенным ниже статьям, чтобы настроить усилитель Wi-Fi сигнала через веб-интерфейс.

How to configure my TL-WA850RE via Web GUI to extend an existing wireless network’s coverage

How to configure my RE200RE210 via Web GUI to extend an existing wireless network’s coverage

Был ли этот FAQ полезен?

Ваш отзыв поможет нам улучшить работу сайта.

Да Нет

Что вам не понравилось в этой статье?

  • Недоволен продуктом
  • Слишком сложно
  • Неверный заголовок
  • Не относится к моей проблеме
  • Слишком туманное объяснение
  • Другое

Как мы можем это улучшить?

Отправить

Спасибо

Спасибо за обращение
Нажмите здесь, чтобы связаться с технической поддержкой TP-Link.

Что такое ламповые усилители и где их применяют

 

Для того чтобы создать особую атмосферу при воспроизведении музыкальных файлов лучше купить ламповый усилитель, а не транзисторный — это ясно не только специалистам в области акустических устройств, но и рядовым потребителям. Подтверждением этого служит тенденция роста потребительского спроса на данную группу товаров. Впрочем, назвать «ламповики» массовой продукцией нельзя, ведь требования к аппаратуре такого рода — наиболее высокие, вследствие чего и стоимость названных устройств — не самая умеренная. Однако истинные ценители музыки как искусств готовы расстаться с немаленькой суммой ради обладания этим устройством. Если о покупке такого изделия задумываетесь и вы, следует знать, что представляет собой ламповый усилитель. Тогда вы с лёгкостью сможете определиться, какой же именно изделие вам нужно.

Для того чтобы создать особую атмосферу при воспроизведении музыкальных файлов лучше купить ламповый усилитель, а не транзисторный — это ясно не только специалистам в области акустических устройств, но и рядовым потребителям. Подтверждением этого служит тенденция роста потребительского спроса на данную группу товаров. Впрочем, назвать «ламповики» массовой продукцией нельзя, ведь требования к аппаратуре такого рода — наиболее высокие, вследствие чего и стоимость названных устройств — не самая умеренная. Однако истинные ценители музыки как искусств готовы расстаться с немаленькой суммой ради обладания этим устройством. Если о покупке такого изделия задумываетесь и вы, следует знать, что представляет собой ламповый усилитель. Тогда вы с лёгкостью сможете определиться, какой же именно изделие вам нужно.

Вникаем в суть: что такое ламповый усилитель

Устройство данного типа увеличивает мощность электросигналов с помощью главного активного компонента — радио- или электровакуумных ламп. В «ламповиках» (как, впрочем и в других разновидностях усилителей) есть три типа каскадов:

  • предусилительный тип;
  • драйверный тип;
  • выходной тип.

Внешний вид лампового усилителя

Иногда первые два вида каскадов являются совмещёнными. Основным преимуществом ламповых усилителей является очевидная простота конструкции (по сравнению с другими типами усилителей). Зачастую продвинутые аудиофилы-умельцы предпочитают не купить ламповый усилитель, а изготовить самостоятельно.

Облегчаем выбор: виды ламповых усилителей

 

Внешний вид лампового усилителя

Как правило, все устройства названной категории подразделяют на две большие группы: однотактные и двухтактные. Ниже мы рассмотрим эти разновидности подробнее.

Однотактные ламповые усилители используют в работе только один канал усиления: А1 (реже встречаются модели, где возможна работа с каналом А2). Схема конструкции таких усилителей наиболее проста, поскольку в них задействовано только 2 усиливающих компонента (или, по-другому, 2 каскада). Описываемые однотактные ламповые усилители отличаются наиболее чистым и прозрачным звуком. И даже искажения благодаря вмешательству второй гармоники звучат музыкально и органично (тот самый тёплый, мягкий ламповый звук).

 

Фото ламп для усилителя

Двухтактные ламповые усилители работают в следующих классах усиления: А1, А2, АВ1, АВ2, В1, В2. Если вы только начинаете использовать ламповое оборудование, то следует выбрать модель, где возможно применение выходного каскада в режимах А1 и АВ1. Однако, несмотря на это преимущество, которым отличаются двухтактные ламповые усилители, есть у них и недостаток: схема их конструкции гораздо сложнее, так что изготовить его самостоятельно очень и очень непросто. Довольно часто количество усилий и материальных затрат, необходимых для создания данного устройства, неоправданно велико. Так что, если вы хотите сэкономить на приобретении такого изделия, лучше обратиться в специализированные магазины.

 

Что такое усилитель и как он работает?

Что такое усилитель?

Электронный усилитель, усилитель или усилитель — это электронное устройство, способное увеличивать мощность сигнала, представляющего собой изменяющийся во времени ток или напряжение. Двухпортовая электронная схема усилителя известна тем, что использует электроэнергию от источника питания для увеличения усиления сигнала, подаваемого на входные клеммы. На своем выходе он выдает сигнал пропорционально большей амплитуды.

Усилитель производит усиление, которое измеряется коэффициентом усиления; это отношение выходного напряжения, мощности или тока. Усилитель известен тем, что обладает коэффициентом усиления по мощности, превышающим единицу. Усилитель в основном представляет собой электрическую цепь, которая содержится в другом устройстве или отдельном оборудовании. Усиление считается необходимым для современной электроники, так как усилители используются в различном электронном оборудовании.

Усилитель — это электронное устройство, которое реагирует на различные небольшие входные сигналы, такие как мощность, напряжение или ток.Он известен тем, что выдает большие выходные сигналы, состоящие из характеристик входного сигнала. Существуют усилители различных типов, которые используются в электронном оборудовании, таком как телевизионные приемники, радиоприемники, компьютеры и аудиооборудование с высокой точностью воспроизведения.

Усиливающее действие может обеспечиваться различными электромеханическими устройствами, включая трансформаторы, генераторы и электронные лампы. В электронных системах в основном используются твердотельные микросхемы в виде усилителей. Как правило, интегральная схема состоит из множества транзисторов и связанных с ней устройств на одном маленьком кремниевом кристалле.

Было замечено, что одного усилителя недостаточно для повышения выходной мощности в соответствии с требованиями. В таких случаях первый выход подается на второй, который подается на третий, и так далее. Этот процесс продолжается до тех пор, пока пользователь не получит удовлетворительный результат. Это приводит к каскадному или многоступенчатому усилению. Как вы теперь знаете , что такое усилитель , пришло время пройтись по его использованию.

Использование усилителя

В основном электрические устройства используют усилители для обеспечения различной степени усиления сигнала.В большинстве случаев сигналы слишком малы по размеру, чтобы управлять выбранным устройством, и именно здесь необходимы усилители. Давайте разберемся в этом с помощью примера. Звуковой сигнал, извлекаемый из записей, слишком слаб для работы динамика.

В этом состоянии для выполнения задания необходимо усиление. Сигнал обычно многократно усиливается между динамиком и иглой проигрывателя. Каждый раз, когда сигнал усиливается, он должен пройти через каскад усиления.Аудиоусилитель, подключенный между акустической системой и проигрывателем, обычно содержит различные каскады усиления.

Усилитель, также известный как операционный усилитель, представляет собой схему, в основном используемую для управления и автоматизации электронных схем в различных морских приложениях. Как правило, применяемый входной сигнал представляет собой сигнал тока или напряжения. Целью усилителя является подача выходного сигнала, который больше, чем входной сигнал.

Вы также можете прочитать:  Что такое система питания постоянного тока и как она работает?

Целью усилителя или операционного усилителя является увеличение или усиление входного сигнала для доставки или создания выходного сигнала.Эти сигналы обычно больше, чем входные сигналы, но имеют форму волны, аналогичную входному сигналу. В основном изменение выходного сигнала обозначается увеличением уровня мощности. Напряжение постоянного тока известно для подачи дополнительной мощности извне.

В усилителе входной сигнал управляет выходными сигналами. Компактные усилители слабого сигнала в электронных компонентах используются в качестве устройств из-за способности повышать малые входные сигналы до большей величины.Узнав о , что такое усилитель и о том, как использует усилитель , давайте прочитаем о типах усилителей .

Типы усилителей

В зависимости от выходной мощности усилители делятся на три категории. Эти категории включают усилитель напряжения, усилитель мощности и усилитель тока. Усилители напряжения широко используются в электронных устройствах. Эти усилители известны тем, что увеличивают амплитуду выходного напряжения сигнала.

Усилители тока увеличивают амплитуду входного тока по сравнению с формой входного тока. Усилители мощности используются для увеличения мощности, которая относится к произведению выходного тока и напряжения, которое больше, чем произведение входного тока и напряжения.

Ток или напряжение на выходе может быть меньше, чем на входе, но произведение общего тока или напряжения больше, чем на входе. Часть сигнала переменного тока усиливается каждый раз, когда он подается на усилитель.На основе сигналов, которые усиливаются усилителями, их можно дополнительно разделить на следующие.

Усилители звуковой частоты

A.F. Усилители или усилители звуковой частоты усиливают звуковые частоты. Эти звуковые частоты обычно находятся в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, среди которых некоторые усилители HI-FI способны усиливать до 100 кГц.

Используются для подачи мощности звуковой частоты для работы громкоговорителей.В основном современные усилители звука основаны на некоторых твердотельных накопителях, таких как транзисторы, а на ранних этапах они создавались из электронных ламп.

Усилители промежуточной частоты

I.F. Усилители или усилители промежуточной частоты — это те, которые усиливаются усилителем. Эти типы усилителей используются в радио, радарах или телевидении. Они известны тем, что обеспечивают максимальное усиление напряжения радио, телевидения или радиолокационного сигнала.Это происходит до демодуляции аудио- или видеоинформации, переносимой сигналами.

Наблюдаемая здесь рабочая частота ниже принимаемого радиосигнала. Однако они выше, чем видео- или аудиосигналы, которые со временем вырабатываются системой. Здесь частота, на которой I.F. усилитель должен работать определяется оборудованием.

Радиочастотные усилители

R.F. усилители или радиочастотные усилители известны тем, что увеличивают мощность радиосигналов с низкой частотой.Они специально используются для управления антенной передатчика. Эти усилители являются настроенными, рабочая частота которых контролируется настроенной схемой.

При этом схема может быть скорректирована исходя из назначения усилителя. Входное сопротивление и коэффициент усиления здесь значительно ниже. Особенностью этих усилителей является низкий уровень шума во время исполнения. Они обычно используются на ранних стадиях приемника.

Вы также можете прочитать: Что такое цифровой мультиметр и как работает цифровой мультиметр?

Было замечено, что фоновый шум, создаваемый электронным устройством, здесь имеет низкое значение.Это происходит потому, что усилитель способен обрабатывать сигналы очень низкой амплитуды от антенны.

Ультразвуковые усилители

Ультразвуковые усилители усиливают ультразвуковые волны. Они присутствуют в диапазоне частот от 20 кГц до 100 кГц. Они используются для специальных целей, таких как ультразвуковая очистка, ультразвуковое сканирование, системы дистанционного управления и т. д. Каждый из этих типов известен тем, что работает в узкой полосе частот, лежащих в пределах ультразвукового диапазона.

Широкополосные усилители

Эти усилители известны тем, что усиливают полосу частот. Они вообще известны тем, что усиливают от постоянного тока до многих десятков МГц. Они используются в различном оборудовании, таком как осциллографы. Они используются в областях, где требуется точное измерение сигналов в широком диапазоне частот. Их усиление низкое из-за их широкой полосы пропускания.

Усилители с прямой связью

Усилители постоянного тока или усилители с прямой связью используются для усиления низкочастотных сигналов.В них выход одного каскада обычно соединен с входом следующего каскада в этих усилителях. Эти усилители известны тем, что усиливают частоту постоянного тока, которая равна нулю. Они в основном используются многочисленными измерительными приборами и электрическими системами управления.

Видеоусилители

Видеоусилители используются для улучшения качества видеосигналов и отображения их в более высоком разрешении. Сигналы служат носителем всей информации об изображениях в телевизионных и радиолокационных системах.Они могут быть классифицированы как особый тип широкополосного усилителя, который специально используется для передачи сигналов, применяемых к видеооборудованию.

Использование видеоусилителей лежит в основе пропускной способности. В случае телевизионных приемников они расширены от 0 Гц до 6 МГц и шире в случае радаров. Эти усилители используются для усиления сигналов, принимаемых от компьютерных мониторов и DVD-дисков. Их также можно использовать для повышения качества видео в телевизорах меньшего размера, которые устанавливаются в транспортных средствах.

Буферные усилители

Буферные усилители обычно используются для преобразования электрического сопротивления одной цепи в другую. Известно, что они имеют коэффициент усиления усилителя, равный единице. Они также используются для изоляции цепей друг от друга. Известно, что они имеют более высокий уровень импеданса на входе и более низкий уровень импеданса на выходе.

Поэтому их можно использовать в качестве устройства согласования импеданса, которое показывает, что сигналы не затухают между цепями.Это происходит, когда схема с высоким уровнем выходного импеданса подает сигнал непосредственно на другую схему с низким уровнем импеданса.

Операционные усилители

Операционные усилители в основном представляют собой усилители с электронным напряжением с высоким коэффициентом усиления. Они используются для выполнения различных математических операций над напряжениями. Мало того, они используются в виде ИС, которые изначально были разработаны с электронными лампами. Операционные усилители известны тем, что имеют два основных входных разъема.

Эти две клеммы являются инвертирующими и неинвертирующими, и их можно использовать в качестве инвертирующих усилителей, суммирующих усилителей, дифференциальных усилителей и неинвертирующих усилителей.

Транзисторные усилители

Транзисторы — это электронные устройства, используемые в качестве усилителей. Они известны усилением тока напряжения входного сигнала. В основном существует два типа транзисторных устройств: BJT или биполярные переходные транзисторы и FET или полевые транзисторы.

Транзисторные усилители обычно анализируются в различных конфигурациях. К ним относятся общий эмиттер, общая база и общий коллектор с использованием BJR. В FET эти усилители анализируются в следующих конфигурациях: общий затвор, общий исток и общий сток.

Небольшой ток на клеммной базе биполярного транзистора может быть полезен для управления током на коллекторе и эмиттере. В FET или полевых транзисторах небольшое напряжение на затворе может управлять напряжением на стоке или истоке.

Классификация каскадов и систем усилителя

  Усилитель известен своей способностью усиливать сигнал. Давайте прочитаем о Классификации каскадов и систем усилителей . По количеству каскадов различают однокаскадные усилители и многокаскадные усилители. Однокаскадные усилители — это те, которые имеют схему с одним транзистором, которую можно назвать однокаскадным усилением. Многокаскадный усилитель имеет несколько транзисторных схем, которые, как известно, обеспечивают многокаскадное усиление.

По мощности усилители можно разделить на усилители мощности и напряжения. Усилитель напряжения известен тем, что увеличивает уровень напряжения входного сигнала. Усилитель мощности — это тот, в котором схема известна тем, что увеличивает уровень мощности входного сигнала.

В зависимости от величины подаваемого входного сигнала усилители можно разделить на усилители слабого сигнала и усилители большого сигнала. Усилитель слабого сигнала — это усилитель, в котором входной сигнал слаб, чтобы иметь возможность создавать небольшие колебания тока коллектора по сравнению со значением покоя.Усилитель называется усилителем с большим сигналом, когда флуктуации тока коллектора велики за пределами линейной части характеристики.

На основе частотного диапазона усилители можно разделить на аудио- и радиоусилители. Схема усилителя, которая способна усиливать сигналы, лежащие в диапазоне звуковых частот от 20 Гц до 20 кГц, называется звуковым усилителем.

Усилитель мощности — это усилитель мощности, который усиливает сигналы в диапазоне очень высоких частот.

На основе метода связи усилители делятся на категории с RC-связью, с трансформаторной связью и усилители с прямой связью. Усилитель с RC-цепочкой представляет собой многокаскадную схему, которая соединена со следующим каскадом с помощью комбинации конденсатора и резистора. Вот почему он называется усилителем с RC-связью.

Усилитель с трансформаторной связью — это усилитель, подключенный к следующему каскаду с помощью трансформатора, тогда как усилитель с прямой связью — это усилитель, подключенный к следующему каскаду напрямую.

В зависимости от конфигурации транзисторов усилители можно разделить на усилители CE, усилители CB и усилители CC. Усилитель, созданный с использованием комбинации транзисторов с конфигурацией CE, называется усилителем CE. Усилители, созданные с использованием комбинации транзисторов с конфигурацией CB и комбинации транзисторов с конфигурацией CC, могут называться усилителем CB и усилителем CC соответственно.

Классы усилителей

Теперь, когда вы подробно ознакомились с , что такое усилитель , его использование и другие детали, давайте также узнаем о его классах.Усилители подразделяются на разные классы на основе их рабочих характеристик и конструкции.

Классы усилителей — это термин, который используется для обозначения различий между различными типами усилителей. Они представляют собой количество выходного сигнала, которое, как известно, изменяется в схеме усилителя за один цикл работы, когда он получает синусоидальный входной сигнал.

В зависимости от режима работы усилители подразделяются на различные классы, такие как класс A, класс B, класс C и класс AB.В усилителе класса А условия таковы, что ток коллектора протекает по всей используемой сигнальной цепи переменного тока. В классе B ток коллектора протекает только в течение полупериода входа.

Переходя к классу C, ток коллектора в нем протекает менее половины периода ввода. Усилитель класса AB представляет собой комбинацию классов A и B, что делает доступными преимущества обоих классов и уменьшает проблемы. Это было о классах усилителей теперь давайте прочитаем о функциях усилителей .

Функции усилителя

Работа усилителя заключается в преобразовании небольшого электрического тока в больший. Есть множество методов, которые могут быть применены для достижения этой цели. Усилители мощности считаются необходимыми, поскольку они имеют множество устройств, включая микроволновые печи, наушники, системы домашнего кинотеатра и т. Д., Которые обычно используются в электронике.

Двигатели, такие как двигатели постоянного тока, серводвигатели и т. д., используют усилители для увеличения производительности работающих электродвигателей.Связь на большие расстояния стала возможной благодаря использованию эффективных усилителей мощности. Чем выше скорость передачи, тем больше она используется в электронных приложениях.

Как работает усилитель?

Понимания что такое усилитель недостаточно, вы должны также знать, как он работает. На общем языке слово «усилитель» используется для обозначения стереокомпонентов, но на самом деле это всего лишь его небольшое представление.

Мы окружены ими в виде компьютеров, телевизоров, проигрывателей компакт-дисков, динамиков и т. д.Работа усилителя заключается в генерации нового выходного сигнала в обмен на входной сигнал. Их можно представить в виде двух отдельных цепей, выходной цепи и входной цепи.

Выходная цепь генерируется с помощью блока питания усилителя. Этот процесс потребляет энергию от аккумулятора или розетки. Если усилитель питается от переменного тока дома, где направление потока заряда меняется, источник питания преобразуется в постоянный ток, если направление потока заряда остается прежним.

Входная цепь представляет собой электрический звуковой сигнал, который записывается на кассеты, поступающие от микрофона. К выходной цепи применяется переменное сопротивление для воссоздания колебаний напряжения исходных аудиосигналов. Этот тип нагрузки высок в усилителях для оригинальных аудиосигналов.

Преимущества усилителя

  Преимущества усилителя многочисленны, давайте прочитаем об этом.Усилитель CE представляет собой усилитель с общим эмиттером, который не только инвертирует, но и имеет низкое входное сопротивление. Он имеет высокий коэффициент усиления по напряжению, высокий выходной импеданс и высокий коэффициент усиления по току.

Усилитель CB считается приличным усилителем напряжения с током, равным выходному току. Обычно известно, что базовая схема лучше всего работает в качестве буфера тока. Он способен принимать входной ток с низким импедансом и подавать аналогичный ток на выход с более высоким импедансом.

Преимущества усилителя CC заключаются в усилении тока при неизменном поддержании напряжения.Он состоит из самого низкого выходного импеданса по сравнению с другими типами усилителей. Кроме того, его можно использовать для согласования импеданса между каскадом усилителя с низким входным импедансом и каскадом усилителя с высоким выходным импедансом.

Недостатки усилителя

Недостатки усилителей многочисленны, давайте прочитаем об этом. Недостатки усилителя СЕ заключаются в том, что он имеет высокое выходное сопротивление. Он известен плохой реакцией на высокие частоты.Он имеет высокую термическую нестабильность, и коэффициент усиления по напряжению нестабилен.

Недостатком усилителя CB является то, что для работы схемы ему требуются два источника питания постоянного тока. Он известен измерением напряжения между коллектором или выходом и эмиттером и входом. Он сравнивает напряжение между базой и эмиттером и поддерживает его в пределах возможностей транзистора.

Надеюсь, теперь вы ясно поняли , что такое усилитель , его использование, преимущества, недостатки, части, классы, классификации и типы.Усилитель — это электрическая цепь, которая содержится в другом устройстве или отдельной части оборудования. Усиление считается основой современной электроники; в настоящее время они используются в различном электронном оборудовании, которое нас окружает.

Усилитель | Encyclopedia.com

Усилители и источники энергии

Эффективность

Каскадные усилители

Дискретные и интегральные усилители

Ресурсы

) версия этого сигнала на его выходе.Усилители обычно электронные, но могут использовать гидравлические или магнитные принципы.

Усилители обычно используются, когда по какой-либо причине необходимо увеличить мощность электрического сигнала. Аудиоусилители могут увеличить мощность микрофона в микроваттах до более чем миллиона ватт, что необходимо для заполнения стадиона во время концерта. Спутники используют усилители для усиления радиосигналов, чтобы их можно было легко принимать при передаче обратно на Землю.

Междугородные телефонные линии стали возможными, когда усилители увеличили мощность, которая была рассеяна сопротивлением телефонных проводов по пересеченной местности.Усилители также были необходимы для восстановления утраченного объема. Для подводных телефонных кабелей требуются усилители под водой. Для систем кабельного телевидения требуется до 100 сложных широкополосных усилителей для обслуживания абонентов.

Точно так же, как кран не является источником воды, которую он разливает, усилитель не создает энергию, которую он разливает. Усилитель получает энергию от устройства, называемого источником питания, которое получает электрическую энергию от обычного источника, такого как электростанция или солнечная батарея, и по существу использует эту энергию для создания более мощной копии входного сигнала.

Например, батарея, установленная в портативном кассетном магнитофоне, снабжает его всей энергией, которая в конечном итоге будет создавать звуки в течение срока службы этой батареи. Усилители в магнитофоне позволяют программе на компакт-диске, кассете или радиосигналу распределять энергию батареи с контролируемой скоростью, необходимой для воспроизведения желаемых звуков.

Ни один усилитель не может иметь стопроцентную эффективность. Все усилители тратят впустую часть подводимой к ним энергии и вносят некоторые искажения в сигналы, которые они обрабатывают.

Для обработки чрезвычайно слабого сигнала усилитель должен иметь возможность увеличить мощность данных в

раз.

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

Электронная лампа — Активное устройство, основанное на управлении электронами электрическими полями.

Обратная связь — Сигнал, поступающий с выхода обратно на вход усилителя.

Усиление — Мера увеличения напряжения, мощности или тока.

Громкоговоритель — Устройство, преобразующее электрические сигналы в звук.

Микроватт— Одна миллионная часть ватта.

Резистор — Компонент электрической цепи, препятствующий протеканию тока.

миллионов. Для этого каскады усилителя часто соединяют последовательно, чтобы увеличить их коэффициент усиления. Каждая ступень в цепочке обеспечивает сигнал для следующей ступени, что называется каскадом. Общее усиление каскада равно произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов. Если каждый из трех усилителей в каскаде имеет коэффициент усиления по напряжению 100, общий коэффициент усиления по напряжению будет равен одному миллиону.Сигнал 10 мкВ, обработанный этим каскадом, увеличивается до 10-вольтового сигнала.

Электронные усилители, использующие отдельные транзисторы, резисторы и конденсаторы, соединенные один за другим, называются дискретными усилителями. Дискретные усилители были почти вытеснены интегральными схемами (ИС) для приложений со слабыми сигналами. На одном кремниевом кристалле ИС содержится огромное количество транзисторов и множество вспомогательных компонентов. В печатных платах теперь используется всего несколько инкапсулированных микросхем вместо сотен отдельных компонентов, которые когда-то требовались.Инженеру или техническому специалисту обычно не нужно знать внутреннюю схему ИС, что еще больше упрощает их использование.

См. также Электроника.

КНИГИ

Вольфганг, Ларри Д. Понимание базовой электроники (Публикация № 159 Библиотеки радиолюбителей) . Ньюингтон, Коннектикут: Американская радиорелейная лига, 2006 г.

Дональд Бити

Усилитель Определение и объяснение со схемой – анализ измерительного прибора

Усилитель – это одно из электронных устройств, которое используется практически во всех устройствах.Он в основном используется в устройствах, которым требуется усиление сигнала, например аудио, сигналы питания и т. Д. В зависимости от выходного сигнала он подразделяется на 3 категории.

В этой статье мы подробно обсудим определение , работа, диаграмма , коэффициент усиления, эффективность, классификация и т. д.

Что такое усилитель: определение

Усилитель — это электронная схема, используемая для усиления слабого сигнала. Этот сигнал может быть сигналом тока, напряжения или мощности.Это двухпортовая схема, которая увеличивает амплитуду входного сигнала и обеспечивает усиленный сигнал на выходе.

Процесс усиления электрического сигнала называется усилением. Усиление измеряется его коэффициентом усиления. Это может быть либо отдельная часть оборудования, либо электрическая цепь внутри другого устройства.

Без изменения других параметров сигнала, таких как частота или форма сигнала, усилитель увеличивает амплитуду сигнала.Но это не так просто, как мы думаем.

Приведенная выше плата представляет собой аудиоусилитель. Он будет усиливать звуковой сигнал в устройстве, таком как радио, телевидение и т. д. И вы можете видеть, что при его создании добавлено много компонентов.

Итак, прежде чем мы углубимся в темы, давайте начнем с некоторых основ.

Блок-схема

Во всех практических усилителях несколько ступеней каскадируются для усиления слабого сигнала до уровня, достаточного для работы выходного устройства.

Здесь мы берем в качестве примера громкоговоритель. Здесь мы будем модулировать силу голоса, так что это усиление голоса. Основная функция первых нескольких каскадов состоит только в усилении входного сигнала, а последний каскад предназначен для управления выходным устройством.

Как показано на блок-схеме выше, в системе громкой связи, когда человек говорит в микрофон, звуковые волны преобразуются в электрические сигналы. Если бы мы напрямую подали этот сигнал на динамик, он не смог бы управлять динамиком.Потому что электрический сигнал , произведенный таким образом, имеет очень низкое напряжение.

По этой причине уровень напряжения сигнала сначала повышают до достаточного уровня, пропуская его через ряд каскадов усилителей напряжения. Затем этот усиленный сигнал напряжения подается на конечный каскад усилителя, чтобы обеспечить необходимую мощность для привода динамика.

Наконец, после этого этапа громкоговоритель преобразует электрические сигналы в звуковые волны (выход громкоговорителя).Поэтому выступление сможет услышать большое количество людей.

Схема усилителя

Выше приведена схема транзисторного усилителя . Он состоит из резисторов, конденсаторов и транзисторов. R 1 , R 2 и R E образуют цепи смещения и стабилизации. R C — сопротивление коллектора, R E — сопротивление эмиттера. Точно так же C в и C C являются входным конденсатором и конденсатором коллектора соответственно.

В СС напряжение на коллектор. Для детального изучения вы можете пройтись по нашей статье транзистор в качестве усилителя.

Усиление усилителя

Измерение усиления представлено коэффициентом усиления. По сути, это означает, какое усиление сигнала мы получили в процессе.

Определяется как отношение выходного сигнала (напряжение или ток) к входному сигналу (напряжение или ток). Можно сказать, что это взаимосвязь между сигналом, измеренным на выходе, и сигналом, измеренным на входе.

Для усиления обозначается символом А и не имеет единицы измерения. Хотя это может быть измерено в децибелах, представленных в дБ.

В зависимости от измеряемой величины коэффициент усиления можно рассчитать тремя способами.

(i) Коэффициент усиления по напряжению:

Определяется как отношение выходного напряжения к входному напряжению. Его уравнение имеет вид:

Коэффициент усиления по напряжению (A В ) = В из / В из

(ii) Коэффициент усиления по току:

Определяется как отношение выходного тока к входной ток.Его уравнение имеет следующий вид:

Коэффициент усиления по току (A i ) = I из / I из

(iii) Коэффициент усиления по мощности:

Определяется как произведение коэффициента усиления по напряжению и тока усиление.

Коэффициент усиления по мощности (Ap) = А В А i

Примечание. Для коэффициента усиления по мощности можно также разделить мощность, полученную на выходе, на мощность на входе.

Усиление также можно рассчитать в децибелах.Выражение для расчета усиления задается следующим образом:

Коэффициент усиления по напряжению в дБ (a v ) = 20 log A В

Коэффициент усиления по току в дБ (a i ) = 20 log A i

Коэффициент усиления мощности в дБ (a p ) = 10 log Ap

Эффективность усилителя

Эффективность определяется как отношение выходной мощности, собранной на нагрузке, к входной мощности, подаваемой в цепь. Он представлен как η (эта). У него нет единицы.

Эффективность (η) = (выходная мощность)/(входная мощность) x 100

Например, предположим, что мы подаем на схему мощность 50 Вт, но выходной сигнал имеет мощность только 30 Вт.Это означает, что эффективность этого устройства будет η = (30/50) x 100 = 60%.

Типы усилителей

Существует много типов усилителей в зависимости от диапазона частот, в котором они работают, и типа сигнала, который они усиливают. Типы первичных усилителей перечислены ниже:

  1. Усилитель звуковой частоты
  2. Усилитель промежуточной частоты
  3. Р.Ф. Усилитель
  4. Ультразвуковой усилитель
  5. 1
  6. 1 широкополосный усилитель
  7. усилитель DC
  8. Усилитель видео
  9. Усилитель буфера
  10. Усилитель буфера
  11. Оперативный усилитель (OP-AMP)
  12. Усилитель транзистора
  13. Классификация усилителей

    Как мы знаем с вышеуказанной схемы , усилитель содержит усиливающие компоненты, такие как транзистор, полевой транзистор и т. д.Он имеет две входные клеммы и две выходные клеммы, причем выходной сигнал намного больше, чем входной сигнал.

    Их можно классифицировать в соответствии с выходной мощностью, которую мы получаем при нагрузке. Классификация следующая:

    (i) Усилитель тока:

    Используется для усиления сигнала тока. Токовый сигнал модулируется, поэтому амплитуда токового сигнала на клемме нагрузки (выхода) будет больше, чем амплитуда токового сигнала на входной клемме.

    (ii) Усилитель напряжения:

    Изображение

    Они предназначены для достижения максимального усиления напряжения, поскольку повышают уровень напряжения сигнала в начале. Коэффициент усиления по напряжению усилителя определяется выражением:

    А В = β * (R c / R в )

    В таких усилителях должны быть реализованы следующие функции. хорошо выступать. Следует отметить следующие моменты:

    1. Высокое сопротивление нагрузки коллектора (  R c ): Сопротивление нагрузки коллектора должно быть относительно высоким.Чтобы получить это условие, мы сохраняем нижний ток коллектора, т.е. 1 мА.
    2. Более высокое значение β: Используемый транзистор должен иметь более высокое значение β , т. е.   больше 100. Следовательно, транзистор должен иметь тонкое основание.
    3. Муфта R-C: Муфта RC имеет меньший размер, меньший вес, меньшую стоимость и занимает меньше места. Поэтому предпочтительным является соединение различных каскадов усилителей напряжения с помощью этого метода соединения.
    4. Низкое входное сопротивление ( R в ):  Входное сопротивление транзистора довольно низкое.

    (iii) Усилитель мощности:

     

    Чтобы справиться с большим напряжением и током на нагрузке, усилитель мощности используется для подачи большей мощности на нагрузку. Это связано с тем, что произведение напряжения и тока на выходе больше, чем произведение напряжения и тока на входе. Для выполнения этих требований необходимо учитывать следующие особенности:

    1.   Большой размер транзистора: Когда через транзистор проходит большой ток, на коллекторном переходе выделяется больше тепла.Для рассеивания выделяемого тепла требуются транзисторы большего размера.
    2. Более толстая база: База транзистора толстая, потому что используемый транзистор должен выдерживать больший ток.
    3. Низкое сопротивление нагрузки коллектора ( R c ): Сопротивление нагрузки коллектора должно иметь меньшее значение, потому что, если оно имеет высокое значение, потери мощности в резисторе будут больше.
    4. Трансформаторная связь: Для передачи максимальной мощности на выходное устройство мы должны поддерживать входное сопротивление равным выходному сопротивлению.Для согласования импеданса громкоговорителя с выходным импедансом усилителя на выходе используется трансформатор.

    Сравнение усилителей напряжения и мощности:

    Сравнение усилителей мощности и напряжения по параметрам связи, току коллектора, выходному импедансу, входному напряжению, выходной мощности и т. д. представлено ниже в табличной форме.

    . Выходная мощность Low High Низкий Выходной импеданс Low Высокий Муфта 2 Соединительная муфта RC Муфта Сопротивление груза (RC) Низкий Высокий Высокий Усиление тока (β) Low Высокий

    [/ SU_TABLE]


    Надеюсь, вам всем нравится эта статья.Для любых предложений, пожалуйста, прокомментируйте ниже. Мы всегда ценим ваши предложения.

    Усилитель и A/V-ресивер: какой купить

    Один из наиболее частых вопросов, которые мы получаем здесь, в TMS, заключается в том, следует ли кому-то купить A/V-ресивер или усилитель для своей установки. Сначала мы были удивлены огромным количеством электронных писем, касающихся, как нам казалось, довольно простого вопроса. Как оказалось, это не так уж и принципиально. Аудиоиндустрия не проделала очень хорошую работу, чтобы сделать ответ ясным, потому что зачем предлагать ясность, если вместо этого можно использовать жаргон? Итак, мы решили составить краткое руководство, чтобы продемонстрировать, когда использовать усилитель, а когда — A/V-ресивер.Также есть много дополнительной информации о том, как извлечь из этого максимальную пользу!
     

    Что такое усилитель?

    Начнем с простого. Усилитель — это компонент вашей звуковой системы, который не только питает динамики, но и позволяет выбирать источник звука и регулировать громкость. В своей простейшей форме стереоусилитель обрабатывает два канала, левый и правый, оба из которых составляют звук, который вы слышите. Вы не можете подключить динамики или наушники без какого-либо усилителя, включая беспроводные наушники, которые имеют собственный внутренний усилитель.

    Следует помнить одно важное замечание: усилители предназначены для питания пассивных динамиков, таких как динамики, которые получают питание от самого усилителя и не подключены к какому-либо прямому источнику питания. Вам не нужно будет подключать усилитель к активным колонкам. Они также известны как активные динамики, потому что каждый из них уже должен иметь встроенный усилитель, подключенный и согласованный с драйвером (внутренним динамиком). Однако у каждого правила есть исключение, и если вы хотите расширить существующую систему, вы можете подключить дополнительный усилитель и динамики.Мы объясним все это ниже.

    Что такое A/V-ресивер?

    A/V (аудио/видео) ресивер — это усилитель на стероидах. Вместо обычных двух каналов обычного усилителя ресивер может выводить звук на пять, семь, 11 или даже 13 различных каналов. Он также имеет возможность обрабатывать видеоданные, обычно через соединение HDMI. Хотя он не слишком сильно отличается от обычных усилителей с точки зрения внешнего вида — по большей части, мы говорим здесь о больших черных ящиках — разница заключается в мощности, которую он предлагает, количестве каналов и чистом диапазоне. функций.A/V-ресиверы, скорее всего, будут предлагать такие функции, как коррекция помещения, Bluetooth, беспроводная связь и многое другое.

    Учитывая все это, вы ожидаете, что A/V-ресиверы будут дороже, чем обычные усилители, верно? Неправильно. У вас могут быть невероятно дорогие стереоусилители и очень дешевые ресиверы, такие как Pioneer VSX-532, который обычно продается менее чем за 300 долларов. Цена, которую вы платите, зависит не от количества выходных каналов, которые производителям очень просто добавить, а от общего качества звука, качества внутренних компонентов и многого другого.

    Когда использовать A/V-ресивер и когда использовать стереоусилитель

    К настоящему моменту вы, вероятно, уже догадались, в каких ситуациях уместно использовать любой из этих типов усилителей. Если вы хотите создать только Hi-Fi установку с двумя динамиками и, возможно, сабвуфером, тогда вам подойдет стереоусилитель. Это потому, что на самом деле вам не нужно больше двух каналов. Однако, если вы хотите создать домашнюю развлекательную установку, которая позволит вам смотреть фильмы или сериалы с объемным звуком, то было бы более уместно выбрать A / V-ресивер.Для этой установки вам понадобится больше динамиков, а значит, потребуется больше каналов для их питания. В этом случае стереоусилитель будет неуместен.

    Да, из этого правила также есть определенные исключения, когда вы можете включить дополнительные усилители в установку с уже установленным ресивером. Но вообще говоря, вы используете стереоусилитель для Hi-Fi и A/V-ресивер для домашнего кинотеатра. Это действительно настолько просто.
     

    Встроенные, предусилители и усилители мощности

    Прежде чем мы двинемся дальше, мы хотели бы сделать одно предупреждение.Для большинства людей информации, содержащейся в этом разделе, может быть слишком много. Это не потому, что это слишком сложно — это на самом деле довольно просто — а потому, что переход по пути предусилителей и усилителей мощности может быть довольно дорогим процессом. В большинстве случаев оно того просто не стоит. Однако, если вы хотите узнать больше о том, как работают усилители, читайте дальше. Это должно стать хорошим.

    Из того, что мы знаем на данный момент, совершенно ясно, что и стереоусилители, и A/V-ресиверы являются типами усилителей с несколькими ключевыми отличиями в их характеристиках и количестве каналов, на которые они выводят сигнал.Если это так, то они должны иметь некоторые общие черты в своих внутренних схемах. Здесь вы сталкиваетесь с концепцией предусилителей и усилителей мощности. Вместе предусилитель и усилитель мощности берут необработанный сигнал от вашего источника звука, уровень которого слишком низок, чтобы вы могли его услышать, и усиливают его, делая его достаточно громким, чтобы его можно было слушать. Они также наполнят его некоторыми хорошими качествами, такими как богатство и глубина.

    Более подробно: предусилитель не только выполняет выбор входа за вас, выбирая, какой звук брать из какого источника, но и чисто усиливает звук до такой степени, что усилитель мощности может вступить во владение, используя всю свою мощность для получения звука. до приемлемого уровня.Они почти всегда представляют собой два отдельных устройства — два больших черных ящика. Или обычно черный, во всяком случае. Дизайнеры усилителей не так изобретательны, когда дело доходит до дизайна.

    Думайте об этом как о хорошем отеле. Предусилитель — это человек за стойкой регистрации, который регистрирует вас. Они узнают, кто вы, откуда пришли и в какую комнату вам нужно идти. Если они хорошо справляются со своей работой, они также доставляют удовольствие (в нашей метафоре это предусилитель, немного усиливающий звуковой сигнал).Затем портье — парень с мускулами, способными справиться с вашими сумками — проводит вас в вашу комнату. Это усилитель мощности. Комната в данном случае — это ваши уши. Кроме того, если вы когда-нибудь обнаружите в ушах огромную кровать и джакузи, вам, вероятно, следует обратиться к врачу.

    Вы часто будете видеть стереоусилители, называемые интегрированными усилителями, как правило, в тех местах, где любят бросаться жаргоном на ничего не подозревающих слушателей. Интегрированный усилитель представляет собой коробку со встроенным предусилителем и усилителем мощности. Он делает все вышеперечисленное, не нуждаясь в двух отдельных единицах оборудования.Большинство усилителей, которые вы видите на рынке, — как стереофонические, так и ресиверные — будут интегрированными. Это означает, что вам не нужно беспокоиться о покупке отдельных коробок для работы как с предусилителем, так и с усилителем мощности. Прекрасным примером является Peachtree Audio nova300 (полный обзор здесь) — не отчаивайтесь, если вы не можете себе это позволить, так как есть много других хороших продуктов за небольшую часть стоимости.
     

    Использование предусилителей и усилителей мощности для систем Hi-Fi

    Как только вы это узнаете, вы сможете повеселиться по-настоящему.Если у вас есть место и бюджет, вы можете получить действительно эпический звук и создать систему, которая позволит вам заменять отдельные компоненты, предоставляя вам точный контроль. Допустим, например, что вы хотите получить идеальную систему Hi-Fi. Вы можете купить хороший стереоусилитель или купить отдельный предусилитель и соединить его с отдельным усилителем мощности.

    Хорошим примером может служить усилитель мощности Yamaha Aventage MX-A5000 с предусилителем Yamaha Aventage CX-A5100. Это две фантастические (хотя и дорогие) части аудиооборудования, которые вместе составляют вашу систему усиления.Так что теперь все, что вам нужно, это источник музыки (например, Spotify или Tidal), который вы затем направите на свой предусилитель. Предусилитель подключен к усилителю мощности, усилитель мощности подключен к динамикам, и все, что вам нужно сделать, это расслабиться и наслаждаться.

    Использование предусилителей и усилителей мощности для домашнего кинотеатра

    Вот тут-то и становится по-настоящему интересно. Допустим, вы недовольны звуком вашего ресивера и хотите больше контролировать звук вашего домашнего кинотеатра.Вам понадобится большая комната и серьезные деньги. Но если у вас есть большой голливудский боевик, воспроизводимый одним из лучших звуковых устройств, которые вы когда-либо слышали, оно того стоит.

    Перво-наперво: выбросьте трубку. Вам это не понадобится. Вместо этого вам нужно нечто, называемое процессором объемного звучания. По сути, это очень сложный предусилитель, который может обрабатывать как аудио-, так и видеоданные. Он не будет выполнять каких-либо серьезных функций по усилению, но будет управлять воздушным движением там, где идет весь звук.Что-то вроде Monoprice Monolith HTP-1 16 должно подойти. Это стоит около 4000 долларов, но опять же, мы говорили, что этот маршрут довольно дорогой…

    Очевидно, что между процессором и динамиками вам понадобится какое-то усиление мощности. Вы можете инвестировать в специализированные усилители мощности от Pass Labs и D’Agostino (вы уже продали свои почки, верно?). Если вы действительно полны решимости, вы можете использовать два усилителя мощности на динамик, по одному на каждый левый и правый канал.Эти усилители известны как моноблочные усилители мощности.

    Возможно, однако, есть более хитрое решение. Большой секрет стереоусилителей заключается в том, что они могут работать как усилители мощности. Что-то вроде Sonos Amp (полный обзор здесь) было бы идеальным для этого. Он не только в высшей степени доступен по цене менее 600 долларов, но также вполне способен выполнять роль усилителя мощности. Кроме того, вы сможете ставить несколько усилителей друг на друга, что делает настройку более аккуратной. Усилитель Sonos — одно из секретных оружий многих установщиков домашних кинотеатров.Итак, если вы думаете о том, чтобы пойти по пути отдельных компонентов, вы определенно можете сделать хуже.

    Дополнительная литература

    Как вы понимаете, есть еще много чего, что необходимо для создания отличной системы Hi-Fi или домашнего кинотеатра. Мы собрали воедино несколько статей, посвященных аспектам, о которых, по нашему мнению, вам следует знать, и всегда будет больше.

    Вам также может быть интересно, как добиться хорошего согласования между вашими динамиками и усилителем (или усилителями).Ведь дело не только в том, чтобы соединить их и надеяться на лучшее. Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы не только избежать взрыва ваших динамиков, но и максимизировать качество звука. Вот наше полное руководство, которое объясняет такие вещи, как импеданс и мощность, и делает это легко для понимания.

    Вы также можете столкнуться с проблемами при настройке. Это неудивительно, учитывая количество задействованных элементов. К счастью, у большинства распространенных проблем есть общие решения, и все они легко реализуемы.Ознакомьтесь с нашим полным руководством по наиболее распространенным проблемам с домашним кинотеатром здесь.

    Наверх

    Усилители мощности системы PA

    Усилители мощности в системах громкой связи

    Усилитель — это рабочая лошадка акустической системы. Он выглядит не очень интересно и обычно имеет меньше ручек, индикаторов или кнопок, чем очень простые эффекты или процессоры (хотя некоторые из них — например, диапазоны XPS и XTI от Crown, а также D6 и D12 от d&b — включают функции, которые исторически были прерогативой кроссоверов). и контроллеры).

    Что это такое

    Усилитель мощности обычно имеет форму 19-дюймовой коробки для монтажа в стойку. Большинство современных усилителей размещаются в коробках высотой 2U, если только они не очень мощные (более 1 кВт на канал при сопротивлении 4 Ом), в этом случае коробка может иметь высоту 3U или даже 4U. Несколько производителей пробовали модели 1U, но вы не найдете многих из них в профессиональных гастрольных акустических системах.

    Что он делает

    Технически любое устройство, применяющее усиление (даже отрицательное) к сигналу, является усилителем. Чтобы отличить его от других типов усилителей (таких как предусилители или линейные усилители), основные усилители часто называют «усилителями мощности».Усилитель мощности принимает сигнал линейного уровня и воспроизводит его в форме, которая будет управлять громкоговорителем. Он преобразует низковольтный сигнал с высоким импедансом в высоковольтный сигнал с низким импедансом. Основное его назначение — воспроизведение маломощного сигнала на большой мощности.

    Как это работает

    В большинстве современных усилителей мощности используются транзисторы для преобразования сигнала низкой мощности в высокую. Обычно работа распределяется между несколькими транзисторами (в большинстве случаев дюжиной и более), и они могут сильно нагреваться, когда усилитель работает на полную мощность.По этой причине усилители мощности в системах громкой связи почти всегда оснащены охлаждающими вентиляторами и вентиляционными отверстиями.

    Большинство усилителей мощности имеют два канала (левый и правый, A и B или 1 и 2), что обеспечивает независимый контроль уровня сигнала на каждом из них.

    Как вы его используете?

    Если ничего не помогло, прочтите руководство!

    Прежде чем начать, убедитесь, что усилитель имеет достаточную вентиляцию: если щели закрыты, или усилитель помещен в небольшой шкаф с закрытой дверцей, существует опасность его перегрева.Если вы используете более одного усилителя в одной стойке, убедитесь, что все они вентилируются в одном и том же направлении: одни производители и модели вентилируют сзади вперед, другие — спереди назад, и если вы смешаете два усилителя, каждый из них будет пытаться охлаждаться, используя горячий воздух от другого.

    Подключите входные сигналы линейного уровня (используя сигнальный кабель) к входам, а выходы (используя кабель динамика) подключите к динамикам. Всегда включайте питание с регуляторами громкости, установленными на минимум. Всегда увеличивайте громкость на каждом канале постепенно.

    Усилители PA

    обычно имеют только два регулятора громкости — регулятор громкости для каждого канала — на передней панели. У многих также есть один или несколько переключателей для других функций на задней панели, а у некоторых, например. В настоящее время снятая с производства линейка Power Base от Crown (также продается под торговой маркой Amcron) — также поместите ручки регулировки громкости на заднюю панель. У некоторых также есть внутренние переключатели или опции связи, которые явно не предназначены для повседневной настройки.

    Переключаемые функции часто включают:

    Параллельные входы. Направляет сигнал с одного входа (обычно левого канала) на оба канала. Это полезно, если вы хотите, чтобы один и тот же сигнал поступал более чем к одному динамику или группе динамиков (например, суммированный монофонический бас), поскольку это избавляет от необходимости использовать адаптеры для разделения сигнала.

    Мостовой моно. Принимает один сигнал (опять же, обычно на левом входе) и обеспечивает две копии на выходах, одна с противоположной полярностью по отношению к другой. Если провода динамиков подключены к обоим каналам (используя только положительный вывод на каждом), суммарная мощность обоих каналов может использоваться для управления одним динамиком.

    Ограничитель вкл./выкл. Некоторые усилители имеют встроенные ограничители, часто выбираемые независимо для каждого канала. Порог лимитера устанавливается производителем, чтобы предотвратить перегрузку усилителя. Есть несколько веских причин для его отключения (хотя некоторые инженеры предпочитают оставлять лимитеры выключенными на сабвуферных усилителях).

    Высокий проход. Некоторые усилители имеют переключаемый фильтр верхних частот (иногда частота также регулируется или выбирается) для защиты басовых динамиков от инфразвуковых частот или для защиты среднечастотных динамиков от очень низких басовых частот.

    Земля/Подъем земли. В системах, использующих симметричные разъемы, рекомендуется отключать экран на одном конце любого кабеля, соединяющего заземленное оборудование (например, кроссовер и усилитель). Переключатель заземления отсоединяет экран кабеля, избавляя пользователей от необходимости переподключать проводку, если контур заземления проблемы всплывают.

    Чувствительность. Обычно указывается в вольтах или децибелах (dBu). Чувствительность описывает уровень входного сигнала, при котором выходной сигнал равен заявленной средней мощности усилителя.Некоторые усилители имеют переключатели, которые позволяют пользователю выбрать это, что позволяет согласовать усилитель с другим оборудованием (например, источниками -10 дБВ) или с другими усилителями с фиксированной чувствительностью. Выбор более низкого напряжения или значения в децибелах увеличивает чувствительность и заставит усилитель казаться громче (а также сделает его более склонным к клиппингу). Если есть сомнения, более высокие значения безопаснее.

    Производители используют различные метки для регуляторов громкости («Усиление» встречается довольно часто), но обычно они НЕ увеличивают сигнал: они являются аттенюаторами.Установленные полностью по часовой стрелке, они позволяют полному входному сигналу — на уровне, определяемом предыдущим устройством на пути прохождения сигнала — пройти к каскаду выходного усилителя, который имеет фиксированную величину усиления. В любом другом положении они снижают чувствительность усилителя. Иногда это может быть желательно (если, например, ваши усилители питаются напрямую от выходов микшера, вы не сможете использовать максимальный неискаженный выходной сигнал микшера — часто выше +20 dbu — если только вы не ограничите чувствительность усилителя в каким-то образом).

    Там, где отмечены регуляторы громкости, шкала обычно указывается в децибелах от максимального затухания (полностью против часовой стрелки, −∞) до отсутствия затухания (полностью по часовой стрелке, 0 дБ). Промежуточные точки обычно задаются как минусовые значения, показывающие величину затухания (или отрицательного усиления) в децибелах. Когда регуляторы установлены полностью по часовой стрелке, к входному сигналу будет применено полное усиление напряжения усилителя (см. предыдущий абзац; также см. примечания об усилении и чувствительности ниже).

    В большинстве живых выступлений усилители будут располагаться рядом со сценой, а микшер будет находиться в зале, поэтому звукоинженеру нецелесообразно регулировать настройки усилителя во время выступления. По этой причине многие инженеры устанавливают регуляторы громкости на каждом усилителе на максимум (0 дБ) и регулируют общий уровень с микшера. Однако для оптимального использования выходной мощности системы и запаса по перегрузке регуляторы громкости усилителя в идеале должны быть установлены в сочетании с настройками чувствительности и кроссовера, чтобы максимальные входные и выходные уровни достигались на всех устройствах одновременно (в противном случае неискаженный производительность всей системы ограничивается тем, какое устройство первым достигнет своего максимального уровня).

    Если ваши усилители имеют переключаемые настройки усиления и/или чувствительности, они должны быть установлены в сочетании с настройками вашего контроллера/кроссовера.

    Если в усилителе есть ограничители, ИСПОЛЬЗУЙТЕ ИХ. Большинство приличных усилителей мощности указывают свою неискаженную выходную мощность и способны производить по крайней мере вдвое больше мощности при доведении до искажения. Большинство динамиков быстро выходят из строя, если на них подается гораздо большая мощность, чем они рассчитаны. Ограничители предназначены для защиты вашего оборудования и работают только при достижении максимально безопасного уровня.

    Вам нужен?

    Только если вы хотите, чтобы ваши пассивные громкоговорители работали.

    Какой сорт вам нужен?

    Большинство современных стоечных усилителей мощности имеют симметричные входные разъемы XLR и выходные разъемы Neutrik ‘Speakon’ (обычно NL4). Большинство из них также будут иметь альтернативные входные соединения с использованием разъемов 1/4″ jack (многие также имеют соединительные планки для жесткого подключения входов) и альтернативные выходы на Pomona (двойной банановый разъем) и/или клеммные колодки. Точно так же большинство из них имеют входы питания от сети IEC (хотя некоторые из них имеют жесткие сетевые кабели).Старые усилители мощности могут иметь другие комбинации разъемов. Если вы получаете тот, который не поддерживает ваши существующие входные и выходные разъемы, вам также нужно будет изготовить или купить новые кабели или адаптеры.

    Выходная мощность усилителя определяется качеством и мощностью источника питания. Усилители обычно имеют встроенный источник питания одного из двух типов: , линейный, , или в режиме переключения (также известный как «режим переключения», «режим переключения» или просто «переключение»).

    Блоки питания

    Linear

    нуждаются в более крупном и тяжелом трансформаторе для преобразования сетевого напряжения в напряжение, требуемое схемами усилителя (трансформаторы, используемые в линейных блоках питания, неизменно тороидальные — то есть они имеют форму тора : они имеют вид большого бублика — с токопроводящими проводами, намотанными на кольцеобразный магнит, что сводит к минимуму влияние магнитного поля на близлежащие сигнальные проводники). В линейном источнике питания трансформатор и основные конденсаторы выпрямителя являются ключевыми компонентами.Низкокачественные компоненты не могут обеспечить высокое качество работы: не ожидайте, что усилитель с линейным питанием с небольшим трансформатором обеспечит устойчиво высокую выходную мощность. Усилители с линейными блоками питания обычно крупнее и всегда значительно тяжелее, чем эквивалентные импульсные модели.

    Блоки питания

    Switched-Mode

    легче и эффективнее (они выделяют меньше тепла, чем линейные блоки питания). Термин «переключаемый режим» относится к тому факту, что они используют переключающие (а не резистивные) устройства для регулирования тока и выходного напряжения.Хотя в них используется трансформатор, он намного меньше и легче, чем трансформатор, используемый в линейных источниках питания. Исторически сложилось так, что они были менее способны поддерживать высокий выходной ток (поэтому, как правило, они были менее подходящими для низкочастотного выхода, для которого требуется более высокий ток). Они также более дороги в производстве и имеют репутацию менее надежных. Однако современные импульсные усилители, как правило, делают все то же самое, что и эквивалентный усилитель с линейной мощностью.Как правило (ватт на ватт), они примерно вдвое легче и вдвое дороже линейных моделей. Меньший вес может быть значительным преимуществом (если только вы не считаете, что перегруженные автомобили или травмы спины имеют какое-то особое достоинство — я полагаю, вы могли бы использовать сэкономленные деньги, чтобы заплатить штраф или присоединиться к BUPA). С точки зрения качества звука мало что можно различить между этими двумя типами. Тем не менее, немногие производители выпускают модели с переключением режимов с выходной мощностью более 1 кВт или около того (при сопротивлении 4 Ом) на канал, поэтому, если вам нужна большая мощность, вы обнаружите, что выбор меньше.

    Главное, что вам нужно, это СИЛА. Если вы сомневаетесь, выберите большую мощность, чем, по вашему мнению, вам понадобится. Если производитель ваших громкоговорителей рекомендует вам использовать усилители в пределах диапазона, выберите усилитель с таким высоким диапазоном, который вы можете себе позволить: усилитель с недостаточной мощностью не может обеспечить максимально доступную выходную мощность громкоговорителей без искажений. Некоторые производители публикуют рекомендации о том, какой из их усилителей соответствует конкретным требованиям к мощности (см., например, раздел Выбор усилителя QSC).

    Для достижения наилучших характеристик «hi-fi» от вашей комбинации усилитель/динамик вам следует использовать усилитель, соответствующий пиковой мощности ваших динамиков, и использовать ограничитель для ограничения среднеквадратичного напряжения до их непрерывной средней мощности . Это гарантирует, что мгновенные пики будут обрабатываться четко, в то время как непрерывные уровни мощности не превышают возможности непрерывной средней мощности динамика. На практике, однако, усилитель, который производит средний выход между 1.5- и 2-кратного увеличения непрерывной мощности динамика обычно будет вполне достаточно. Мощность, превышающая пиковую мощность динамика, бесполезна.

    Вам также необходимо учитывать нагрузку, которую должны выдерживать ваши усилители (чем ниже импеданс, тем больше нагрузка). Большинство усилителей рассчитаны на нагрузку 4 Ом (и будут работать с более высоким импедансом, но не с более низким). Громкоговоритель с номинальным импедансом 4 Ом обычно имеет более низкий импеданс в части частотного диапазона†. По этой причине не рекомендуется использовать несколько массивов громкоговорителей с общим номинальным импедансом ниже 4 Ом, даже если в технических характеристиках усилителя заявлено, что он будет работать на 2 Ом.В лучшем случае коэффициент демпфирования усилителя уменьшится (см. ниже). В худшем случае усилитель перегреется и отключится или перегорит во время выступления. Избегание низкого импеданса нагрузки наиболее важно на низких частотах (где требования к мощности самые высокие и где масса диффузора громкоговорителя, требующая более жесткого контроля демпфирования, наибольшая). Чем выше импеданс нагрузки, тем больше коэффициент демпфирования (см. ниже). Как правило, это означает, что качество звука будет ухудшаться при нагрузке с более низким импедансом: с точки зрения «hi-fi» ваши усилители, вероятно, будут работать лучше всего при нагрузке 8 Ом.

    †Технические характеристики IEC — если они указаны для ваших громкоговорителей — предусматривают, что минимальное сопротивление не может быть меньше 80 % от номинального сопротивления, но это все же может означать, что два параллельно подключенных громкоговорителя сопротивлением 4 Ом могут представлять нагрузку 1,6 Ом. Самый безопасный способ измерения, если вам все равно, как он звучит, пока в комнате тепло, — это сопротивление громкоговорителя постоянному току, так как его импеданс не будет ниже этого значения независимо от частоты.

    Спецификации , которые часто даются (и которые вам могут потребоваться):

    Выходная мощность

    Мощность (в ваттах), которую усилитель может выдать при указанной нагрузке.Обычно это будет описано одним из трех способов:

    1. Вт RMS . Это неправильное название. RMS расшифровывается как «среднеквадратичное значение» и происходит от метода, используемого для расчета эффективной мощности по переменному напряжению или току. Квадрат среднеквадратичного напряжения, деленный на сопротивление или импеданс нагрузки, представляет собой среднюю мощность:

      Уравнение постоянного тока   переводится в цепь переменного тока в 

      , где P — мощность в ваттах, V — напряжение в вольтах, а R — сопротивление или импеданс в омах).В результате средняя мощность , не среднеквадратичная мощность!

      Тем не менее, некоторые производители используют среднеквадратичное значение мощности для описания средней мощности, которую может выдать усилитель. Там, где это происходит из теста, тест фактически измеряет напряжение, а не мощность, и указанное значение мощности (вероятно) является средним значением, полученным из среднеквадратичного значения напряжения.

      Поскольку среднеквадратичная мощность не является допустимым техническим термином, указанное значение могло быть получено не каким-либо допустимым техническим методом (и без дополнительных подробностей вы не можете предположить, что оно вообще имеет какую-либо достоверность).

    2. ФТК. Федеральная торговая комиссия . Федеральная торговая комиссия определяет информацию об усилителе, которую должен предоставить производитель в США. Рейтинги FTC основаны на тестовых данных и указывают непрерывную среднюю выходную мощность усилителя при определенной нагрузке в определенном диапазоне частот (обычно 20 Гц — 20 кГц, но можно использовать любой диапазон, если он указан). Кроме того, усилитель тестируется с «активацией обоих каналов» (с максимальной нагрузкой на источник питания), поэтому тест демонстрирует его возможности в реальных условиях.Это позволяет сравнивать усилители, использовать рейтинги FTC. Некоторые условия — например, нагрузка 2 Ом — создают такие высокие нагрузки на усилитель, что ни одна модель не может удовлетворить очень строгим требованиям теста. По этой причине вы не найдете опубликованных рейтингов FTC для выхода усилителя на нагрузку 2 Ом. Как правило, рейтинг FTC является наиболее консервативным и наиболее информативным.
    3. ОВОС. Альянс электронной промышленности . Это стандарт, аналогичный рейтингу FTC, также основанный на тестах.Хотя он рассматривает только возможности усилителя на одном канале на одной определенной частоте, он, тем не менее, также позволяет сравнивать аналоги. Однако, поскольку тест менее требователен, рейтинги EIA всегда дают более высокое значение, чем рейтинги FTC.

    Единственная полезная мощность — это неискаженная мощность . Важным моментом в рейтингах FTC и EIA является то, что они указывают количество полных гармонических искажений (THD) при заявленной средней выходной мощности усилителя.Гармонические искажения — это то, что происходит, когда усилитель приближается к отсечению. THD менее 1% обычно считается неслышимым. THD выше 1% обычно означает, что размах напряжения выходного сигнала приближается (и может начать превышать) к напряжению шины питания усилителя. Усилитель не может точно воспроизвести что-либо, требующее выхода, превышающего напряжение на шине питания, поэтому пики сигнала обрезаются (вот что означает «отсечение»). Доведенный до жесткого ограничения, усилитель обычно может обеспечить удвоенную неискаженную мощность, а также кратковременные пики, в четыре раза превышающие неискаженную мощность.Не предоставляя информацию о THD, производитель усилителя мог правдиво заявить, что его пиковая выходная мощность составляет 1000 Вт. Однако один и тот же усилитель может быть рассчитан только на 200 или 250 Вт с использованием определений FTC или EIA. Если указаны рейтинги FTC или EIA, это означает, что возможности усилителя можно реально сравнить с другими усилителями, использующими тот же стандарт. Если в спецификациях производителя не указано, какой стандарт применяется, они не сообщают вам того, что вам нужно знать.

    Хороший усилитель будет выдавать свою номинальную мощность при сопротивлении 4 Ом менее 0.1% THD (в усилителях более высокого класса обычно менее 0,05% THD при полной мощности). Хотя многие производители заявляют, что их усилители будут работать с нагрузкой 2 Ом (и могут публиковать номинальные мощности 2 Ом), усилители НИКОГДА не работают наилучшим образом при очень низком импедансе (см. рейтинги FTC выше). Тем не менее, возможно, стоит приобрести усилитель с сопротивлением 2 Ом, так как он рассчитан на более высокие требования по току и поэтому будет более комфортно управлять номинальной нагрузкой 4 Ом при высокой мощности без искажений или перегрева.Используйте его для вождения Однако номинальная нагрузка 2 Ом, и лучшее, что вы можете ожидать, это то, что он выдержит злоупотребление.

    Высота над уровнем моря

    Разница между номинальной мощностью и слышимым ограничением. Обычно это не очень много (максимум 3 дБ).

    Частотная характеристика

    В идеале соотношение между входным и выходным напряжением должно быть постоянным, независимо от входной частоты. Большинство современных усилителей имеют практически ровную АЧХ между 20 Гц и 20 кГц (часто диапазон намного больше).Однако это измерение обычно проводится для усилителей, управляющих фиктивной (чисто резистивной) нагрузкой. Частотная характеристика обычно не такая плоская, когда усилитель работает с реактивной нагрузкой (такой как громкоговоритель, в котором импеданс зависит от частоты), поэтому разные производители и типы усилителей часто звучат по-разному. Прослушивание усилителя через динамики, которые вы собираетесь использовать, может быть полезным.

    Коэффициент демпфирования

    Обычно указывается в виде числа (т.грамм. 200 или >200) и представляет собой отношение импеданса нагрузки к выходному импедансу усилителя (коэффициент демпфирования = импеданс нагрузки ÷ выходной импеданс). Таким образом, коэффициент демпфирования будет больше там, где выше импеданс нагрузки, поэтому — какой бы усилитель вы ни рассматривали — коэффициент демпфирования будет в два раза выше при использовании динамиков 8 Ом, чем при использовании динамиков 4 Ом.

    Теоретически коэффициент демпфирования определяет способность усилителя ограничивать нежелательное движение диффузора динамика.В идеале движение конуса должно точно соответствовать форме волны сигнала и должно резко прекращаться при отсутствии напряжения сигнала. В действительности диффузор громкоговорителя имеет как массу, так и резонанс, и может колебаться после прекращения подачи управляющего напряжения (гудение или звон могут быть симптомами этого, но могут возникать и по другим причинам).

    Громкоговоритель не только двигатель, но и генератор: движение катушки индуцирует небольшое напряжение на клеммах громкоговорителя. Короткое замыкание на клеммах, создающее очень большую нагрузку на генератор, затрудняет перемещение конуса и катушки (эффект демпфирует движение конуса ), поэтому усилитель с очень низким выходным импедансом виртуальное короткое замыкание — помогает предотвратить движение конуса, когда не подается сигнальное напряжение.Вы можете продемонстрировать этот эффект для себя с любым динамиком громкоговорителя, осторожно перемещая конус с отсоединенными клеммами, затем замыкая их вместе и сравнивая легкость движения.

    На практике импеданс на клеммах громкоговорителя включает сопротивление кабеля (а также любых компонентов в пассивных кроссоверах), что ограничивает возможное преимущество низкого импеданса усилителя: с драйвером 8 Ом кабель длиной 5 м 2,5 мм 10 метров, включая оба проводника) соответствует коэффициенту демпфирования приблизительно 116.Добавление этого сопротивления кабеля к усилителю с коэффициентом демпфирования 200 даст эффективный коэффициент демпфирования всего 73, и даже усилитель с коэффициентом демпфирования 1000 даст только эффективный коэффициент демпфирования около 104, когда он включает этот кабель. Кроме того, импеданс громкоговорителей может значительно различаться (на некоторых частотах он намного выше, а на самых низких частотах ниже номинального импеданса). Это означает, что истинный коэффициент демпфирования зависит от сечения и длины кабеля и будет варьироваться от одной модели громкоговорителя к другой и в зависимости от частоты.Если указан коэффициент демпфирования усилителя, указанное значение будет применяться только к его номинальной нагрузке и предполагает кабель с нулевым сопротивлением. Вы можете найти инструмент для расчета сопротивления кабеля и коэффициента демпфирования внизу страницы «Расчеты системы».

    Низкий импеданс на клеммах громкоговорителя — не единственная форма демпфирования при работе: жесткость диффузора и подвески, а также акустическая нагрузка, обеспечиваемая корпусом, также будут иметь демпфирующий эффект. Таким образом, важность коэффициента демпфирования усилителя определяется другими факторами (включая выбор драйвера и конструкцию корпуса).Тем не менее, более высокие коэффициенты демпфирования (т.е. более низкие выходные импедансы), как правило, предпочтительнее, особенно с корпусами с большими отверстиями, такими как типичные басовые кабинеты с фронтальной загрузкой, где акустическое демпфирование может быть менее эффективным. Для низкочастотных громкоговорителей обычно желателен коэффициент демпфирования не менее 200. Однако, как уже было показано, влияние сопротивления кабеля на реальную демпфирующую способность усилителя является существенным (и, как правило, более значительным), поэтому используйте кабели с проводниками большой площади (2,5 мм или больше) и делайте их как можно короче: обратите внимание, что усилитель с коэффициентом демпфирования 125 обеспечит эффективный коэффициент демпфирования около 75, что незначительно на 90 279 выше 90 280, чем у усилителя с коэффициентом демпфирования 200 в предыдущем примере, при использовании кабеля 4 мм вместо 2.5мм. Не тратьте свои деньги на усилитель высокого класса и подключайте его с помощью низкокачественного кабеля.

    Скорость нарастания

    Обычно выражается в вольтах на микросекунду (В/мкс) и описывает скорость изменения выходного напряжения. Чтобы точно воспроизвести прямоугольную волну, выходное напряжение должно мгновенно изменяться от полностью отрицательного до полностью положительного. Однако звуковые сигналы обычно не состоят из прямоугольных волн (и действительно, любая частота выше 20 кГц обычно не считается слышимой), поэтому все, что нужно усилителю на практике, — это добиться изменения выходного напряжения на полной мощности. быстрее, чем синусоида 20 кГц.В усилителе мощностью 1000 Вт на 8 Ом (например, QSC RMX5050 или аналогичный) это соответствует скорости нарастания менее 16 В/мкс. Даже самые дешевые бюджетные усилители имеют более высокую скорость нарастания (обычно не менее 30 В/мкс и почти никогда не меньше 20 В/мкс), поэтому «низкие» скорости нарастания вряд ли сильно повлияют на качество звука. И наоборот, если скорость нарастания усилителя высока, он может реагировать на внезапные сильные переходные сигналы (такие как сигналы, которые вы получаете при падении микрофона или включении или выключении микшера) быстрее, чем могут реагировать защитные ограничители, поэтому очень высокие скорости нарастания не обязательно выгодны.

    Шум

    Уровень шума, вносимого усилителем в выходной сигнал системы. Обычно это указывается в децибелах и представляет собой разницу между минимальным уровнем шума и номинальной выходной мощностью усилителя. Большинство усилителей бесшумны по сравнению с другими компонентами на пути прохождения сигнала (все, что превышает 80 дБ, вряд ли вызовет проблемы, и даже бюджетные усилители обычно имеют гораздо более высокий запас). Физический шум, издаваемый некоторыми охлаждающими вентиляторами, может быть проблемой в очень тихой среде.

    Усиление

    Отношение (иногда указывается в виде коэффициента, например, 40×, но чаще указывается в децибелах) между входным и выходным напряжением. Обычно это можно определить по чувствительности усилителя и номинальной мощности* (и будет довольно точно соответствовать), но на некоторых усилителях его можно выбрать. Обратите внимание, что выходная мощность определяется блоком питания усилителя, а не коэффициентом усиления: возможно, что усилитель с малой выходной мощностью будет иметь высокий коэффициент усиления по напряжению (в этом случае скромные входные сигналы приведут его к ограничению) или усилитель, способный иметь очень высокую выходную мощность при относительно низком коэффициенте усиления (поэтому для получения полной мощности требуется больший входной сигнал).

    *Мощность определяется по формуле P=(V 2 )/R, так что, например, усилитель, выдающий 400 Вт на 4 Ом, дает нам:

    400 = В 2 /4

    В 2 = 400 × 4 = 1600

    В = √1600 = 40,

    Значит выходное напряжение 40 вольт.

    Если чувствительность +4 dBu (1,23 вольта), то усиление (выходное напряжение ÷ входное напряжение) составляет 40 ÷ 1,23, или 32,5 раза, или приблизительно 30 дБ.

    Как показывает этот расчет, усиление, чувствительность и выходная мощность взаимосвязаны, и третье значение можно рассчитать на основе любого из двух других.

    Чувствительность

    Уровень входного сигнала — может быть указан в децибелах (обычно dBu), вольтах или милливольтах — который дает номинальный выход. Это также может быть выбрано. Общие значения:

    • 0,775 В = 775 мВ = 0 дБн
    • 1,23 В = +4 dBu.

    Обратите внимание, что более низкие значения чувствительности повысят уровень выходного сигнала для любого входного сигнала.

    Класс

    Класс

    относится к источнику питания и конфигурации выходного каскада.Наиболее распространенные разновидности аудиоусилителей:

    Класс A. Выходной сигнал подается от одного (заземления и плюса) источника питания постоянного тока. При отсутствии входного сигнала транзисторы выходного каскада открыты наполовину, поэтому усилитель потребляет ток и выделяет тепло при отсутствии сигнала (на самом деле он потребляет больше всего тока при отсутствии сигнала). Это более распространенная конфигурация в усилителях Hi-Fi, и она имеет теоретическое преимущество в воспроизведении сигнала, поскольку используется один набор транзисторов (поэтому нет никаких искажений, когда выходной сигнал колеблется от плюса к минусу).Если вы найдете усилитель класса А в акустической системе, скорее всего, это антиквариат.

    Класс B. Выходной сигнал управляется разделенным (земля, плюс и минус) источником питания постоянного тока. Используются спаренные транзисторы, при этом одна половина пары управляет положительной половиной выходного сигнала, а другая — отрицательной половиной. При отсутствии входного сигнала транзисторы выходного каскада закрыты (поэтому усилитель потребляет очень мало тока при отсутствии сигнала). Существует риск искажения, когда выходной сигнал пересекает ноль (поскольку сигнал передается от транзисторов, обрабатывающих положительную половину сигнала, к тем, которые обрабатывают отрицательную половину).Этот вид искажения известен как «кроссоверное искажение» (которое не имеет ничего общего с кроссовером). Усилители класса B обычно не используются в аудиосхемах, но включены сюда для объяснения класса AB (см. следующий абзац).

    Класс АВ. Усилители класса AB можно рассматривать как усилители класса B с небольшим перекрытием посередине. Это означает, что каждый из парных транзисторов пропускает небольшое количество тока в режиме ожидания, но это намного меньше, чем в усилителях класса А.Однако перекрытие устраняет кроссоверные искажения, присущие усилителям класса B. Большинство усилителей в системах громкой связи относятся к классу AB или вариациям конструкции класса AB (например, см. следующий абзац).

    Класс H. Усилители класса H аналогичны по конструкции усилителям класса AB, но используют больше каскадов в источнике питания. Сигналы низкого уровня обрабатываются так же, как и в усилителях класса AB, но шины питания более высокого напряжения работают с более сильными сигналами. Наиболее распространены двухступенчатые (низкое и высокое напряжение) источники питания, но некоторые конструкции класса H включают дополнительные каскады.

    Первоначально разработанные для других приложений, усилители класса D также все чаще используются в звуковом оборудовании. В них используются переключающие усилители (аналогичные по принципу действия импульсным схемам питания), которые обладают большей эффективностью, чем другие типы, упомянутые выше.

    Если усилитель, который вы хотите купить, относится к классу AB или классу H, не беспокойтесь (и если это класс D, он обычно также подойдет, если он предназначен для использования со звуком). Если это не так, не покупайте его, пока не поймете, почему это не так.

    Потребляемый ток

    Все электрооборудование потребляет ток. Большинство аудиоустройств потребляют немного (несколько миллиампер — несколько тысячных долей ампера — во многих случаях), так что вы, как правило, можете запустить банк процессоров и блоков эффектов, не перегружая ни одной розетки на 13 А.

    Усилители мощности — то, что выполняет физическую работу — это компоненты аудиоцепи, которые потребляют больше всего тока, хотя их текущие потребности обычно меньше, чем можно было бы ожидать.Тем не менее, важно обеспечить, чтобы любая нагрузка на источник питания была меньше номинального тока источника питания. При одновременном использовании нескольких усилителей (например, топы, сабвуферы и мониторы) их общий потребляемый ток не должен превышать 13 А, если они питаются от одной точки питания, или номинальный ток сетевой цепи — часто 20 А в бытовых или цепи «сельского дома» — если они питаются от нескольких розеток на одном кольце. В более крупных туристических системах обычно используются специальные источники питания на 32 А и более.

    Мощность – это произведение напряжения и тока: Мощность (P) = Напряжение (В) × Ток (I). Таким образом, теоретически вашей системе мощностью 3 кВт требуется:

    P (3000) = V (230) × I

    I = 3000 ÷ 230 ≈ 13А.

    Однако на практике усилители, управляющие музыкальным сигналом, никогда не работают на полную мощность. Если бы вы попытались заставить их работать на полную мощность с музыкальным сигналом, сигнал был бы сильно искажен, и любой усилитель с защитой от тепловой или токовой перегрузки отключился бы в течение нескольких минут.Любой усилитель без защиты довольно скоро выйдет из строя.

    В большинстве спецификаций усилителя содержится информация о потребляемой мощности или токе при некоторых или всех следующих условиях:

    • Холостой ход — также называется Без нагрузки или Спокойный Ток. Ток, потребляемый при отсутствии сигнала.
    • 1/8 мощности (иногда вместо дается 1/6 мощности ) . Ток, потребляемый в «нормальных» условиях эксплуатации.1/8 мощности представляет собой среднюю мощность музыкального сигнала, приводящего к случайным ограничениям.
    • 1/3 мощности. Представляет собой мощность, используемую системой, которая работает очень интенсивно (с сильным ограничением). Это уже будет звучать плохо на данном этапе, и любое дальнейшее повышение уровня усугубит ситуацию.
    • Полная мощность. Это то, что требуется для создания непрерывной синусоиды на максимальном уровне. Термическая защита или защита от перегрузки по току — в противном случае неудача произойдет довольно быстро, если вы попытаетесь это сделать, но зачем вам это?

    Если вы проектируете систему громкой связи, вы должны, как правило, основывать ожидаемое общее потребление тока на 1/3 мощности (а для по крайней мере 1/8 мощности).

    Обратите внимание, что потребляемая мощность или ток при 1/8 мощности превышает 1/8 выходной мощности усилителя. Часть энергии, потребляемой из сети, преобразуется в выходную мощность, а остальная часть преобразуется в тепло.

    Полезные дополнительные функции включают в себя:

    • Защита от тепловой перегрузки. Если усилитель перегревается, временное отключение доставляет гораздо меньше неудобств, чем отказ компонента или возгорание.
    • Защита от перегрузки по току. Если усилитель пытается потреблять слишком много тока, он ограничивает или отключается.
    • Защита от короткого замыкания. Если провода + и — громкоговорителя замкнуты накоротко, усилитель перегреется и либо выключится, либо Выгореть. Защита от короткого замыкания не позволяет усилителю вызвать короткое замыкание (защита от перегрузки по току также защитит выходы от короткого замыкания).
    • Защита от постоянного тока. Если на выходных клеммах обнаружен постоянный ток, усилитель либо отключает их (обычно с помощью реле), либо отключает отключите питание.Если в усилителе возникает неисправность, она останавливается на этом. Без защиты по постоянному току вы также можете потерять громкоговорители.

    [Начало страницы]

     

    Усилитель

    — Энциклопедия Нового Света

    В общем, усилитель (или просто усилитель ) — это устройство, которое изменяет, обычно увеличивает амплитуду сигнала. «Сигнал» обычно имеет форму напряжения или тока. В популярном использовании этот термин сегодня обычно относится к электронному усилителю, часто для аудиоприложений.Отношение входа к выходу усилителя, обычно выражаемое как функция входной частоты, называется «передаточной функцией» усилителя, а величина передаточной функции называется усилением .

    Родственное устройство, в котором особое внимание уделяется преобразованию сигналов одного типа в другой (например, преобразование светового сигнала в фотонах в сигнал постоянного тока в амперах), называется преобразователем или датчиком . Однако преобразователь не усиливает мощность.

    Параметры

    Качество усилителя можно охарактеризовать рядом параметров, указанных ниже.

    Полоса пропускания

    Полоса пропускания (BW) усилителя — это диапазон частот, для которого усилитель обеспечивает «удовлетворительную работу». «Удовлетворительная производительность» может быть разной для разных приложений. Тем не менее, общепринятой и общепринятой метрикой являются точки половинной мощности (то есть частота, при которой мощность падает на половину своего пикового значения) при сравнении мощности и мощности.частотная кривая. Следовательно, полоса пропускания может быть определена как разница между нижней и верхней точками половинной мощности. Поэтому это также известно как ширина полосы по уровню −3 дБ. Иногда указываются полосы пропускания для других допусков отклика (-1 дБ, -6 дБ и т. д.).

    Полнодиапазонный аудиоусилитель будет практически ровным в диапазоне от 20 Гц до примерно 20 кГц (диапазон нормального человеческого слуха). сторона), и, как правило, хороший минималистский усилитель будет иметь точки −3 дБ < 10 и > 65 кГц.Профессиональные гастрольные усилители часто имеют входную и/или выходную фильтрацию для резкого ограничения частотной характеристики за пределами 20 Гц–20 кГц; в противном случае слишком большая часть потенциальной выходной мощности усилителя будет потрачена впустую на инфразвуковые и ультразвуковые частоты, и возрастет опасность AM-радиопомех. Современные импульсные усилители нуждаются в крутой фильтрации нижних частот на выходе, чтобы избавиться от высокочастотного коммутационного шума и гармоник.

    Эффективность

    Эффективность — это мера того, какая часть входной мощности полезно применяется к выходу усилителя.Усилители класса А очень неэффективны, в диапазоне 10-20 процентов с максимальным КПД 25 процентов. Усилители класса B имеют очень высокий КПД, но непрактичны из-за высокого уровня искажений (см. Искажение кроссовера). В практическом дизайне результатом компромисса является дизайн класса AB. Современные усилители класса AB обычно имеют КПД 35–55 процентов с теоретическим максимумом 78,5 процента. Имеющиеся в продаже импульсные усилители класса D имеют КПД до 97 процентов.Усилители класса C-F обычно известны как усилители с очень высоким КПД. Эффективность усилителя ограничивает количество полезной выходной мощности. Обратите внимание, что более эффективные усилители работают намного медленнее и часто не нуждаются в охлаждающих вентиляторах даже в многокиловаттных конструкциях. Причина этого в том, что потеря эффективности производит тепло как побочный продукт энергии, потерянной во время преобразования мощности. В более эффективных усилителях меньше потерь энергии, а значит, меньше тепла.

    Усиление

    Коэффициент усиления усилителя представляет собой отношение выходной мощности к входной мощности или амплитуде и обычно измеряется в децибелах. (При измерении в децибелах это логарифмически связано с отношением мощности: G (дБ) = 10 log ( P из / P из )).

    Линейность

    Идеальный усилитель был бы полностью линейным устройством, но реальные усилители линейны только в определенных практических пределах. Когда сигнал, подаваемый на усилитель, увеличивается, выходной сигнал также увеличивается до тех пор, пока не будет достигнута точка, в которой какая-то часть усилителя становится насыщенной и больше не может производить выходной сигнал; это называется отсечением и приводит к искажению.

    Некоторые усилители спроектированы так, чтобы справляться с этим контролируемым образом, что приводит к уменьшению усиления вместо чрезмерных искажений; в результате получается эффект сжатия , который (если усилитель является аудиоусилителем) будет звучать гораздо менее неприятно для слуха. Для этих усилителей точка сжатия 1 дБ определяется как входная мощность (или выходная мощность), при которой усиление на 1 дБ меньше, чем усиление слабого сигнала.

    Линеаризация — это развивающаяся область, и существует множество методов, таких как прямая связь, предварительное искажение, постискажение, EER, LINC, CALLUM, декартова обратная связь и т. д., чтобы избежать нежелательных эффектов нелинейности.

    Шум

    Это мера того, сколько шума вносится в процесс усиления. Шум является нежелательным, но неизбежным продуктом работы электронных устройств и компонентов. Показателем шумовых характеристик цепи является шумовой коэффициент. Коэффициент шума — это отношение отношения сигнала к шуму входного сигнала и выходного сигнала.

    Выходной динамический диапазон

    Выходной динамический диапазон — это диапазон, обычно указываемый в дБ, между наименьшим и наибольшим полезными выходными уровнями.Самый низкий полезный уровень ограничен выходным шумом, а самый большой чаще всего ограничивается искажениями. Соотношение этих двух показателей называется динамическим диапазоном усилителя. Точнее, если S = максимально допустимая мощность сигнала и N = мощность шума, динамический диапазон DR равен DR = (S + N )/N . [1]

    Перерегулирование

    В ответ на ступенчатый вход превышение представляет собой величину, на которую выход превышает свое конечное установившееся значение.

    Время нарастания

    Время нарастания, t r , усилителя – это время, необходимое для изменения выходного сигнала с 10 до 90 процентов от его конечного уровня при ступенчатом входе. Для гауссовой системы отклика (или простого спада RC) время нарастания приблизительно равно:

    t r * BW = 0,35

    , где t r — время нарастания в секундах, а BW — полоса пропускания в Гц.

    Время установления и звонка

    Время, необходимое для того, чтобы выходной сигнал стабилизировался в пределах определенного процента от конечного значения (скажем, 0.1 процент). Это обычно указывается для вертикальных усилителей осциллографов и высокоточных измерительных систем. Звонок относится к выходному сигналу, который циклически изменяется выше и ниже своего конечного значения, что приводит к задержке достижения конечного значения, количественно определяемой указанным выше временем установления.

    Скорость нарастания

    Скорость нарастания — это максимальная скорость изменения выходной переменной, обычно выражаемая в вольтах в секунду (или микросекундах). Многие усилители в конечном итоге ограничены скоростью нарастания (обычно из-за импеданса управляющего тока, который должен преодолевать емкостные эффекты в некоторой точке цепи), что может ограничивать полную полосу мощности до частот, значительно ниже частотной характеристики слабого сигнала усилителя.

    Коэффициент стабильности

    Стабильность является серьезной проблемой в радиочастотных и микроволновых усилителях. Степень стабильности усилителя можно количественно оценить с помощью так называемого коэффициента стабильности. Существует несколько различных факторов стабильности, таких как фактор стабильности Штерна и фактор стабильности Линвиля, которые определяют условие, которое должно быть выполнено для абсолютной стабильности усилителя с точки зрения его двухпортовых параметров.

    Электронные усилители

    Существует множество типов электронных усилителей, обычно используемых в радио- и телевизионных передатчиках и приемниках, высококачественном стереооборудовании («hi-fi»), микрокомпьютерах и другом электронном цифровом оборудовании, а также усилителях для гитар и других инструментов.Критические компоненты включают активные устройства, такие как электронные лампы или транзисторы. Далее следует краткое введение во многие типы электронных усилителей.

    Усилитель мощности

    Термин «усилитель мощности» является относительным термином по отношению к количеству мощности, подаваемой на нагрузку и/или источником питания. Как правило, усилитель мощности обозначается как последний усилитель в цепочке передачи (выходной каскад ) и является каскадом усилителя, который обычно требует наибольшего внимания к энергоэффективности.Соображения эффективности приводят к различным классам усилителей мощности.

    Ламповые (клапанные) усилители

    По словам Саймонса, в то время как полупроводниковые усилители в значительной степени вытеснили ламповые усилители для маломощных приложений, ламповые усилители гораздо более рентабельны в приложениях с высокой мощностью, таких как «радар, оборудование противодействия или оборудование связи» (стр. 56). Многие микроволновые усилители представляют собой специально разработанные лампы, такие как клистрон, гиротрон, лампа бегущей волны и усилитель со скрещенными полями, и эти микроволновые лампы обеспечивают гораздо большую выходную мощность одного устройства на микроволновых частотах, чем полупроводниковые устройства (стр.59). [2]

    Транзисторные усилители

    Основные статьи: транзистор, биполярный транзистор, аудиоусилитель и полевой МОП-транзистор

    Основная роль этого активного элемента заключается в усилении входного сигнала для получения значительно большего выходного сигнала. Величина увеличения («прямое усиление») определяется конструкцией внешней схемы, а также активным устройством.

    Многие распространенные активные элементы в транзисторных усилителях представляют собой транзисторы с биполярным переходом (BJT) и полевые транзисторы на основе оксидов металлов (MOSFET).

    Области применения многочисленны, некоторые распространенные примеры: аудиоусилители в домашней стереосистеме или системе громкой связи, высокочастотная генерация высокой мощности для полупроводникового оборудования, радиочастотные и микроволновые приложения, такие как радиопередатчики.

    Усилитель на основе транзистора может быть реализован с использованием различных конфигураций: например, с помощью транзистора с биполярным переходом мы можем реализовать усилитель с общей базой, общим коллектором или общим эмиттером; используя MOSFET, мы можем реализовать усилитель с общим затвором, общим истоком или общим стоком.Каждая конфигурация имеет разные характеристики (усиление, импеданс…).

    Операционные усилители (ОУ)

    Операционный усилитель представляет собой полупроводниковый усилитель на интегральной схеме, в котором используется внешняя обратная связь для управления его передаточной функцией или коэффициентом усиления.

    Полностью дифференциальные усилители (FDA)

    Полностью дифференциальный усилитель представляет собой полупроводниковый усилитель на интегральной схеме, в котором используется внешняя обратная связь для управления его передаточной функцией или коэффициентом усиления. Он похож на операционный усилитель, но также имеет дифференциальные выходные контакты.

    Видеоусилители

    Они работают с видеосигналами и имеют различную полосу пропускания в зависимости от того, предназначен ли видеосигнал для SDTV, EDTV, HDTV 720p или 1080i/p и т. д. Спецификация самой полосы пропускания зависит от того, какой фильтр используется и в какой точке (например, -1 дБ или -3 дБ) измеряется ширина полосы. Определенные требования к переходной характеристике и перерегулированию необходимы для представления приемлемых телевизионных изображений.

    Вертикальные усилители для осциллографов

    Они используются для обработки видеосигналов для управления трубкой дисплея осциллографа и могут иметь полосу пропускания около 500 МГц.Характеристики ступенчатой ​​характеристики, времени нарастания, перерегулирования и аберраций могут сделать конструкцию этих усилителей чрезвычайно сложной. Одним из пионеров вертикальных усилителей с высокой пропускной способностью была компания Tektronix.

    Распределенные усилители

    В них используются линии передачи для временного разделения сигнала и усиления каждой части отдельно для достижения более широкой полосы пропускания, чем может быть получено от одного усилительного устройства. Выходы каждого каскада объединяются в выходную линию передачи.Этот тип усилителя обычно использовался в осциллографах в качестве конечного вертикального усилителя. Линии передачи часто располагались внутри стеклянной оболочки трубки дисплея.

    Микроволновые усилители

    Усилители на лампах бегущей волны (ЛБВ)

    Используется для усиления высокой мощности на низких микроволновых частотах. Обычно они могут усиливаться в широком спектре частот; однако они обычно не так настраиваются, как клистроны.

    Клистроны

    Очень похож на усилители TWT, но более мощный и с определенной «наилучшей» частотой.Как правило, они также намного тяжелее, чем усилители ЛБВ, и поэтому плохо подходят для легких мобильных приложений. Клистроны настраиваемые, предлагая выборочный выходной сигнал в пределах заданного диапазона частот.

    Усилители для музыкальных инструментов (аудио)

    Аудиоусилитель обычно используется для усиления таких сигналов, как музыка или речь.

    Прочие типы усилителей

    Угольный микрофон

    Одним из первых устройств, используемых для усиления сигналов, был угольный микрофон (фактически управляемый звуком переменный резистор).Направляя большой электрический ток через сжатые углеродные гранулы в микрофоне, небольшой звуковой сигнал может генерировать гораздо больший электрический сигнал. Углеродный микрофон был чрезвычайно важен в первых телекоммуникациях; аналоговые телефоны фактически работают без использования какого-либо другого усилителя. До изобретения электронных усилителей механически связанные угольные микрофоны также использовались в качестве усилителей в телефонных ретрансляторах для междугородной связи.

    Магнитный усилитель

    Магнитный усилитель представляет собой устройство, похожее на трансформатор, в котором для усиления используется насыщение магнитных материалов.Это неэлектронный электрический усилитель без движущихся частей. Полоса пропускания магнитных усилителей достигает сотен килогерц.

    Вращающийся усилитель электрических машин

    Устройство управления Ward Leonard представляет собой вращающуюся машину, подобную электрическому генератору, которая обеспечивает усиление электрических сигналов путем преобразования механической энергии в электрическую. Изменения тока возбуждения генератора приводят к большим изменениям выходного тока генератора, обеспечивая усиление.Этот класс устройств использовался для плавного управления большими двигателями, в первую очередь для лифтов и корабельных орудий.

    Модуляция поля очень высокоскоростного генератора переменного тока также использовалась для некоторых ранних радиопередач AM. [3]

    Усилитель эффекта Джонсена-Рахбека

    Самой ранней формой усилителя мощности звука был громкоговорящий телефон Эдисона «электромотограф», в котором использовался смоченный вращающийся меловой цилиндр, контактирующий с неподвижным контактом. Трение между цилиндром и контактом менялось в зависимости от тока, обеспечивая усиление.Эдисон открыл этот эффект в 1874 году, но теория, лежащая в основе эффекта Джонсена-Рахбека, не была понята до эры полупроводников.

    Механические усилители

    Механические усилители использовались в доэлектронную эпоху в специализированных приложениях. Ранние устройства автопилота, разработанные Элмером Амброузом Сперри, включали в себя механический усилитель с ремнями, обернутыми вокруг вращающихся барабанов; небольшое увеличение натяжения ремня приводило к перемещению ремня барабаном. Спаренный противоположный набор таких приводов составлял единый усилитель.Это усиливало небольшие ошибки гироскопа в сигналы, достаточно большие, чтобы перемещать поверхности управления самолетом. Аналогичный механизм использовался в дифференциальном анализаторе Vannevar Bush.

    Оптические усилители

    Оптические усилители усиливают свет в процессе вынужденного излучения.

    Разные типы

    • Существуют также механические усилители, такие как автомобильный сервопривод, используемый при торможении.
    • Реле могут быть включены в приведенное выше определение усилителей, хотя их передаточная функция не является линейной (то есть они либо открыты, либо закрыты).
    • Также могут быть построены чисто механические проявления таких цифровых усилителей (для теоретических, дидактических целей или для развлечения), см., например. компьютер домино.
    • Другим типом усилителя является жидкостный усилитель на основе жидкостного триода.

    См. также

    Примечания

    Ссылки

    Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

    • Cripps, Steve C. 2006. ВЧ-усилители мощности для беспроводной связи, , 2-е издание.Бостон: Артек Хаус. ISBN 978-1596930186.
    • Джонс, Морган. 2004. Усилители для строительных ламп. Берлингтон, Массачусетс: Ньюнес. ISBN 0750656956.
    • Питтман, Аспен. 2003. Книга ламповых усилителей. Сан-Франциско: Backbeat. ISBN 0879307676.
    • Verhoeven, CJ 2003. Структурированный электронный дизайн: усилители с отрицательной обратной связью. Бостон: Kluwer Academic Publishers. ISBN 1402075901.

    Кредиты

    New World Encyclopedia автора и редактора переписали и дополнили статью Wikipedia в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно быть выполнено в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

    История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

    Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

    Знакомство с электронными усилителями — Electronics-Lab.com

    Усилитель — это электронный блок, усиливающий либо потенциальные сигналы (усилитель напряжения), либо сигналы интенсивности (усилитель тока), либо оба сигнала (усилитель мощности). Усилитель состоит из двух входов: сигнала для усиления (см. Входной сигнал на рис. 1) и подачи энергии (см. Блок питания). Выходной сигнал (см. Выходной сигнал) — это входной сигнал, усиленный до определенного коэффициента усиления.

    Рис. 1. Блок-схема электронного усилителя.

    Усилители используются на большинстве этапов многих электронных приложений:

    • На входных каскадах они доводят сигналы до значения, при котором они могут быть использованы схемой.
    • На промежуточных этапах поддерживают и корректируют величину сигналов.
    • На выходных каскадах они нормализуют амплитуду для соответствия стандартам соединений.

    Основное различие между обычными пассивными компонентами, такими как резисторы, конденсаторы или катушки индуктивности, заключается в том, что электронный усилитель является активным компонентом, поскольку он состоит из более простых активных компонентов. Активный компонент по определению содержит внутренние источники энергии, как показано на следующих диаграммах.

    Рис. 2. Представление источников по Тевенину и по Нортону

    Существует два различных типа источников: источники напряжения и источники тока. Источник напряжения обеспечивает постоянное напряжение для определенного диапазона тока. Источник тока обеспечивает постоянный ток для определенного диапазона напряжения.

    Типичными активными компонентами, используемыми для усиления, являются электронные лампы и транзисторы. Исторически сложилось так, что лампы старше и до сих пор используются для некоторых конкретных приложений, требующих высокой мощности.Однако с 60-х годов биполярные или полевые МОП-транзисторы стали дешевле, быстрее, эффективнее и требуют меньше питания для усиления сигналов в большей части бытовой электроники, которую мы используем: телевизор, телефон, компьютеры и т. д.

    Квадрупольное представление

    Для точного представления усилителя напряжения представление Thevenin более приспособлено, поскольку оно непосредственно описывает связь между выходным напряжением и источником. По той же причине представление Нортона более приспособлено для усилителей тока.

    Если мы считаем, что вход источника питания не зависит от входных и выходных сигналов, мы можем представить усилитель в соответствии с квадрупольной моделью:

    Рис. 3. Квадрупольная модель усилителя напряжения с общим заземлением.

    Только четыре параметра могут здесь полностью описать работу усилителя: входное сопротивление Z вход , выходное сопротивление Z выход , крутизна G и параметр реакции G 12 .Как упоминалось ранее, блок крутизны G действует именно как источник напряжения. Общая связь между этими параметрами и сигналами V вход , I вход , V выход и I выход определяется следующими уравнениями:

    Уравнение 1: Общие соотношения для усилителя напряжения

    Идеальная модель

    Усилитель считается идеальным, если форма сигнала не изменяется в процессе усиления, независимо от формы или частоты входного сигнала.Более того, коэффициент усиления должен быть постоянной величиной, опять же независимо от формы или частоты сигнала, а шумы не должны усиливаться.

    Если рассматривать усилитель как идеальный, выходной ток I выход не влияет на вход V вход , следовательно, G 12 =0 . Выходное сопротивление Z output также считается равным нулю в случае идеального усилителя напряжения, поскольку выходной ток не влияет на выходное напряжение.

    Связь между этими параметрами и сигналами В вход ,   I вход ,   В выход и I выход и I выход

    для идеального усилителя

    7 напряжение определяется следующими уравнениями :

    Уравнение 2: Общие соотношения для идеального усилителя напряжения

    Из уравнения 2 легко найти, что усиление (A) идеального усилителя напряжения может быть записано как дробь A=V выход /V вход =G/Z вход .Отметим, что эту модель можно адаптировать к усилителю тока, заменив выходной импеданс Z выход на параллельный выходной адмиттанс Y выход .

    рис. 4: Квадрупольная модель усилителя тока с общим заземлением

    Обычно усиление электронного усилителя записывается в децибелах (дБ). Например, если усиление усилителя равно A=10 6 , мы можем преобразовать его в дБ, используя формулу:

    Ограничения реальных усилителей

    В большинстве случаев эту идеальную модель можно использовать для простых расчетов.Однако идеальные усилители построить невозможно из-за физических и технологических ограничений. Реальные усилители, как правило, имеют постоянный коэффициент усиления A только в определенном диапазоне частот от f 1 до f 2 , называемом полосой пропускания (BW). Эти частоты среза соответствуют тому, где появляются потери 50 % от максимального усиления. По шкале дБ это соответствует потерям 10log(0,5) = -3 дБ . Кроме того, как показано на рисунке 5, выходное напряжение не может превышать напряжение питания, что приводит к эффекту насыщения процесса усиления.

    Рис. 5: Ограничения по частоте и линейности реального усилителя

    Поскольку мы обсудим это более подробно в следующем уроке об усилителе с общим эмиттером, напряжение питания В питание управляет потоком электронов в обнаруженных активных биполярных транзисторах. в усилителях. Эффект насыщения возникает именно тогда, когда поток электронов не может быть больше управляющего напряжения. Хорошей аналогией этого явления является водопроводная система: поток воды не может превышать определенного предела, установленного при полном открытии крана.

    Другим ограничением, которое необходимо учитывать для реальных усилителей, является искажение выходного сигнала. Из-за внутренней нелинейности активных компонентов выходной сигнал может иметь форму, отличную от формы входного сигнала. Искажения могут иметь много причин, одна из наиболее заметных и распространенных — искажение амплитуды. Причина этого искажения напрямую связана с шириной полосы пропускания (BW) усилителя.

    В качестве примера рассмотрим прямоугольный сигнал S(t) частоты f=10 кГц , который необходимо усилить ограниченным усилителем f c =50 кГц BW с максимальным коэффициентом усиления A max = 10. Согласно теории Фурье, каждый периодический сигнал можно представить в виде бесконечной суммы чистых синусоидальных сигналов, называемых гармониками.

    Для квадратного сигнала ряд Фурье можно записать так:

    Уравнение 3: Ряд Фурье квадратного сигнала

    Идеальный усилитель должен умножить все члены суммы уравнения 3 на постоянное значение A max . Однако реальный усилитель, описанный ранее, действительно будет усиливать первый и второй члены sin(2πft) и sin(6πft) из A max , но третий член sin(10πft) будет усиливается только из 0.5A max , поскольку этот член соответствует гармонике частоты f c = 50 кГц . Другие гармоники более высоких частот будут менее усилены, поскольку коэффициент усиления усилителя продолжает уменьшаться (см. рис. 6).

    рис. 6: Амплитудное искажение прямоугольного сигнала. Построено с использованием MatLab®

    В заключение, выходной сигнал прямоугольного сигнала S(t) , усиленный усилителем 50 кГц с полосой пропускания и коэффициентом усиления A max =10 будет выглядеть искаженным, как показано на рисунке 6 .

    С математической точки зрения этот тип искажения эквивалентен сохранению только тех гармоник входного сигнала, которые находятся ниже частоты среза усилителя. Таким образом, выходной сигнал не остается бесконечной суммой синуса, а становится конечной суммой.

    Вопросы шума

    Шум N — еще один нежелательный эффект, который часто влияет на электронный усилитель. Существует множество типов шумов, и их причины всегда трудно понять, и обычно они связаны с микроскопической структурой полупроводников, используемых в электронных компонентах, или с квантовыми явлениями.Их последствия, однако, очень наглядны, поскольку они добавляют случайный паразитный сигнал к ожидаемому идеальному результату. Отношение сигнал/шум ( S/N ) обычно указывается в дБ, потому что, например, на осциллограмме сигнал и шум можно просто вычесть, поскольку:

    Это количество, которое нужно максимизировать, чтобы получить надлежащее усиление. Если отношение намного выше 1 (в линейной шкале), шумом можно пренебречь, если отношение близко к 0 (в линейной шкале), амплитуда шума выше, чем амплитуда сигнала, что полностью искажает сигнал.

    Рис. 7. Прямоугольный сигнал, на который влияет шум S/N=10. Построено с использованием MatLab®

    На рисунке 7 мы видим пример прямоугольного сигнала с частотой 10 кГц с шумом 10 % сигнала: S/N=10 .

    Классы электронных усилителей

    В зависимости от электронной архитектуры усилителя, способа соединения транзисторов между собой различаются назначение усилителей и их технические характеристики. Однако обычно мы можем выделить четыре рабочие семьи и классифицировать их в соответствии со списком, приведенным ниже.Рядом с именем класса указана доля входного сигнала, которую активные компоненты используют для реализации процесса усиления. Эта концепция будет более подробно описана в следующих статьях учебника по усилителям.

    • Класс A: используется 100 % входного сигнала: Силовой каскад всегда выдает ток (транзисторы всегда находятся в состоянии прохождения). Таким образом, отклик усилителя очень быстрый, так как нет задержки для активации транзисторов. Искажение очень ограничено, но эффективность обычно низкая, всегда меньше теоретического максимума +50 %.Эффективность представляет собой отношение P , используемого /P , потребляемого , и представляет собой потери между мощностью, эффективно используемой для усиления, и мощностью, подаваемой на усилитель. Благодаря этим преимуществам усилители класса А обычно дороже, но очень ценятся в музыкальной индустрии, поскольку они могут усиливать звук без изменения содержимого.
    • Класс B: используется 50 % входного сигнала: в этой архитектуре каскад усиления не всегда отдает ток (транзисторы находятся в режиме ожидания).Таким образом, этот тип усилителя медленнее, чем усилитель класса А, и дает больше искажений, но имеет лучший КПД до 70 %. Усилители класса B дешевле в производстве, поскольку для их работы не требуются высококачественные источники питания.
    • Класс AB: > 50 % и < 100 % входного сигнала используется: Судя по названию, этот класс представляет собой смесь классов A и B. Усилитель способен работать в первую очередь в классе A. когда никакие или малые входы не применяются, и может переключиться на класс B, когда входы увеличиваются.Например, большинство доступных усилителей для телевизоров и наушников относятся к классу AB, поскольку они могут обеспечивать хороший выходной сигнал в широком диапазоне мощностей.
    • Класс C: используется <50 % входного сигнала: Усилители этого типа используются для высокочастотных приложений, например, в кухонных микроволновых печах. Их эффективность очень высока (более 80 %), но они генерируют много искажений.

    Класс D более известен под названиями прерыватель и инвертор.В этих архитектурах активные компоненты (транзисторы) используются в качестве коммутаторов: они действуют как короткое замыкание или разомкнутая цепь. Они в основном используются для управления электрическими двигателями и имеют очень высокий КПД от 80 до 90 %. В этом классе для реализации усиления используется 0 % входного сигнала. Дополнительные классы, не упомянутые здесь, доступны для очень специфических приложений и свойств.

    В следующем уроке мы более подробно рассмотрим внутреннюю архитектуру электронного усилителя и, в частности, роль биполярных транзисторов.В серии из трех руководств будут подробно описаны три элементарные конфигурации биполярных транзисторов для усиления сигналов: усилители с общим эмиттером , с коллектором или с базой .

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.