Elektroniset vahvistimet ovat erikoislaitteita, jotka lisäävät saapuvien signaalien tehoa, jännitettä tai virtaa. Niiden tarkka käyttötarkoitus ja toimintaperiaatteet riippuvat tietystä laitetyypistä, jota on melko paljon. Niitä käytetään äänitysstudioissa, televisiossa ja radiossa, ja ne auttavat vastaanottamaan Wi-Fi-signaaleja ja signaaleja avaruudesta. Ja tämä ei ole koko toimintoluettelo, koska näiden laitteiden arvoa on vaikea yliarvioida.
Triodit ja varhaiset vahvistimet
1900-luvun alussa maailmassa tapahtui nopea teknologian kehitys. Koneenrakennus, teollisuus, energia kehitettiin. Siihen aikaan syntyi sellainen tiede kuin elektroniikka. Aluksi sillä ei ollut laajaa käytännön sovellusta, mutta puolen vuosisadan jälkeen tästä suunnasta tuli tärkein ihmissivilisaation kann alta. Kaikki, mitä ihmiset nykyään käyttävät, olisi mahdotonta ilman elektronisten tekniikoiden kehitystä. Tuon ajanjakson tärkeä läpimurto oli triodi-nimisen laitteen keksintö.
Ensintämän laitteen malli oli lasilamppu, jossa oli kolme sähkökosketinta ja se oli suunniteltu muuttamaan sähkövirran tulosignaalia. Muutos tapahtui vahvistamalla tulosignaalia. Siten ilmestyi historian ensimmäinen elektroninen vahvistin, joka vuosisadan kynnyksellä mahdollisti läpimurron viestintäteollisuudessa - ensimmäinen langaton lennätin syntyi.
Yleiset periaatteet
Ehdottomasti minkä tahansa sähköisten signaalien vahvistimen toimintaperiaate, riippumatta sen toiminnallisesta tarkoituksesta, johtuu siitä, että sähkövirran ja/tai jännitteen arvojen pienillä muutoksilla signaalin tulossa vahvistinpiiri, nämä parametrit ovat merkittävästi lisääntyneet lähdössä, mikä voidaan toteuttaa käytännössä.
Kaikkien vahvistimien pääosa on transistoriksi kutsuttu laite. Se koostuu kolmesta erillisestä puolijohdeelementistä, joissa on sähköiset koskettimet - kollektori, kanta, emitteri. Kun niiden läpi kulkee vaihtovirta, sen suunnasta riippuen transistori vahvistaa tai vaimentaa tulosignaalin tehoa.
Vahvistimen parametrit
Vahvistimen tärkein ominaisuus on vahvistus, ja se on yhtä suuri kuin tulon parametrin arvon suhde piirin lähdön parametrin arvoon. Itse asiassa tämä indikaattori antaa pääkäsityksen laitteen laadusta ja sen ominaisuuksista. Toinen tärkeä parametri on amplitudiominaisuus. Itse asiassa tämä on lähtöosoittimien amplitudin toiminnallinen riippuvuustulosignaalin arvot. Tämän parametrin merkitys on siinä, että tämä riippuvuus on epälineaarinen, mikä tarkoittaa, että piiri reagoi eri tavalla tulon signaalin eri arvoihin. Kolmas tärkeä elektronisen vahvistimen parametri on taajuusvaste, joka itse asiassa osoittaa vahvistusarvon riippuvuuden tulosignaalin taajuudesta. Kuten käytännössä käy ilmi, vaihtovirran eri taajuuksilla vahvistus tapahtuu eri tavoin.
Luokittelu
On olemassa useita merkkejä, joiden perusteella tietyntyyppiset vahvistimet voidaan erottaa. Ensimmäinen on taajuus. Matalataajuiset laitteet pystyvät lisäämään nopeutta enintään sadalla kilohertsillä. Korkeilla taajuuksilla se kasvaa välillä 100 kHz - 100 MHz, joskus hieman enemmän. On myös ns. "selektiivisiä" laitteita, jotka toimivat tietyllä pienellä taajuusalueella. Neljännen laitetyypin kattavuus on laajin. Laajakaista, joka pystyy vahvistamaan 10 Hz:stä 100 MHz:iin.
Toinen typologia liittyy siihen, että laitteet sisältävät aktiivisen elementin. Se voi olla esimerkiksi transistori. Varaa puolijohde, mikroa altovahvistimet, diodi, putki.
Yksi uusimmista muodoista on parametrinen, jossa signaalitehon kasvu tapahtuu tuottavan ulkoisen lähteen energian kautta. Sähköpiirin epälineaarisen induktiivisen elementin kapasitanssi muuttuu ajoittain. On olemassa tunnelidiodivahvistuslaitteita, joita käytetään äänen lähettämiseen radiovastaanottimissa.
Lisääluokittelu moodien mukaan tunnetaan. Ne on merkitty latinalaisten aakkosten isoilla kirjaimilla. Viime vuosisadan 60-luvulle asti luokkia oli vain neljä: A, B, C, D. Myöhemmin tekniikat paranivat ja muuttuivat monimutkaisemmiksi, ilmaantui lisää tyyppejä, alaluokkia, säädettäväjännitteisiä vahvistimia.
Lähetyksen perusteet
Tärkein negatiivinen TV-signaalin laatuun vaikuttava tekijä on etäisyys lähteestä (TV-tornista). Jos etäisyys TV-tornista on niin suuri, että antenni ei yksinkertaisesti pysty vastaanottamaan signaalia, on järkevää liittää verkkoon TV-vahvistin.
Televisiosignaali on monimutkainen sähkömagneettinen impulssi, joka kuljettaa video- ja ääniinformaatiota. Tämän vuoksi TV-antennien vahvistimet eroavat huomattavasti radiolaitteista. On olemassa monia TV-vahvistimia, joiden ominaisuudet ja toiminnot ovat erilaisia.
Ne jaetaan pääasiassa kahteen luokkaan - analogisiin signaaliin ja digitaalisiin TV-vahvistimiin (DVB-T2). On myös syytä ottaa huomioon, että laitteen valinta riippuu siitä, kuinka moneen TV-vastaanottimeen tarvitset signaalin lähettämiseen.
Mobiilisovellukset
Tämän päivän ihmiselle tärkein laite on tietysti matkapuhelin. Nykyään maailmassa on useita miljardeja kädessä pidettäviä viestintälaitteita. Mutta mitä hyötyä niistä olisi, jos mobiiliverkkoja ei olisi? Puhelimesta tulee vain kallis lelu, kun tilaaja on paikoissa, joissa mobiilisignaalit eivät kuulu. Jokainen mobiililaitesiellä on linkkivahvistin. Tosiasia on, että yksi sisäänrakennettu antenni signaalin vastaanottamiseen matkapuhelinoperaattorilta ei riitä, koska signaali heikkenee etäisyyden mukaan lähteestä.
Jotta viestintä sujuisi ilman häiriöitä, puhelimen erityinen viestintävahvistin lisää antennin sieppaaman signaalin tehoa ja muuntaa sen tilaajalle sopivaan muotoon. Mutta joskus tämäkään sisäänrakennettu vahvistin ei riitä, kun maastopeitto on liian heikko. Ja sitten käytetään erityisiä ulkoisia vahvistimia - toistimia, jotka menevät erikseen puhelinsarjasta.
Wi-Fi-sovellus
Tämän päivän tiedon aikakaudella on vaikea kuvitella elämääsi ilman pääsyä World Wide Webiin. Suosituin langaton yhteys on epäilemättä Wi-Fi. Tällä tekniikalla on kuitenkin havaittavissa oleva haitta - rajallinen kantama. Jos esteitä ei ole, laitteet voivat vastaanottaa verkon vain 100 metrin etäisyydeltä. Tämä ei ole aina kätevää, etenkään suurille yrityksille tai yrityksille, joiden sivuliikkeet sijaitsevat eri puolilla kaupunkia.
WiFi-vahvistimet poistavat tämän haitan. Nämä ovat erityisiä toistinlaitteita, jotka vastaanottavat heikon sähkömagneettisen signaalin, muuntavat sen voimakkaammaksi ja välittävät sen läheisille Internet-signaalivastaanottimille. WiFi-vahvistimista on tulossa yhä suositumpia maaseudulla, mikä tekee tämäntyyppisestä Internet-yhteydestä yhtä suosittua kuin mobiiliyhteyden.
Äänitaajuuden muuttaminen
Ihminen voi kuulla ääntä vain tietyissä rajoissakäsitys. Itse asiassa ihmiset eivät voi reagoida äänisignaaleihin, joiden taajuus on yli 20 tuhatta Hz. Ultraäänia altoja kuulevat vain jotkin eläinlajit, pääasiassa yölliset. Mitä tulee matalataajuisiin, tässä kynnys henkilölle on 16 Hz alkaen. Kaikkea matalampaa kutsutaan infraääneksi. Samanlaisia a altoja muodostuu, kun meteoriitti putoaa myrskyjen aikana. Mutta sellaiset signaalit eivät kuulu ihmiskorvaan.
Taajuusvahvistinta käytetään monissa kodinkoneissa ja laitteissa. Nämä ovat televisioita, radiolähettimiä, musiikkikeskuksia. On myös erilliset erikoislaitteet. Niiden ydin on saavuttaa tietty taajuusalue, joka on yhtä suuri kuin ihmisen aivot pystyvät havaitsemaan. Matalat taajuudet muunnetaan, värähtelyjen teho muuttuu. Joissakin laitteissa on mahdollista säätää sointia, äänenvoimakkuutta. Sisäänrakennetun taajuuskorjaimen avulla voit jopa säätää signaalin amplitudia.
Radioputkien käyttäminen
Tyhjiöputkia käytetään putkivahvistimissa. Tällaiset laitteet ovat suosittuja äänitys- ja musiikintoistostudioissa. Niiden etuna on, että sopivien taajuuksien lisäksi on mahdollista saada lisäsävyjä. Niitä kutsutaan harmonisiksi, ja jos puolijohdelaitteessa ne ovat sekä parillisia että parittomia, niin putkilaitteissa - pääasiassa vain ensimmäisiä. Ääni on selkeämpi, musiikki on parempaa.
Pubkkuvahvistimien teho on pienempi kuin transistorivahvistimissa, mutta niiden piirit ovat paljon yksinkertaisempia, ilman monimutkaisten osien runsautta. Uskotaan, että tällaiset laitteet ovat luonnollisempialähettää ääntä, erityisesti korkeita taajuusalueita. Basson toisto voi olla ongelma. Siksi on suositeltavaa kuunnella pääasiassa laulu- tai jazzmusiikkia laitteilla.
Tietoja yksilohkoista
On olemassa erilaisia elektronisia vahvistimia, joita kutsutaan monoblockiksi. Niiden vaikutus ulottuu vain yhteen äänikanavaan. Tästä johtuu termi, jossa "mono" tarkoittaa "yksittäistä". Samanlaisia yksiköitä käyttivät muusikot melko tunnetuista bändeistä, kuten Grateful Dead. Vahvistimet toimivat putkilla, mutta on myös transistoreita. Niiden etuna: ne antavat erinomaisen äänenlaadun.
Stereojärjestelmän laitteita varten tarvitaan kaksi monoblokkia. Tämä johtuu vaikutuksesta oikeaan tai vasempaan äänikanavaan. Lisäksi on toivottavaa ostaa esivahvistin. Monoblokit ovat aika-testattuja laitteita. He ilmestyivät lajissaan ensimmäisten joukossa ja ovat yleisiä tähän päivään asti. Haitat - melko korkea hinta ja erityiset vaatimukset sijoittamiselle ja käytölle. Siksi vain ammattimuusikoilla, joilla on resurssit, on varaa varustaa tällainen äänijärjestelmä.
