Електронни усилватели: видове, характеристики, предназначение

Електронните усилватели са специални устройства, които увеличават мощността, напрежението или тока на входящите сигнали. Точната им цел и принципи на работа зависят от конкретния тип устройство, което е доста. Те се използват в студиа за звукозапис, по телевизията и радиото, за да получат Wi-Fi сигнали и сигнали от космоса. И това не е целият списък от функции, затова е трудно да се надценява значението на тези устройства.

Триоди и първи усилватели

В началото на 20-ти век светът преживява бързо развитие на технологиите. Бяха развити машиностроене, промишленост и енергия. Точно по това време се роди наука като електроника. Отначало не е имало широко практическо приложение, но половин век по-късно тази посока стана най-важната за човешката цивилизация. Всичко, което хората използват днес, е невъзможно без разработването на електронни технологии. Важен пробив на този период е изобретяването на устройство, наречено триод.

Първият модел на това устройство беше стъклена лампа с три електрически контакта и имаше за цел да промени входния сигнал на електрически ток. Промяната настъпи чрез усилване на входния сигнал. Така се появи първият електронен усилвател, който в началото на века донесе пробив в комуникационната индустрия - възможно беше да се създаде първият безжичен телеграф.

Общи принципи

Основният принцип на усилвателя абсолютно всеки електрически сигнал, независимо дали е функционално предназначение, свързани с факта, че за малки промени в електрическия ток и / или напрежение на входа на усилвателна схема е значително увеличение на тези параметри на изхода, което може да се приложи на практика.

Основната част на всеки усилвател е устройство, наречено транзистор. Състои се от три отделни полупроводникови елементи, които имат електрически контакти - колектор, основа, емитер. Когато протича променлив ток през тях, в зависимост от посоката му, транзисторът усилва или отслабва силата на входния сигнал.

Настройки на усилвателя

Най-важната характеристика на усилвателя е печалбата и е равна на съотношението на стойността на параметъра на входа към стойността на параметъра на изхода от веригата. Всъщност този показател дава основната представа за качеството на устройството и неговите възможности. Друг важен параметър е амплитудната характеристика. Всъщност това функционална зависимост амплитуда на изходните стойности от стойностите на входния сигнал. Значението на този параметър се крие във факта, че тази зависимост е нелинейна и следователно, при различни стойности на сигнала на входа, веригата ще реагира по различен начин. Третият важен параметър на електронния усилвател е характеристиката амплитуда-честота, която всъщност показва зависимостта на стойността на усилването от честотата на входния сигнал. Както се вижда на практика, при различни честоти на усилване на променлив ток се получава по различни начини.

класификация

Има няколко признака, чрез които тези или тези видове усилватели са отделени. Първата е честотата. Нискочестотните устройства могат да увеличат цифрата с не повече от сто килохерца. При висока честота то се увеличава от 100 kHz до 100 MHz, понякога малко повече. Съществуват и така наречените "селективни" устройства, работещи в определен малък честотен диапазон. Най-широкото покритие на четвъртия тип устройства. Широколентовият достъп може да се увеличи от 10 Hz до 100 MHz.

Друга типология е свързана с факта, че устройствата съдържат активен елемент. Това може да бъде например транзистор. Разпределете полупроводникови, микровълнови усилватели, диоди, тръби.

Един от най-новите сортове е параметричен, където растежа на силата на сигнала се осъществява чрез енергията на генериращия външен източник. Капацитетът на нелинейния индуктивен елемент в електрическата верига варира епизодично. На тунелни диоди се използват усилващи устройства, които се използват за предаване на звук в радиоприемници.

Класификацията по режими е по-известна. Те са означени с главни букви от латинската азбука. До 60-те години на миналия век имаше само четири класа: A, B, C, D. След това технологиите бяха подобрени и сложни, имаше и други видове режими, подкласове, усилватели с променливо напрежение.

Основи на излъчването

Най-важният отрицателен фактор, влияещ върху качеството на телевизионния сигнал, е разстоянието от източника (телевизионна кула). Ако разстоянието от телевизионната кула е толкова голямо, че антената просто не може да хване сигнала, има смисъл да включи телевизионен усилвател в мрежата.

Телевизионният сигнал е сложен електромагнитен импулс, който носи видео и аудио информация. Поради това усилвателите за телевизионни антени са значително по-различни от радиотелефоните. Има много телевизионни усилватели, различни по характеристики и функционалност.

По принцип те са разделени на две категории - аналогови сигнални усилватели и цифрова телевизия (DVB-T2). Също така, струва си да се има предвид, че изборът на устройството зависи от това колко телевизионни приемника трябва да предадете сигнала.

Приложение в мобилни мрежи

Най-важното устройство за човек в наши дни е, разбира се, мобилен телефон. Днес има няколко милиарда ръчни комуникационни устройства в света. Но какво би било доброто от тях, ако няма мобилни мрежи? Телефонът се превръща в скъпа играчка, когато абонатът се намира на места, където няма покритие на мобилни сигнали. Във всяко мобилно устройство има комуникационен усилвател. Факт е, че една вградена антена за приемане на сигнала на клетъчния оператор няма да бъде достатъчна, защото сигналът отслабва с разстоянието от източника.

За да се осъществи комуникацията без смущения, специален комуникационен усилвател в телефона увеличава силата на сигнала, уловен от антената, и го превежда в удобна за потребителя форма. Но понякога дори този вграден усилвател не е достатъчен с твърде малко покритие. И тогава се използват специални външни усилватели - ретранслатори, които вървят отделно от телефона.

Използвайте Wi-Fi

В съвременната информационна епоха е трудно да си представите живота си без достъп до световната мрежа. Най-популярният тип безжична връзка без съмнение е Wi-Fi. Тази технология обаче има забележимо минус - ограничен обхват. При липса на пречки, устройствата могат да получат мрежата само на разстояние до 100 метра. Това не винаги е удобно, особено за големи компании или фирми, чиито клонове се намират в различни части на града.

Подобен недостатък се отстранява от WiFi усилвателите. Това са специални повторители, които получават слаб електромагнитен сигнал, превръщат ги в по-мощни и предават на близки приемници на интернет сигнала. WiFi усилвателите стават все по-популярни в провинцията, което прави този тип интернет връзка не по-малко популярна от мобилната.

Промяна на аудио честотата

Човек може да чуе звука само в определени граници на възприятие. Всъщност звуковите сигнали с честота над 20 000 Hz не могат да реагират. Ултразвуковите вълни се чуват само от определени видове животни, главно водещи нощния живот. Що се отнася до ниска честота, тук прагът за човек е от 16 Hz. Всичко долу се нарича инфразвук. Подобни вълни се формират, когато метеоритът пада, по време на бури. Но за човешкото ухо, тези сигнали са недоловими.

Честотния усилвател се използва в много домакински уреди и оборудване. Това са телевизори, радиопредаватели, музикални центрове. Има и отделни специални устройства. Същността им - постигането на определен честотен обхват, равен на това, което човешкият мозък може да поеме. Ниските честоти се преобразуват, силата на трептенията се променя. На някои устройства е възможно да регулирате гласовете, нивото на звука. С вградения еквалайзер можете дори да регулирате амплитудата на сигнала.

С помощта на радио тръби

Вакуумните лампи се използват в тръбните усилватели. Такива устройства са популярни в студията за запис и възпроизвеждане. Тяхното достойнство се крие във факта, че в допълнение към получаването на подходящи честоти е възможно да се получат допълнителни тонове. Те се наричат ​​хармоници, а ако в полупроводникови устройства е едновременно равномерно и странно, то в тръбовидни устройства това са предимно само първите. Звукът е по-чист, музиката е по-добра.

Силата на усилвателите на тръбите е по-ниска, отколкото в транзисторните, но техните схеми са много по-прости, без изобилието от сложни детайли. Смята се, че такива устройства по-естествено пренасят звук, особено високочестотни ленти. С възпроизвеждането на бас може да има проблеми. Затова се препоръчва да слушате с помощта на устройства предимно вокална или джаз музика.

За моноблоковете

Има един вид електронни усилватели, които се наричат ​​моноблок. Тяхното влияние се простира само до един звуков канал. Оттук и терминът, в който "моно" означава "единичен". Подобни единици са били използвани от музиканти от доста известни групи като Grateful Dead. Усилвателите работят върху лампите, но има и транзистори. Предимството им е, че те дават отлично качество на звука.

За да оборудвате стереото, ще ви трябва два моноблока. Това се дължи на ефекта върху десния или левия аудио канал. В допълнение, желателно е да закупите предусилвател. Моноблоковете са изпитани с времето устройства. Те се появяват като едно от първите по рода си и са общи за този ден. Недостатъци - доста висока цена и специални изисквания за поставяне и използване. Защото този вид аудио система може да бъде оборудвана само от професионални музиканти, които имат средствата.