Wzmacniacz elektroniczny

Lampy wzmacniacza audio .

Wzmacniacz elektroniczny (lub wzmacniacz albo wzmacniacz ) jest elektroniczny ukad , który zwiksza moc danego sygnau elektrycznego . Energii do amplifikacji jest pobierana z zasilania do systemu. Doskonay wzmacniacz nie znieksztaca sygnau wejciowego: jego wyjcie jest dokadn replik wejcia o zwikszonej mocy.

Jest to zatem aktywny kwadrupol oparty na jednym lub kilku aktywnych elementach , najczciej tranzystorach . Idealny wzmacniacz jest liniowy w caym zakresie dziaania.

Wzmacniacze elektroniczne stosowane s w prawie wszystkich ukadów w elektronice analogowej : umoliwiaj one podnie napicie sygnau elektrycznego do poziomu, który moe by uywany przez reszt systemu, aby zwikszy prd wyjciowy z czujnika na to pozwoli. transmisj bez zakóce , aby zapewni maksymaln moc wystarczajc do zasilania odbiornika takiego jak antena radiowa lub obudowa elektroakustyczna .

Genera

Koncepcje

Reprezentacja kwadrupola .

Wzmacniacz jest definiowany przez uogólnienie z percepcji dwików lub obrazów. Kiedy oddalasz si od mówicej osoby, dwik jej gosu jest osabiony, ale zachowuj swoj tosamo. Nie ma mowy o osabieniu lub tumienie w sygnale . Pojcie to mona uogólni na wszelkiego rodzaju zjawiska. Wzmacniacz wykonuje operacj odwrotn: mówi si, e ma wzmocnienie .

Wzmacniacz elektroniczny respektuje prawa elektrycznoci . Energia elektryczna kry w obwodach zoonych z co najmniej jednego generatora i jednego odbiornika. Jeli wemiemy pod uwag, e zasilanie wzmacniacza jest niezalene od sygnau wejciowego i wyjciowego wzmacniacza, aby reprezentowa tylko obwód, w którym kry sygna, wzmacniacz jest kwadrupolem . To pudeko jest odbiornikiem jednego obwodu, a generatorem drugiego. Poniewa jest to wzmacniacz, generator moe dostarczy wicej mocy ni pochania odbiornik, a stosunek mocy, jak moe dostarczy kwadrupol, do mocy pobranej na wejciu jest wikszy ni jeden.

W obwodzie elektrycznym odbiornik okrela przepywajc moc. Pochania moc równ iloczynowi dwóch wielkoci, napicia i natenia. Do zdefiniowania sygnau wystarcza pojedyncza wielko . Istniej zatem, w zalenoci od wielkoci, która obsuguje sygna na wejciu kwadrupola wzmacniacza i tej, która obsuguje go dla nastpnego kwadrupola, cztery rodzaje wzmacniaczy. We wzmacniaczu napiciowym sygnaem jest napicie na wejciu i na wyjciu; we wzmacniaczu prdowym jest to prd, a napicie moe by takie samo na wejciu i na wyjciu. Wzmacniacze o rónych rozmiarach wejciowych i wyjciowych s rzadsze.

Idealny wzmacniacz napiciowy moemy opisa jako wzmacniacz operacyjny : wzmacniacz rónicowy, którego napicie wyjciowe jest równe rónicy midzy jego dwoma wejciami pomnoonej przez nieskoczono i którego prd wejciowy wynosi zero, a prd nieograniczony na wyjciu. Ten model matematyczny umoliwia utworzenie odpowiedniego schematu elektrycznego funkcji, w których konieczne jest wzmocnienie, oraz obliczenie wartoci innych ich skadowych.

Zasada dziaania

Bardzo uproszczony schemat wzmacniacza

Wzmacniacz elektroniczny wykorzystuje jeden lub wicej elementów aktywnych ( tranzystor lub lamp elektroniczn ) w celu zwikszenia mocy elektrycznej sygnau obecnego na wejciu. Elementy aktywne stosowane we wzmacniaczach elektronicznych umoliwiaj sterowanie ich prdem wyjciowym w funkcji wielkoci elektrycznej ( prdu lub napicia ), obrazu wzmacnianego sygnau. Prd wyjciowy elementów aktywnych pobierany jest bezporednio z zasilacza wzmacniacza. W zalenoci od sposobu, w jaki s zainstalowane we wzmacniaczu, elementy aktywne umoliwiaj w ten sposób zwikszenie napicia i/lub prdu wejciowego sygnau elektrycznego. Zasad dziaania wzmacniacza przedstawia uproszczony schemat obok. Ten schemat wykorzystuje tranzystor bipolarny jako element wzmacniacza, ale mona go zastpi tranzystorem MOSFET lub lamp elektronow . Dla uproszczenia pominito ukad bias zapewniajcy regulacj napicia biegu jaowego. W tym obwodzie prd wytwarzany przez napicie wejciowe zostanie wzmocniony przez (przy >> 1) przez tranzystor. Wzmocniony prd przechodzi nastpnie przez rezystor wyjciowy, a napicie jest odzyskiwane na wyjciu . Z prdem wejciowym i wartoci rezystancji. ${\ displaystyle - \ beta .R.i_ {e}}$
${\ styl wywietlania i_ {e}}$ ${\ styl wywietlania R}$

Wzmacniacze mog by zaprojektowane do zwikszania napicia (wzmacniacz napicia), prdu (wzmacniacz wtórny) lub obu (wzmacniacz mocy) sygnau. Wzmacniacze elektroniczne mog by zasilane zwykym napiciem (zasilanie dodatnie lub ujemne i zero) lub napiciem symetrycznym ( zasilanie dodatnie, ujemne i zerowe). Zasilacz mona równie nazwa magistral lub szyn. Mówimy wtedy o dodatniej lub ujemnej szynie i dodatniej lub ujemnej szynie napiciowej.

Wzmacniacze czsto skadaj si z kilku stopni uoonych szeregowo w celu zwikszenia ogólnego wzmocnienia. Kady etap amplifikacji zasadniczo róni si od pozostaych, tak aby odpowiada konkretnym potrzebom rozwaanego etapu. Dziki temu moliwe jest wykorzystanie mocnych stron kadego zespou przy jednoczesnej minimalizacji ich saboci.

Charakterystyka

reprezentacja wzmacniacza jako kwadrupola

Formalizm kwadrupolowy umoliwia uzyskanie macierzowej zalenoci midzy prdami i napiciami wejciowymi i wyjciowymi. Zosta wprowadzony w latach dwudziestych przez niemieckiego matematyka Franza Breisiga . W przypadku wzmacniacza napicia, iloci elektryczne okrelone s przez cztery parametry: Impedancja ZE wyjciu impedancji Zs, w transkonduktancji wzmocnienia G i reakcj parametrów G ₁₂ . Mamy wtedy:

{\ displaystyle {V_ {1} \ wybierz V_ {2}} = {\ begin {pmatrix} Ze & G_ {12} \\ G & Zs \ end {pmatrix}} {I_ {1} \ wybierz I_ {2} }}

.

Dla doskonaego wzmacniacza G ₁₂ wynosi zero (prd wyjciowy nie wpywa na wejcie), Zs jest równie zerem (napicie wyjciowe nie zaley od prdu wyjciowego), a wzmocnienie G jest stae. Mamy wtedy wzmocnienie wzmacniacza:

{\ displaystyle {\ frac {V_ {2}} {V_ {1}}} = {\ frac {G} {ze}} = cte}

.

W praktyce warunki te nie s w peni przestrzegane, co skutkuje zmienion charakterystyk dotyczc pasma przepustowego, wzmocnienia mocy, szumu spowodowanego wspóczynnikiem temperatury, a nawet znieksztacenia sygnau. Wydajno wzmacniacza jest oceniana poprzez badanie jego sprawnoci , liniowoci , szerokoci pasma i stosunku sygnau do szumu midzy wejciem a wyjciem.

Przepustowo przy -3 dB .

Szeroko pasma -3 dB ( decybele ) wzmacniacza to zakres czstotliwoci, w którym wzmocnienie napiciowe wzmacniacza jest wiksze ni maksymalne wzmocnienie minus trzy decybele. Jeli nie rozumujemy w decybelach, odpowiada to zakresowi czstotliwoci, w którym wzmocnienie napiciowe jest wiksze ni wzmocnienie maksymalne podzielone przez pierwiastek z dwóch, co odpowiada podziaowi mocy dostarczanej do obcienia przez dwa. Przepustowo jest zwykle oceniana jako B lub BP. Czasami spotykamy szersze szerokoci pasma, na przykad pasmo -6 dB , zakres czstotliwoci, w którym wzmocnienie napiciowe jest wiksze ni poowa maksymalnego wzmocnienia.

Wpyw nasycenia na liniowo.

Liniowoci wzmacniacza odpowiada jej zdolnoci do utrzymania staej nachylenie krzywej daje napicia wyjciowego w funkcji napicia wejciowego. Ograniczenie liniowoci wynika z zasilania wzmacniacza: napicie wyjciowe nie moe przekracza napicia zasilania wzmacniacza. Kiedy tak si dzieje, mówimy o nasyceniu wzmacniacza. Liniowo wzmacniacza jest równie ograniczona przez prdko skanowania (lub szybko narastania ) reprezentujc maksymaln szybko zmian, jak mona odtworzy. Gdy zmienno sygnau wejciowego wzmacniacza jest wiksza ni jego szybko narastania, jego wyjciem jest linia nachylenia , taka jak: ${\ styl wywietlania \ matematyka {SR}}$

{\ displaystyle \ mathrm {SR} = \ max \ w lewo ({\ frac {\ mathrm {d} v_ {s}} {\ mathrm {d} t}} (t) \ w prawo)}

.

Szybko narastania jest wyraona w V s ^-1 .

Wreszcie, charakterystyka elementów póprzewodnikowych nigdy nie jest cakowicie liniowa i prowadzi do znieksztace harmonicznych. To znieksztacenie jest redukowane przez sprzenie zwrotne .

Historyczny

Audion z 1906 roku.

Pierwszy wzmacniacz elektroniczny zosta wykonany w 1906 roku przez amerykaskiego wynalazc Lee De Foresta przy uyciu triody . Triod szybko udoskonalono dodajc jedn (dla tetrody ) nastpnie dwie dodatkowe siatki , eliminujc pewne niepodane efekty, w szczególnoci efekt dynatronu (obszar, w którym lampa ma ujemn rezystancj ). Ten pentoda rura jest nastpnie szybko przyjte dla wikszoci lampowych wzmacniaczy ze swojej najlepszej wydajnoci. Wzmacniacze lampowe s równie znane jako wzmacniacze lampowe, ze wzgldu na ksztat lamp i wiato, które emituj podczas pracy.

Rozwój tranzystorów w latach 50-tych spowodowa stopniowy zanik lamp, które istniej tylko w starych zastosowaniach, takich jak wzmacniacze audio, zwaszcza te przeznaczone do gitar elektrycznych , oraz aplikacje o duej mocy i wysokiej czstotliwoci do nadajników sygnau, radia i telewizji. Wolimy tranzystory od lamp, poniewa s one mniej nieporczne, dziaaj przy niszych napiciach, zuywaj i nagrzewaj si znacznie mniej oraz dziaaj natychmiast po wczeniu zasilania, w przeciwiestwie do lamp elektronicznych, które wymagaj okoo dziesiciu sekund nagrzewania.

Wzmacniacz operacyjny LM741 wykorzystuje 20 tranzystorów.

Te ukady , wprowadzona w roku 1960, w tym bardzo ma objto liczby tranzystorów. Mniejsze, bardziej niezawodne, od lat 80. s gównymi aktywnymi komponentami elektroniki maej mocy. Obwód wzmacniacza moe zawiera kilkadziesit tranzystorów, a ukad scalony moe zgrupowa kilka elementów wzmacniacza. Zintegrowany wzmacniacz operacyjny , blisko idealnych cech, staa si czci skadow ogólnego uytku. Specjalistyczne ukady scalone wzmacniaczy s produkowane dla okrelonych funkcji.

Fairchild A709 stworzony przez Boba Widlara w 1965 roku by pierwszym zintegrowanym wzmacniaczem operacyjnym dostpnym w duych ilociach. 1967 A741 szybko go zastpi, oferujc lepsz wydajno, bdc jednoczenie bardziej stabilnym i atwiejszym w uyciu. Sta si wszechobecny w elektronice. Kilku producentów produkuje ulepszone wersje lub bardziej wydajne obwody, które mog zastpi je w obwodach o starej konstrukcji.

Pierwsze wzmacniacze zintegrowane byy oparte na tranzystorze bipolarnym . Pod koniec lat 70. by produkowany w JFET , a od wczesnych lat 80. w MOSFET . Ich zastosowanie przeszo od niskich czstotliwoci i maej mocy do wszystkich obszarów.

Znieksztacenia we wzmacniaczach elektronicznych

Wzmacniacz musi dostarcza napicie wyjciowe o takim samym ksztacie jak sygna wejciowy, ale o wikszej amplitudzie. Jeli ksztat sygnau wyjciowego (z wyjtkiem amplitudy) róni si od ksztatu sygnau wejciowego, mówi si, e wystpuje znieksztacenie.

Znieksztacenie amplitudy

To znieksztacenie wystpuje, gdy szeroko pasma wzmacniacza nie jest wystarczajca do wzmocnienia wszystkich czstotliwoci (widma) tworzcych sygna. Jeli jednak sygna wejciowy jest sinusoidalny, tak samo bdzie z sygnaem wyjciowym.

Znieksztacenia harmoniczne

Znieksztacenie to jest spowodowane wad liniowoci wzmacniacza. Jeli sygna wejciowy jest sinusoidalny, sygna wyjciowy nie. Ta znieksztacona sinusoida moe by traktowana jako suma czystej sinusoidy (podstawowej) i sinusoid wielu czstotliwoci tej podstawowej (harmonicznej). Szybko harmonicznych bdzie funkcj stosunku midzy tymi harmonicznych i podstawow.

Znieksztacenia fazowe lub opónienia

Sygna wyjciowy wzmacniacza skada si zwykle z kilku czstotliwoci, które powinny by wzmacniane cile w tym samym czasie. Ksztat tak zoonego sygnau nie bdzie ju zachowany, jeli czas propagacji czstotliwoci, które go tworz, nie bdzie taki sam. Te opónienia nie s zbyt syszalne dla ucha. Jeli jednak wzmacniacz ma wzmacnia sygnay cyfrowe, znieksztacenia te staj si bardzo uciliwe i mog prowadzi do bdów na przesyanych i dekodowanych bitach. Z tego powodu ta cecha jest bardzo wana dla cyfrowych wzmacniaczy sygnau. Znieksztacenie to jest okrelane ilociowo przez okrelenie rónic opónie w funkcji czstotliwoci. Moliwe jest równie okrelenie krzywej przesunicia fazowego w funkcji czstotliwoci. Ta krzywa musi by lini prost, aby nie mie znieksztace propagacji grupy. Z tego powodu wzmacniacze bez tych znieksztace s czasami nazywane faz liniow .

Znieksztacenia intermodulacyjne

Jeeli stopnie wzmocnienia s nieliniowe, oprócz znieksztace harmonicznych, zaobserwuje si pojawienie si czstotliwoci pasoytniczych, które s liniowymi kombinacjami czstotliwoci tworzcych sygna, który ma by wzmacniany. Ten rodzaj awarii jest bardzo dokuczliwy dla wzmacniaczy przetwarzajcych sygnay radioelektryczne, poniewa te pasoytnicze czstotliwoci mog zakóca poczenia radiowe (patrz intermodulacja ). To znieksztacenie moe by równie irytujce dla wzmacniaczy audio, poniewa ucho bdzie w stanie odbiera te pasoytnicze czstotliwoci, które s dodawane do sygnau.

Haas we wzmacniaczach elektronicznych

Wpyw szumu na sygna elektryczny.

W elektronice szum oznacza sygnay losowe i niepodane, nawet pasoytnicze, naoone na sygnay uyteczne. We wzmacniaczu te pasoytnicze sygnay mog pochodzi z jego otoczenia lub z komponentów go tworzcych. Istnieje pi typów szumu elektronicznego: szum termiczny , tym haasu strza The migotanie haasu ( migotania szum), przy czym szumu i haasu lawina . Szum we wzmacniaczu mona zredukowa bezporednio atakujc jego róda (patrz poniej), ale take ograniczajc szeroko pasma wzmacniacza tak bardzo, jak to moliwe, w celu wyeliminowania szumu obecnego poza jego czstotliwociami roboczymi.

Haas termiczny

Szumu termicznego , zwan take odporno na szum lub Johnson szum lub szum Johnson-Nyquista jest haas wytwarzany przez ruch termicznego noników adunku, to znaczy, e elektrony w opornoci elektrycznej w stanie równowagi termicznej . Szum termiczny to biay szum, którego gsto widmowa mocy zaley tylko od wartoci rezystancji. Szum termiczny moe by modelowany przez ródo napicia poczone szeregowo z rezystancj, która wytwarza szum.

Szum termiczny wzmacniacza charakteryzuje si jego równowan odpornoci na zakócenia lub, w przypadku wzmacniacza RF, wspóczynnikiem szumów , który zaley od temperatury róda sygnau.

Haas termiczny zosta po raz pierwszy zmierzony w 1927 roku przez fizyka Johna Bertranda Johnsona z Bell Labs . Jego artyku Thermal Agitation of Electricity in Conductors wykaza, e statystyczne fluktuacje wystpiy we wszystkich przewodnikach elektrycznych, powodujc losow zmian potencjau w tym przewodniku. Ten szum termiczny by zatem identyczny dla wszystkich rezystorów o tej samej wartoci i dlatego nie mona go przypisa zej produkcji. Johnson opisa swoje obserwacje swojemu koledze Harry'emu Nyquistowi, który by w stanie poda teoretyczne wyjanienie.

Odgos strzau

Strza haasu zosta wyróniony w 1918 roku przez Waltera Schottky'ego . Szum ten pojawia si w urzdzeniach, w których liczba elektronów jest wystarczajco niska, aby da wykrywaln fluktuacj statystyczn. W elektronice szum ten pojawia si w urzdzeniach póprzewodnikowych (tranzystory itp.) i lampach elektronowych. Szum rutowy to biay szum, którego gsto widmowa mocy zaley tylko od redniej wartoci prdu przepywajcego przez zaszumion skadow.

Uwaga: Zarówno szum termiczny, jak i szum rutowy s spowodowane fluktuacjami kwantowymi, a niektóre sformuowania pozwalaj na zgrupowanie ich w jedn koncepcj.

Migotanie dwiku

Szumu migotania , okrelany równie jako szum 1 / f , nadmiernego haasu , szumu migotania lub szum róowy jest haas, którego gsto widmowa mocy jest 1 / F. Oznacza to, e im bardziej wzrasta czstotliwo, tym bardziej zmniejsza si amplituda tego szumu. Ten rodzaj szumu wystpuje we wszystkich aktywnych komponentach i ma bardzo róne pochodzenie, takie jak zanieczyszczenia w materiaach lub pasoytnicze twory i rekombinacje spowodowane prdem bazy tranzystora. Ten szum jest zawsze zwizany z prdem staym. Mona go zmniejszy, ulepszajc procesy produkcji póprzewodników i zmniejszajc zuycie wzmacniacza. Niestety zmniejszenie zuycia wzmacniacza wie si ze zwikszeniem wartoci niektórych rezystorów, co zwikszy szum termiczny.

Szum migotania spotyka si równie z oporem w wglu , który jest okrelany jako szum nadmiarowy, poniewa zwiksza szum termiczny. Poniewa szum migotania jest proporcjonalny do skadowej prdu staego, jeli prd jest niski, szum termiczny bdzie dominowa niezalenie od rodzaju rezystancji.

Haas na blankach

Szumu jest równie zwany wybuch haasu lub popcorn szum lub trzeszczenie. Zosta odkryty podczas opracowywania jednego z pierwszych wzmacniaczy operacyjnych: µA709. S to zasadniczo fale napicia (lub prdu), których amplituda waha si od mniej ni jednego mikrowolta do kilkuset mikrowoltów. Odstp midzy szczelinami jest rzdu milisekund.

Pulped haasu we wzmacniaczu audio wytwarza trzaski, które zasuyy na miano szumu popcornu . Pojawienie si tych wyskoków jest przypadkowe: mog pojawia si kilka razy na sekund, a nastpnie znika na kilka minut.

Pochodzenie tego szumu nie jest obecnie znane, ale wydaje si, e jest on zwizany z niedoskonaociami póprzewodników i implantu cikich jonów. Najkorzystniejszymi warunkami dla pojawienia si tego szumu wydaj si by niskie temperatury i obecno rezystorów o duej wartoci.

Odgos lawiny

Lawina haas pojawia si w póprzewodniku : the pole elektryczne przyspiesza elektrony pewnym momencie usun inne elektronów walencyjnych i tworzenia noników adunku dalej. Haas ten nabiera znaczenia dla wysokich pól elektrycznych, w ssiedztwie efektu lawinowego .

Inne rodzaje haasu

Wpyw próbkowania na sygna. Na szaro sygna podany, na czerwono sygna otrzymany.

Inne rodzaje szumów mona napotka we wzmacniaczu elektronicznym. Te odgosy na ogó nie s spowodowane samym wzmacniaczem, ale jego otoczeniem. Moemy przytoczy na przykad szumy kwantyzacji i próbkowania generowane przez przetworniki cyfrowo-analogowe oraz wszelkie szumy EMC przypisywane obecnoci zasilaczy impulsowych , nadajników radiowych i telewizyjnych oraz innych urzdze bdcych ródem zakóce. Wikszo tych szumów mona kontrolowa za pomoc ekranowania elektromagnetycznego i/lub filtrowania sygnaów wejciowych i zasilajcych. W najbardziej wraliwych przypadkach czasami konieczne jest skorzystanie z cikich stoów do pochaniania wibracji, klatek Faradaya , guchych pomieszcze i klimatyzowanych pomieszcze.

Stosunek sygnau do szumu

Stosunek sygnau do szumu jest terminem uywanym w inynierii, przetwarzaniu sygnaów lub teorii informacji w celu okrelenia stosunku midzy wielkoci sygnau (uyteczne, znaczce informacje) a szumem (niepotrzebne, nieistotne informacje). Poniewa wiele sygnaów ma wysok skal dynamiczn, stosunek sygnau do szumu jest czsto wyraany w decybelach . Stosunek sygnau do szumu okrela jako transmisji informacji w odniesieniu do zakóce. W ten sposób okrela si jako wzmacniacza, niezalenie od jego typu i kategorii przetwarzanych sygnaów. Im wyszy wspóczynnik, tym mniej urzdzenie znieksztaca oryginalny sygna.

Klasyfikacja ukadów i stopni wzmacniaczy

Istnieje wiele klasyfikacji, czsto wywodz si one z rónych charakterystyk schematu wzmacniacza. Wszystkie te cechy maj wpyw na parametry i dziaanie wzmacniacza. Konstrukcja wzmacniacza jest zawsze kompromisem midzy kilkoma czynnikami, takimi jak koszt, pobór mocy, niedoskonaoci komponentów oraz konieczno dostosowania wzmacniacza do generatora sygnau wejciowego i obcienia na wyjciu. Aby opisa wzmacniacz, mówimy ogólnie o jego klasie, metodzie sprzenia, która zostaa zastosowana midzy tymi rónymi stopniami, a take o zakresie czstotliwoci, dla którego jest przeznaczony.

Klasyfikacja wedug kta przewodzenia: klasy wzmacniacza

Gówny artyku: Klasy dziaania wzmacniacza elektronicznego .

Wzmacniacz zazwyczaj skada si z kilku stopni wzmocnienia, z których kady jest zaprojektowany wokó elementów aktywnych (zwykle tranzystorów). Aktywny element niekoniecznie jest spolaryzowany, aby wzmocni sygna w 100% przypadków. System literowy lub klasa , uywany do charakteryzowania wzmacniaczy, przypisuje liter do kadego schematu wzmacniacza elektronicznego. Wykresy te charakteryzuj si zalenoci midzy ksztatem sygnau wejciowego i wyjciowego, ale take czasem, w którym aktywny skadnik jest uywany podczas wzmacniania sygnau. Ten czas trwania jest mierzony w stopniach testowej fali sinusoidalnej przyoonej do wejcia wzmacniacza, 360 stopni reprezentujcych peny cykl. W praktyce klas wzmocnienia okrela polaryzacja elementów (lampy, tranzystory bipolarne, tranzystory polowe itp.) wzmacniacza lub obliczenie punktu spoczynkowego.

Widok obszarów, w których uywany jest sygna dla rónych klas wzmacniaczy.

Obwody wzmacniacza s klasyfikowane w kategoriach A, B, AB i C dla wzmacniaczy analogowych oraz D, E i F dla wzmacniaczy przeczajcych. W przypadku wzmacniaczy analogowych, kada klasa okrela proporcj sygnau wejciowego, która jest wykorzystywana przez kady aktywny komponent do uzyskania wzmocnionego sygnau (patrz rysunek obok), który jest równie okrelony przez kt przewodzenia a :

Klasa A: Wykorzystywany jest cay sygna wejciowy (100%) ( a = 360 °).
Klasa B: Wykorzystywana jest poowa sygnau (50%) ( a = 180 °).
Klasa AB: Wykorzystywana jest ponad poowa, ale nie cay sygna (50100%) (180° < a < 360°).
Klasa C: Wykorzystywana jest mniej ni poowa (050%) sygnau (0 < a <180°).

Wzmacniacze klasy AB s tak nazwane, poniewa dziaaj jak wzmacniacze klasy A dla sygnaów o niskiej amplitudzie, a nastpnie stopniowo przechodz do klasy B w miar wzrostu amplitudy sygnau.

Istniej inne klasy dla wzmacniaczy analogowych: G i H. Klasy te nie wyróniaj si ju od innych ktem przewodzenia, ale sprawnoci. Klasa G zostaa wprowadzona w 1976 roku przez firm Hitachi . Wzmacniacze klasy G maj kilka szyn o rónych napiciach i przeczaj si midzy sob w zalenoci od mocy wymaganej na wyjciu. Umoliwia to zwikszenie wydajnoci poprzez zmniejszenie mocy traconej w tranzystorach wyjciowych. Wzmacniacze klasy H s podobne do wzmacniaczy klasy G, z t rónic, e napicie zasilania poda za lub jest modulowane przez sygna wejciowy.

W przeciwiestwie do wzmacniaczy analogowych, które wykorzystuj swoje aktywne komponenty w swojej strefie liniowej, wzmacniacze przeczajce wykorzystuj swoje aktywne komponenty jako przeczniki, doprowadzajc je do ich strefy nasycenia. Stosujc je w ten sposób mona wyróni dwa tryby pracy aktywnych elementów: wczony (lub nasycony) i zablokowany. Gdy skadnik aktywny jest zablokowany, przepywajcy przez niego prd wynosi zero, a gdy jest nasycony, spadek napicia na jego zaciskach jest niewielki. W kadym trybie pracy straty mocy s bardzo niskie, dziki czemu wzmacniacze przeczajce maj wysok sprawno. Ten wzrost sprawnoci umoliwia mniejsze zapotrzebowanie na energi z zasilacza i zastosowanie mniejszych radiatorów ni w przypadku wzmacniacza analogowego o równowanej mocy. To wanie dziki tym zaletom w zakresie wydajnoci i gonoci wzmacniacze klasy D konkuruj ze wzmacniaczami klasy AB w wielu zastosowaniach.

Wzmacniacze klasy E i F to wzmacniacze o wysokiej wydajnoci, które s zoptymalizowane do wzmacniania tylko niskiego zakresu czstotliwoci. S one zwykle uywane do wzmacniania czstotliwoci radiowych . Zasada dziaania wzmacniaczy klasy E zostaa po raz pierwszy opublikowana w 1975 roku przez Nathana O. Sokala i Alana D. Sokala . Wzmacniacze klasy F dziaaj na tej samej zasadzie co wzmacniacze klasy E, ale z obcieniem dostrojonym do czstotliwoci i niektórych jej harmonicznych , podczas gdy obcienie wzmacniaczy klasy E jest dostrojone tylko do czstotliwoci podstawowej.

Klasyfikacja metod sprzenia

Wzmacniacze s czasami klasyfikowane wedug ich metody sprzenia midzy wejciem a wyjciem lub midzy rónymi stopniami wzmacniacza. Te róne metody obejmuj sprzenie pojemnociowe , indukcyjne ( transformatorowe ) i bezporednie .

Sprzenie pojemnociowe umoliwia izolacj polaryzacji stopni midzy nimi, z drugiej strony nie umoliwia wzmocnienia DC. Zastosowanie bezporedniego sprzenia pozwala zrezygnowa z kondensatorów czcych i wzmocni prd stay pod warunkiem zastosowania symetrycznego zasilacza. Sprzenie indukcyjne umoliwia uzyskanie dopasowania impedancyjnego midzy stopniami lub utworzenie obwodu rezonansowego , ale wyklucza wzmocnienie bardzo niskich czstotliwoci. Wikszo wzmacniaczy zintegrowanych wykorzystuje bezporednie sprzenie midzy ich stopniami.

Charakterystyka wedug zakresu czstotliwoci

Wzmacniacze mona równie scharakteryzowa jako funkcj ich szerokoci pasma.

Wzmacniacz niskiej czstotliwoci (LF), w zwykym znaczeniu we Francji, jest przeznaczony do wzmacniania sygnaów wokó syszalnych czstotliwoci (20 do 16 kHz ); ale w kontekcie czstotliwoci radiowych, niskie czstotliwoci ( niska czstotliwo , LF) mieszcz si w zakresie od 30 do 300 kHz .

W przeciwiestwie do tego, wzmacniacz wysokiej czstotliwoci (HF) przetwarza sygnay o czstotliwociach wyszych ni niskie czstotliwoci. Kiedy podzielimy t rozleg dziedzin zgodnie z terminologi widma radiowego , rednia czstotliwo (MF) obejmuje od 0,3 do 3 MHz , wysok czstotliwo (HF), od 3 do 30 MHz , bardzo wysok czstotliwo (VHF). ) od 30 do 300 MHz , etc.

Wzmacniacze wysokiej czstotliwoci charakteryzuj si wzgldn szerokoci pasma. Te, których wzmocnienie jest w przyblieniu stae w szerokim zakresie, okrelane s jako szerokopasmowe . Tak jest w przypadku wzmacniacza wideo, prostego przemiennika w przekaniku telekomunikacyjnym.

Stosunek limitów szerokoci pasma wzmacniaczy wskopasmowych jest bliski 1 (na przykad od 450 do 460 kHz ). Zwykle uywaj dostrojonego obcienia. Przyznane obcienia to filtry pasmowoprzepustowe : pozwalaj na przechodzenie tylko jednej czstotliwoci lub pasma czstotliwoci i pozwalaj na uycie zespoów klasy E lub F, które s interesujce, poniewa maj wysok wydajno.

Klasyfikacja stopni wzmacniacza przez ich elektrod podczon do zera

Jedna z tych klasyfikacji odnosi si do elektrody podczonej do zera: schemat stopnia wzmacniacza jest wtedy opisany przez elektrod skadnika aktywnego, która jest poczona z krótsz na zerze. Tak wic mówi si o wspólnym emiterze wzmacniacza , na wspólnej pycie lub wspólnym odpywie . Nazwy te dostarczaj równie informacji o rodzaju zastosowanej technologii. Na przykad, wspólny wzmacniacz emiterowy uyje tranzystora bipolarnego , wspólna pyta bdzie lamp, podczas gdy wspólny wzmacniacz drenu uyje tranzystora MOSFET lub JFET . Bez wzgldu na elektrod aktywnego komponentu, z pewnoci istnieje zastosowanie, które doprowadzio do stworzenia zespou, w którym jest on poczony z zerem. Zobacz take wspólny kolektor , wspólna podstawa .

Inwerter i bez inwertera

Innym sposobem klasyfikacji wzmacniaczy jest uycie fazy midzy sygnaem wejciowym a wyjciowym. Wzmacniacza odwracajcego wytworzy sygna wyjciowy o 180 stopni na zewntrz od fazy z sygnaem wejciowym, lub odbicie lustrzane wejcia Jeli odczyt wejcie i wyjcie z oscyloskopu . Wzmacniacz nieodwracajcy wytworzy sygna wyjciowy o tej samej fazy jako wejcie. Zespó wtórnika emitera (lub wspólny kolektor) to rodzaj wzmacniacza, którego sygna na emiterze poda (ta sama faza i ta sama amplituda napicia) za sygnaem wejciowym. Zespoy zakwalifikowane jako follower to wzmacniacze prdowe: umoliwiaj uzyskanie wysokiego prdu wyjciowego przy niemal znikomym poborze prdu wejciowego.

Ten opis moe dotyczy pojedynczego etapu lub caego systemu.

Klasyfikacja wedug funkcji

Widok wntrza wzmacniacza tranzystorowego.

Wzmacniacze mona równie klasyfikowa wedug funkcji lub charakterystyki wyjciowej. Te opisy funkcjonalne czsto dotycz caego systemu, a nie pojedynczego etapu.

Serwowzmacniacz posiada ptl przeciw sprzeniu zwrotnemu w celu podporzdkowania urzdzenia wartoci zadanej przez sygna przyrzdu pomiarowego. Niektóre serwowzmacniacze wzmacniaj tylko prd stay i niskie czstotliwoci (do kilkuset Hz), ignorujc w ten sposób wszelkie zakócenia o wysokiej czstotliwoci. Czsto stosuje si je w mechanicznych siownikach lub w silnikach prdu staego, które musz utrzymywa sta prdko lub moment obrotowy . Serwowzmacniacz, który wzmacnia prd przemienny, bdzie móg zrobi to samo z niektórymi maszynami na prd przemienny.
Wzmacniacz liniowy nie wytwarza znieksztace harmonicznych: sygna sinusoidalny na jego wejciu zawsze daje na wyjciu sygna sinusoidalny (patrz znieksztacenia ). Konstruktorzy zazwyczaj szukaj najlepszej moliwej liniowoci, ale istnieje kilka celowo nieliniowych wzmacniaczy na przykad logarytmicznych.
Te wzmacniacze audio zostay zaprojektowane specjalnie w celu odtworzenia syszalnych czstotliwoci a do elektroakustycznych gonikach . Czsto maj kilka wzmacniaczy zgrupowanych razem jako oddzielne lub mostkowane kanay w celu dostosowania do rónych systemów odtwarzania dwiku.

Informacje zwrotne

Zintegrowany wzmacniacz elektroniczny: wzmacniacz operacyjny.

W opinii odejmuje od sygnau wejciowego zmniejszony obraz sygnau wyjciowego przed wzmacniania go. Jego gównym efektem jest zmniejszenie wzmocnienia systemu. Jednak znieksztacenia wzmacniacza s równie odejmowane od sygnau wejciowego. Wzmacniacz wzmacnia w ten sposób zredukowany i odwrócony obraz znieksztace. Sprzenie zwrotne umoliwia równie kompensacj dryftów termicznych lub nieliniowoci komponentów. Chocia skadniki aktywne s uwaane za liniowe w czci ich funkcji przenoszenia , w rzeczywistoci s one zawsze nieliniowe; ich prawo konstytutywne jest potg dwojga. Wynikiem tych nieliniowoci jest znieksztacenie wzmocnienia.

Zasada sprzenia zwrotnego zostaa odkryta przez Harolda Stephena Blacka na2 sierpnia 1927. Ten pomys wpadby mu do gowy, gdy by w drodze do pracy w Bell Labs . Jego poprzednie prace nad redukcj znieksztace we wzmacniaczach umoliwiy mu ju odkrycie wzmacniaczy a priori ( feedforward w jzyku angielskim), które modyfikuj wzmacniany sygna w celu skompensowania znieksztace powodowanych przez komponenty mocy. Chocia pojawiy si ponownie w latach 70., aby skompensowa znieksztacenia wzmacniaczy SSB , w latach 20. praktyczna realizacja wzmacniaczy a priori okazaa si trudna i nie dziaay zbyt dobrze. W 1927 roku zgoszenie patentowe Blacka dotyczce sprzenia zwrotnego zostao zaakceptowane jako wniosek o wynalezienie perpetum mobile . W kocu zostaa przyjta dziewi lat póniej, wgrudzie 1931, po tym, jak Black i inni z Bell Labs opracowali teori sprzenia zwrotnego.

Dobrze zaprojektowany wzmacniacz, majcy wszystkie stopnie w otwartej ptli (bez sprzenia zwrotnego), moe osign procentowy wspóczynnik znieksztace . W przypadku informacji zwrotnej powszechna jest stawka 0,001%. Szum, w tym znieksztacenia zwrotnicy, mona praktycznie wyeliminowa.

To aplikacja dyktuje stopie znieksztace, które mog by tolerowane. W przypadku zastosowa typu wzmacniacza hi-fi lub oprzyrzdowania wspóczynnik znieksztace musi by minimalny, czsto mniejszy ni 1%.

Podczas gdy sprzenie zwrotne wydaje si by lekarstwem na wszystkie dolegliwoci wzmacniacza, wielu uwaa, e to za rzecz. Poniewa wykorzystuje ptl, reakcja na sygna wejciowy zajmuje skoczon ilo czasu i przez ten krótki czas wzmacniacz wymyka si spod kontroli. Muzyczny transjent, którego czas trwania jest tego samego rzdu wielkoci, co ten okres, zostanie zatem powanie znieksztacony. I to nawet jeli wzmacniacz ma niski wspóczynnik znieksztace w stanie ustalonym. To wanie wyjania istnienie przejciowych znieksztace intermodulacyjnych we wzmacniaczach. Ten temat by szeroko dyskutowany pod koniec lat 70. i przez wikszo lat 80. XX wieku.

Argumenty te od lat budz kontrowersje i powoduj, e zjawiska te s brane pod uwag przy projektowaniu wzmacniacza w celu ich wyeliminowania. W rzeczywistoci wikszo nowoczesnych wzmacniaczy wykorzystuje silne sprzenie zwrotne, podczas gdy schematy stosowane we wzmacniaczach audio wysokiej klasy staraj si je zminimalizowa.

Bez wzgldu na zalety tych argumentów o tym, jak zmienia znieksztacenia, sprzenie zwrotne zmienia impedancj wyjciow wzmacniacza, a tym samym jego wspóczynnik tumienia . Mówic prociej, wspóczynnik tumienia charakteryzuje zdolno wzmacniacza do sterowania obudow. Jeli wszystko pójdzie dobrze, im silniejsze sprzenie zwrotne, tym nisza impedancja wyjciowa i wikszy wspóczynnik tumienia. Ma to wpyw na niskie czstotliwoci wielu goników, które maj nierówne basy, jeli wspóczynnik tumienia wzmacniacza jest zbyt niski.

Koncepcja sprzenia zwrotnego jest stosowana we wzmacniaczach operacyjnych w celu precyzyjnego okrelenia wzmocnienia i szerokoci pasma.

Przykad zespou wzmacniacza

Praktyczny przykad wzmacniacza.

W celach ilustracyjnych wykorzystany zostanie ten praktyczny przykad wzmacniacza. Moe by uywany jako podstawa dla wzmacniacza audio o redniej mocy. Jego ukad, cho znacznie uproszczony, jest typowy dla nowoczesnego wzmacniacza dziki wyjciu push-pull w klasie AB i zastosowaniu sprzenia zwrotnego. Wykorzystuje tranzystory bipolarne, ale równie atwo mona to zrobi z tranzystorami polowymi lub lampami.

Sygna wejciowy jest doprowadzony do bazy tranzystora Q1 przez kondensator czcy Cl. Kondensator przepuszcza sygna AC , ale blokuje napicie DC z powodu polaryzacji Q1 przez mostek dzielnika R1-R2. Dziki C1 napicie polaryzacji Q1 nie ma wpywu na poprzedni obwód . Q1 i Q2 tworz par rónicow ( para rónicowa daje sygna proporcjonalny do rónicy midzy jej dwoma wejciami). Ta konfiguracja suy do atwej implementacji informacji zwrotnej, która jest dostarczana od Q2 do R7 i R8. Sprzenie zwrotne pozwala wzmacniaczowi porówna wejcie do wyjcia prdowego. Sygna wzmocniony przez Q1 jest przesyany bezporednio do drugiego stopnia Q3, który dodatkowo wzmacnia sygna i dostarcza napicie polaryzacji DC stopnia wyjciowego (Q4 i Q5). R6 suy jako obcienie dla Q3. Bardziej zaawansowany monta prawdopodobnie wykorzystaby aktywne obcienie, na przykad ródo prdu staego. Do tej pory wzmacniacz pracuje w klasie A. Para wyjciowa jest poprowadzona w push-pullu klasy AB, zwanej te par komplementarn. Zapewniaj wikszo wzmocnienia prdu i bezporednio napdzaj obcienie przez kondensator cza C2, który blokuje skadow prdu staego. Te diody D1 i D2 stanowi mae napicie prdu staego do dociskania pary wyjcie tak, e znieksztacenie nakadania jest zminimalizowane. Musz one by termicznie sprzone z Q4 i Q5 (czsto przymocowane do ich radiatora) w celu skompensowania ich dryftu temperatury (wzrost prdu polaryzacji z powodu ogrzewania), a tym samym uniknicia niestabilnoci termicznej.

Ten schemat jest prosty, ale stanowi dobr podstaw do realizacji prawdziwego wzmacniacza, poniewa automatycznie stabilizuje swój punkt pracy dziki ptli sprzenia zwrotnego, która dziaa od cigego do poza pasmem audio. Prawdziwy wzmacniacz prawdopodobnie korzystaby z dodatkowego obwodu, który obnia wzmocnienie poza uyteczne pasmo czstotliwoci, aby unikn niepodanych oscylacji . Ponadto zastosowanie diod staych do polaryzacji moe powodowa problemy, jeli diody nie s termicznie i elektrycznie dopasowane do tranzystorów wyjciowych. Rzeczywicie, jeli tranzystory stan si zbyt zajte, ryzykuj zniszczenie przez niestabiln temperatur. Tradycyjnym rozwizaniem stabilizacji elementów wyjciowych jest dodanie rezystorów o wartoci jednego lub wicej omów poczonych szeregowo z emiterami. Obliczenie rezystorów i kondensatorów obwodu odbywa si zgodnie z zastosowanymi aktywnymi komponentami i przyszym wykorzystaniem wzmacniacza.

Rodzaje wzmacniaczy

Wzmacniacze operacyjne

Gówne artykuy: Wzmacniacz operacyjny i Podstawowe zespoy wzmacniaczy operacyjnych .

Wzmacniacze operacyjne.

Te wzmacniacze operacyjne (zwane równie op-amp lub amp op, AO, PDO, ALI, AIL lub CIL) byy pierwotnie zaprojektowane do wykonywania operacji matematycznych za pomoc napicia jako obraz innej wielkoci. Jest to podstawowa koncepcja komputerów analogowych, w których wzmacniacze operacyjne s uywane do modelowania podstawowych operacji matematycznych ( dodawanie , odejmowanie , cakowanie , wyprowadzanie ). Jednak idealny wzmacniacz operacyjny jest niezwykle elastyczny w uyciu i moe wykonywa wiele innych zastosowa poza podstawowymi operacjami matematycznymi. W praktyce, wzmacniacze operacyjne s zbudowane z tranzystorów, lamp elektronowych lub innych elementów wzmacniajcych i s realizowane w oddzielnych lub zintegrowanych ukadów .

Wzmacniacze operacyjne zostay pierwotnie opracowane w erze lamp elektronowych , kiedy byy uywane w komputerach analogowych . Obecnie wzmacniacze operacyjne s dostpne jako ukady scalone , chocia wersje jako komponenty dyskretne s uywane do konkretnych zastosowa.

Wzmacniacze operacyjne s dostpne w standardowych formatach, pinoutach i poziomach napicia zasilania. Dziki kilku zewntrznym komponentom mog osign szerok gam przydatnych funkcji w przetwarzaniu sygnau . Wikszo standardowych ChNP kosztuje tylko kilkadziesit groszy, ale dyskretna lub zintegrowana ChNP o niestandardowej charakterystyce niskiej wielkoci produkcji moe kosztowa ponad 100 USD za sztuk.

Gówni producenci wzmacniaczy operacyjnych to: Analog Devices , Linear Technology , Maxim , National Semiconductor , STMicroelectronics oraz Texas Instruments .

Wzmacniacze oprzyrzdowania

Gówny artyku: Wzmacniacz oprzyrzdowania .

Typowy schemat wzmacniacza instrumentacyjnego (normy europejskie).

Wzmacniacz oprzyrzdowanie jest urzdzeniem elektronicznym przeznaczonym do przetwarzania sabych sygnaów elektrycznych . Typowym zastosowaniem jest przetwarzanie sygnaów z czujników pomiarowych. Jego dziaanie opiera si na zasadzie wzmocnienia rónicowego .

Wzmacniacz oprzyrzdowania jest zwykle wykonany z jednego lub wicej wzmacniaczy operacyjnych w taki sposób, e poprawia ich charakterystyk wewntrzn: przesunicie, dryf, szum wzmocnienia, wzmocnienie ptli otwartej, wspólny wspóczynnik tumienia trybu , impedancja wejciowa.

Idealne wzmocnienie w trybie wspólnym wzmacniacza oprzyrzdowania jest zminimalizowane. W przeciwnym obwodzie wzmocnienie sygnau wspólnego jest spowodowane rónicami wartoci midzy rezystorami o tej samej nazwie a niezerowym wzmocnieniem sygnau wspólnego dwóch wejciowych AOP. Produkcja rezystorów o dopasowanej wartoci jest gównym ograniczeniem w produkcji obwodów oprzyrzdowania.

Wzmacniacze instrumentalne mog by wykonane z wieloma AOP i precyzyjnymi rezystorami, ale s równie dostpne jako ukady scalone w katalogach kilku producentów (m.in. Texas Instruments , Analog Devices i Linear Technology ). Zintegrowany wzmacniacz oprzyrzdowania zwykle zawiera rezystory, których wartoci zostay precyzyjnie wyregulowane za pomoc lasera, dziki czemu oferuje doskonay wspóczynnik tumienia sygnau wspólnego .

Programowalne wzmacniacze

Programowalny wzmacniacz oznacza wzmacniacz zaprojektowany tak, aby jego wzmocnienie jest programowany zdalnie, na ogó za pomoc cza przewodowe ( RS , GPIB lub innych), w przeciwiestwie do konwencjonalnych wzmacniaczach wymagajcych rcznej regulacji za porednictwem tarczy na przykad.

Uwagi i referencje

Uwagi

Ten zespó jest uproszczon wersj zwykego wzmacniacza nadajnika . Wicej informacji mona znale na jego stronie.
Wzmocnienie jest nastpnie obliczane w nastpujcy sposób: 20 log (Vs / Ve).
10 ^3/20 2 .
Jest to wane tylko wtedy, gdy wejcie i wyjcie s dopasowane pod wzgldem impedancji.

Bibliografia

Midzynarodowa Komisja Elektrotechniczna , elektrycznych i magnetycznych urzdzeniami: specjalne urzdzenia elektryczne , w IEC 60050 International Electrotechnical Vocabulary ,2001( czytaj online ) , s. 151-13-50, IEC60050 , s. 351-56-32.
IEC 60050 , s. 131-12-81.
Bogdan Grabowski , Funkcje elektroniki , Pary, Dunod , 1980 pasa = 26.
(w) Albert Malvino Paul, David J. Bates, Zasady elektroniczne , McGraw-Hill Science2006, 1116 s. ( ISBN 0-07-322277-1 i 0071108467 ) , s. 563-577.
Henri Lilen , (Krótka) historia elektroniki , Pary, Vuibert ,2003, 640 pkt. ( ISBN 2-7117-5336-0 i 978-2711753369 ) , rozdzia 4: Lee De Forest wymyla Audion lub triod lampow.
(w) Barbour E., The Cool Sound of Tubes , IEEE Spectrum , 1998, Volume 35 (8), s. 24-35 .
(w) Robert S. Symons, Tubes: Still After All essential years , IEEE Spectrum , 1998, Volume 35 (4), s. 52-63 .
(w) Ron Mancini , Wzmacniacze operacyjne dla kadego: projekt referencyjny , Amsterdam Boston, Newnes,2003, 377 s. ( ISBN 978-0-7506-7701-1 , OCLC 845656062 ) , s. 1-3.
(w) Odroczenie aplikacji Texas Instruments slva043a : Analiza szumów w obwodach wzmacniaczy operacyjnych (PDF) , s. 2 .
Patrick ALDEBERT, Techniki inyniera pliku E320: Wzmacniacze niskopoziomowe . Paragraf: 5.5 Minimalizacja haasu, luty 2002.
(w) John Bertrand Johnson, Termiczne mieszanie energii elektrycznej w przewodach , Phys. ks . 32, 97 (1928) - "eksperyment".
(w) Harry Nyquist, Termiczne pobudzanie adunku elektrycznego w przewodnikach , Fiz. ks . 32, 110 (1928) - "teoria".
(w) R. Sarpeshkar, T. Delbruck i CA Mead, Biay szum w tranzystorach i rezystorach MOS , IEEE Circuits Devices Magazine , s. 23-29 , listopad 1993.
(en) Ron Mancini, Wzmacniacze operacyjne dla kadego: referencje projektowe , Newnes,2003, 377 s. ( ISBN 0-7506-7701-5 i 978-0750677011 ) , s. 10.3.3 Szum migotania
Dostpne na stronie internetowej TI (PDF) .
(en) Intersil uwaga Zastosowanie 509 : Wzmacniacz operacyjny Prognozowanie haasu (PDF) .
(w) Ron Mancini, Wzmacniacze operacyjne dla kadego: Design Reference , Newnes,2003, 377 s. ( ISBN 0-7506-7701-5 i 978-0750677011 ) , s. 10.3.4 Odgos wybuchu
Dostpne na stronie internetowej TI (PDF) .
(w) Implementacja opónienia Texas Instruments slva043 : Analiza szumów w obwodach wzmacniacza operacyjnego (PDF) .
(w) róda haasu w Bulk CMOS (PDF) - Kent H. Lundberg.
Paul Horowitz i Winfield Hill ( tum. z jzyka angielskiego), Traktat o elektronice analogowej i cyfrowej [ The Art of Electronics ], t. 1: Techniki analogowe , Nieppe, Publitronic,1996, 538 pkt. ( ISBN 2-86661-070-9 ) , s. 437: Zakócenia.
Paul Horowitz i Winfield Hill ( tum. z jzyka angielskiego), Traktat o elektronice analogowej i cyfrowej [ The Art of Electronics ], t. 1: Techniki analogowe , Nieppe, Publitronic,1996, 538 pkt. ( ISBN 2-86661-070-9 ) , s. 459-470: Zakócenia: ekranowanie i uziemienie.
(en) Albert Paul Malvino, David J. Bates, Zasady elektroniczne , McGraw-Hill Science,2006, 1116 s. ( ISBN 0-07-322277-1 i 0071108467 ) , XII-I: Warunki wzmacniacza.
Amplifiers , Encyclopædia Universalis, 2008. Na stronie universalis.fr , konsultacja 18 listopada 2008.
Pascal Bareau , Wzmacniacze , Techniki inynierskie - Elektronika , t. 1, Pary, wyd. Techniki inynierskie,listopad 2001( ISSN 0399-4120 , prezentacja online ) , rozdz. E310, E-310-1 do E-310-12, rozdz. 4 : Klasy operacyjne , s. 7-9..
(en) [PDF] David Su, CMOS RF Power Amplifiers: Non Linear, Linear, Linearized , Atheros Communications, Sunnyvale, Kalifornia, w IEEE Local Chapter 2002, s. 4-5-6 / 41. Ze strony ewh.ieee.org , dostp 18 listopada 2008 r.
(pl) Douglas Self, Podrcznik projektowania wzmacniaczy mocy audio , Newnes,2006, 468 s. ( ISBN 0-7506-8072-5 , czytaj online ) , s. 37.
(w) Albert Malvino Paul, David J. Bates, Zasady elektroniczne , McGraw-Hill Science2006, 1116 s. ( ISBN 0-07-322277-1 i 0071108467 ) , XXII-XI: Wzmacniacz klasy D.
(w) NIE Sokal i Alan D. Sokal, klasa E nowa klasa wysokowydajnych, strojonych, jednokierunkowych, przeczajcych wzmacniaczy mocy , IEEE Journal of Solid-State Circuits , tom. SC-10, s. 168-176 , czerwiec 1975. HVK.
(pl) Douglas Self, Podrcznik projektowania wzmacniaczy mocy audio , Newnes,2006, 468 s. ( ISBN 0-7506-8072-5 , czytaj online ) , Historia, architektura i negatywne opinie , s. 42-46: "Wzmacniacz sprzony AC i DC".
Paul Horowitz i Winfield Hill ( tum. z jzyka angielskiego), Traktat o elektronice analogowej i cyfrowej [ The Art of Electronics ], t. 1: Techniki analogowe , Nieppe, Publitronic,1996, 538 pkt. ( ISBN 2-86661-070-9 ) , s. 71: Zwolennicy z symetrycznym zasilaniem.
Michel Fleutry , Encyklopedyczny sownik angielsko-francuskiej elektroniki , The House of the Dictionary,1991( ISBN 2-85608-043-X ) , s. 463
Fleutry 1991 , s. 1035.
Fleutry 1991 , s. 554.
Fleutry 1991 , s. 444.453.
(w) Ronald Kline: Harold Black i wzmacniacz z ujemnym sprzeniem zwrotnym , IEEE Control Systems Magazine , Tom: 13 (4), str: 82-85, sierpie 1993.
(w) Ron Mancini, Wzmacniacze operacyjne dla kadego , wydanie drugie , strona: 1-1.
(en) Patent USA 1 686 792 .
(en) Patent USA 2,102,671 .
(w) Przeczytaj online eepatents.com [PDF] .
(w) Otala, M. i E. Leinonen: The Theory of Transient Intermodulation Distortion , IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing , ASSP-25 (1), luty 1977.
(w) Petri-Larmi Pan Otala Pan Leinonen, E. Lammasniemi, J.: Audiability of transient intermodulation distortion , IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP '78) , Tom: 3 strony: 255- 262, kwiecie 1978.
(w) Cherry, E: Comments on Theory of transient intermodulation distortion , IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing , tom 27 (6), s. 653-654, grudzie 1979.
(w) Matti Otala: Transient Distortion in Transistorized Audio Power Amplifiers , IEEE Transactions on Audio Electroacoustics , Volume: AU-18, Pages: 234-239, September 1970.
(w) Cherry, E: Transient Intermodulation Distortion-Cz I: Hard No! Inearity, IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing , tom 29 (2), s. 137-146, kwiecie 1981.
wyjciowy push-pull s klasy AB warunkiem, e napicie na zaciskach przodu jednej z diod wykorzystywane do polaryzacji jest wiksza ni na napicia tranzystora bipolarnego ( 0,7 V w ogóle). W przeciwnym razie jest to push-pull klasy B lub C.

(w) Uwaga dotyczca zastosowania urzdze analogowych 106 : Zbiór aplikacji na wzmacniacze (PDF) .

(en) Krajowe póprzewodniki AN-20 : Przewodnik po zastosowaniach wzmacniaczy operacyjnych , s. 5-15 .

(en) Krajowe póprzewodniki AN-30 : Konwertery logarytmiczne .

(w) Podrcznik zastosowa wzmacniaczy operacyjnych Texas Instruments , s. 87-81 : Dodatkowe obwody.

Patrick Aldebert, Dokumentacja technik inynierskich E320 : Wzmacniacze niskiego poziomu . Akapit: Aby dowiedzie si wicej, luty 2002 r.

(w) Smither, Pugh i Woolard: CMRR Analysis of the three-op-amp instrumentation amplifier , Electronics letters , 2 lutego 1989.

(fr) Ten artyku jest czciowo lub w caoci zaczerpnity z anglojzycznego artykuu Wikipedii zatytuowanego Wzmacniacz elektroniczny ( patrz lista autorów ) .

(fr) Ten artyku jest czciowo lub w caoci zaczerpnity z anglojzycznego artykuu Wikipedii zatytuowanego Wzmacniacz operacyjny ( patrz lista autorów ) .

(fr) Ten artyku jest czciowo lub w caoci zaczerpnity z anglojzycznego artykuu Wikipedii zatytuowanego Wzmacniacz oprzyrzdowania ( patrz lista autorów ) .

(fr) Ten artyku jest czciowo lub w caoci zaczerpnity z anglojzycznego artykuu Wikipedii zatytuowanego " Burst noise " ( zobacz list autorów ) .

Bibliografia

Po francusku

Michel Girard, Wzmacniacze mocy , Ediscience International,1993, 435 s. ( ISBN 2-84074-041-9 i 978-2840740414 )
wczeniej (1988) w McGraw-Hill.
- Michel Girard, Wzmacniacze mocy , Paris, McGraw-Hill, coll. "Analogowy elektroniczny",1988, 434 s. ( ISBN 978-2-7042-1180-7 , OCLC 19496846 ).
Paul Horowitz i Winfield Hill ( tum. z jzyka angielskiego), Traktat o elektronice analogowej i oryginalne numériquetitre = The Art of Electronicsvolume = 1 , techniki analogowe , Nieppe, Publitronic,1996, 538 pkt. ( ISBN 2-86661-070-9 ).
Tran Tien Lang , Analogowa elektronika ukadów scalonych , Pary/Mediolan/Barcelona, Masson,1997, 396 s. ( ISBN 2-225-85306-1 ).
Jean Hiraga , Inicjacja do wzmacniaczy lampowych , Paris, Dunod ,1998, 212 s. ( ISBN 2-10-005269-1 ).
Paul Albert Malvino i David J. Bates , zasady elektroniczne [ Zasady elektroniczne], Dunod ,2002, 6 ^th ed. ( ISBN 2-10-005810-X ).

Po angielsku

(pl) Ron Mancini , Wzmacniacze operacyjne dla kadego: referencje projektowe , Newnes,2003, 377 s. ( ISBN 0-7506-7701-5 i 978-0750677011 )
wydanie drugie ( Dostpne na stronie TI (PDF) ).
(pl) Walt Jung , Podrcznik zastosowa wzmacniacza operacyjnego , Newnes,2004( ISBN 0-7506-7844-5 i 978-0750678445 )
Dostpne na stronie Analog Devices (PDF) .
(pl) Douglas Self , Podrcznik projektowania wzmacniaczy mocy audio , Newnes,2006, 468 s. ( ISBN 0-7506-8072-5 , przeczytaj online ).
(en) Albert Paul Malvino i David J. Bates , Zasady elektroniczne , McGraw-Hill Science,2006, 7 ^th ed. , 1116 s. ( ISBN 0-07-322277-1 i 0071108467 ).

Zobacz równie

Powizane artykuy

Wzmacniacze:
Zespoy wzmacniaczy:
Skadniki:
Ogólne w innych dziedzinach
- Sprzenie zwrotne

Linki zewntrzne

(en) Konwersja: wspóczynnik znieksztace na tumienie znieksztace i THD
(pl) [PDF] Alternatywna topologia zwana wzmacniaczem z uziemionym mostkiem
(pl) [PDF] Odkrycie wzmacniacza mocy
(pl) Mnóstwo tonów !! : Strona wyjaniajca nieliniowe etapy znieksztace w modelach wzmacniaczy
(pl) [PDF] International Rectifier nota aplikacyjna 1071 : Podstawy wzmacniacza audio klasy D
(pl) [PDF] Nota aplikacyjna A dotyczca póprzewodników krajowych : Monolityczny wzmacniacz operacyjny: studium samouczka
(pl) [PDF] Opracowanie techniczne Texas Instruments SLOA011 : Zrozumienie specyfikacji wzmacniacza operacyjnego
(pl) [PDF] Raport aplikacji Texas Instruments slva043a : Analiza haasu w obwodach wzmacniacza operacyjnego
(pl) [PDF] Krajowa nota aplikacyjna dotyczca póprzewodników nr 20 : Przewodnik po zastosowaniach wzmacniaczy operacyjnych
(en) [PDF] Nota aplikacyjna dotyczca póprzewodników krajowych 30 : Konwertery logów
(en) [PDF] Artyku techniczny dotyczcy urzdze analogowych : Praktyczny przegld wzmacniaczy trybu wspólnego i oprzyrzdowania .

Wersja tego artykuu z 14 marca 2007 zostaa uznana za artyku jakoci , co oznacza, e spenia kryteria jakoci dotyczce stylu, przejrzystoci, trafnoci, cytowania róde i ilustracji.

[4] Ten zespó jest uproszczon wersj zwykego wzmacniacza nadajnika . Wicej informacji mona znale na jego stronie.

[5] Wzmocnienie jest nastpnie obliczane w nastpujcy sposób: 20 log (Vs / Ve).

[6] 10 ^3/20 2 .

[8] Jest to wane tylko wtedy, gdy wejcie i wyjcie s dopasowane pod wzgldem impedancji.

[1] Midzynarodowa Komisja Elektrotechniczna , elektrycznych i magnetycznych urzdzeniami: specjalne urzdzenia elektryczne , w IEC 60050 International Electrotechnical Vocabulary ,2001( czytaj online ) , s. 151-13-50, IEC60050 , s. 351-56-32.

[131-12-81IEC60050-2] IEC 60050 , s. 131-12-81.

[3] Bogdan Grabowski , Funkcje elektroniki , Pary, Dunod , 1980 pasa = 26.

[7] (w) Albert Malvino Paul, David J. Bates, Zasady elektroniczne , McGraw-Hill Science2006, 1116 s. ( ISBN 0-07-322277-1 i 0071108467 ) , s. 563-577.

[9] Henri Lilen , (Krótka) historia elektroniki , Pary, Vuibert ,2003, 640 pkt. ( ISBN 2-7117-5336-0 i 978-2711753369 ) , rozdzia 4: Lee De Forest wymyla Audion lub triod lampow.

[10] (w) Barbour E., The Cool Sound of Tubes , IEEE Spectrum , 1998, Volume 35 (8), s. 24-35 .

[11] (w) Robert S. Symons, Tubes: Still After All essential years , IEEE Spectrum , 1998, Volume 35 (4), s. 52-63 .

[12] (w) Ron Mancini , Wzmacniacze operacyjne dla kadego: projekt referencyjny , Amsterdam Boston, Newnes,2003, 377 s. ( ISBN 978-0-7506-7701-1 , OCLC 845656062 ) , s. 1-3.

[13] (w) Odroczenie aplikacji Texas Instruments slva043a : Analiza szumów w obwodach wzmacniaczy operacyjnych (PDF) , s. 2 .

[14] Patrick ALDEBERT, Techniki inyniera pliku E320: Wzmacniacze niskopoziomowe . Paragraf: 5.5 Minimalizacja haasu, luty 2002.

[15] (w) John Bertrand Johnson, Termiczne mieszanie energii elektrycznej w przewodach , Phys. ks . 32, 97 (1928) - "eksperyment".

[16] (w) Harry Nyquist, Termiczne pobudzanie adunku elektrycznego w przewodnikach , Fiz. ks . 32, 110 (1928) - "teoria".

[17] (w) R. Sarpeshkar, T. Delbruck i CA Mead, Biay szum w tranzystorach i rezystorach MOS , IEEE Circuits Devices Magazine , s. 23-29 , listopad 1993.

[Op_Amps_for_Everyone-Flicker_Noise-18] (en) Ron Mancini, Wzmacniacze operacyjne dla kadego: referencje projektowe , Newnes,2003, 377 s. ( ISBN 0-7506-7701-5 i 978-0750677011 ) , s. 10.3.3 Szum migotania
Dostpne na stronie internetowej TI (PDF) .

[intersil-19] (en) Intersil uwaga Zastosowanie 509 : Wzmacniacz operacyjny Prognozowanie haasu (PDF) .

[20] (w) Ron Mancini, Wzmacniacze operacyjne dla kadego: Design Reference , Newnes,2003, 377 s. ( ISBN 0-7506-7701-5 i 978-0750677011 ) , s. 10.3.4 Odgos wybuchu
Dostpne na stronie internetowej TI (PDF) .

[21] (w) Implementacja opónienia Texas Instruments slva043 : Analiza szumów w obwodach wzmacniacza operacyjnego (PDF) .

[22] (w) róda haasu w Bulk CMOS (PDF) - Kent H. Lundberg.

[23] Paul Horowitz i Winfield Hill ( tum. z jzyka angielskiego), Traktat o elektronice analogowej i cyfrowej [ The Art of Electronics ], t. 1: Techniki analogowe , Nieppe, Publitronic,1996, 538 pkt. ( ISBN 2-86661-070-9 ) , s. 437: Zakócenia.

[24] Paul Horowitz i Winfield Hill ( tum. z jzyka angielskiego), Traktat o elektronice analogowej i cyfrowej [ The Art of Electronics ], t. 1: Techniki analogowe , Nieppe, Publitronic,1996, 538 pkt. ( ISBN 2-86661-070-9 ) , s. 459-470: Zakócenia: ekranowanie i uziemienie.

[Malvino-Amplifier_Terms-25] (en) Albert Paul Malvino, David J. Bates, Zasady elektroniczne , McGraw-Hill Science,2006, 1116 s. ( ISBN 0-07-322277-1 i 0071108467 ) , XII-I: Warunki wzmacniacza.

[26] Amplifiers , Encyclopædia Universalis, 2008. Na stronie universalis.fr , konsultacja 18 listopada 2008.

[Supelec-27] Pascal Bareau , Wzmacniacze , Techniki inynierskie - Elektronika , t. 1, Pary, wyd. Techniki inynierskie,listopad 2001( ISSN 0399-4120 , prezentacja online ) , rozdz. E310, E-310-1 do E-310-12, rozdz. 4 : Klasy operacyjne , s. 7-9..

[DSu-28] (en) [PDF] David Su, CMOS RF Power Amplifiers: Non Linear, Linear, Linearized , Atheros Communications, Sunnyvale, Kalifornia, w IEEE Local Chapter 2002, s. 4-5-6 / 41. Ze strony ewh.ieee.org , dostp 18 listopada 2008 r.

[29] (pl) Douglas Self, Podrcznik projektowania wzmacniaczy mocy audio , Newnes,2006, 468 s. ( ISBN 0-7506-8072-5 , czytaj online ) , s. 37.

[Malvino-Class-D-30] (w) Albert Malvino Paul, David J. Bates, Zasady elektroniczne , McGraw-Hill Science2006, 1116 s. ( ISBN 0-07-322277-1 i 0071108467 ) , XXII-XI: Wzmacniacz klasy D.

[31] (w) NIE Sokal i Alan D. Sokal, klasa E nowa klasa wysokowydajnych, strojonych, jednokierunkowych, przeczajcych wzmacniaczy mocy , IEEE Journal of Solid-State Circuits , tom. SC-10, s. 168-176 , czerwiec 1975. HVK.

[32] (pl) Douglas Self, Podrcznik projektowania wzmacniaczy mocy audio , Newnes,2006, 468 s. ( ISBN 0-7506-8072-5 , czytaj online ) , Historia, architektura i negatywne opinie , s. 42-46: "Wzmacniacz sprzony AC i DC".

[33] Paul Horowitz i Winfield Hill ( tum. z jzyka angielskiego), Traktat o elektronice analogowej i cyfrowej [ The Art of Electronics ], t. 1: Techniki analogowe , Nieppe, Publitronic,1996, 538 pkt. ( ISBN 2-86661-070-9 ) , s. 71: Zwolennicy z symetrycznym zasilaniem.

[34] Michel Fleutry , Encyklopedyczny sownik angielsko-francuskiej elektroniki , The House of the Dictionary,1991( ISBN 2-85608-043-X ) , s. 463

[Fleutry19911035-35] Fleutry 1991 , s. 1035.

[Fleutry1991554-36] Fleutry 1991 , s. 554.

[Fleutry1991444,453-37] Fleutry 1991 , s. 444.453.

[38] (w) Ronald Kline: Harold Black i wzmacniacz z ujemnym sprzeniem zwrotnym , IEEE Control Systems Magazine , Tom: 13 (4), str: 82-85, sierpie 1993.

[39] (w) Ron Mancini, Wzmacniacze operacyjne dla kadego , wydanie drugie , strona: 1-1.

[40] (en) Patent USA 1 686 792 .

[41] (en) Patent USA 2,102,671 .

[42] (w) Przeczytaj online eepatents.com [PDF] .

[43] (w) Otala, M. i E. Leinonen: The Theory of Transient Intermodulation Distortion , IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing , ASSP-25 (1), luty 1977.

[44] (w) Petri-Larmi Pan Otala Pan Leinonen, E. Lammasniemi, J.: Audiability of transient intermodulation distortion , IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP '78) , Tom: 3 strony: 255- 262, kwiecie 1978.

[45] (w) Cherry, E: Comments on Theory of transient intermodulation distortion , IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing , tom 27 (6), s. 653-654, grudzie 1979.

[46] (w) Matti Otala: Transient Distortion in Transistorized Audio Power Amplifiers , IEEE Transactions on Audio Electroacoustics , Volume: AU-18, Pages: 234-239, September 1970.

[47] (w) Cherry, E: Transient Intermodulation Distortion-Cz I: Hard No! Inearity, IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing , tom 29 (2), s. 137-146, kwiecie 1981.

[48] wyjciowy push-pull s klasy AB warunkiem, e napicie na zaciskach przodu jednej z diod wykorzystywane do polaryzacji jest wiksza ni na napicia tranzystora bipolarnego ( 0,7 V w ogóle). W przeciwnym razie jest to push-pull klasy B lub C.

[49] (w) Uwaga dotyczca zastosowania urzdze analogowych 106 : Zbiór aplikacji na wzmacniacze (PDF) .

[50] (en) Krajowe póprzewodniki AN-20 : Przewodnik po zastosowaniach wzmacniaczy operacyjnych , s. 5-15 .

[51] (en) Krajowe póprzewodniki AN-30 : Konwertery logarytmiczne .

[52] (w) Podrcznik zastosowa wzmacniaczy operacyjnych Texas Instruments , s. 87-81 : Dodatkowe obwody.

[53] Patrick Aldebert, Dokumentacja technik inynierskich E320 : Wzmacniacze niskiego poziomu . Akapit: Aby dowiedzie si wicej, luty 2002 r.

[CMRR_Analysis-54] (w) Smither, Pugh i Woolard: CMRR Analysis of the three-op-amp instrumentation amplifier , Electronics letters , 2 lutego 1989.

Wzmacniacz elektroniczny

Genera

Koncepcje

Zasada dziaania

Charakterystyka

Historyczny

Znieksztacenia we wzmacniaczach elektronicznych

Znieksztacenie amplitudy

Znieksztacenia harmoniczne

Znieksztacenia fazowe lub opónienia

Znieksztacenia intermodulacyjne

Haas we wzmacniaczach elektronicznych

Haas termiczny

Odgos strzau

Migotanie dwiku

Haas na blankach

Odgos lawiny

Inne rodzaje haasu

Stosunek sygnau do szumu

Klasyfikacja ukadów i stopni wzmacniaczy

Klasyfikacja wedug kta przewodzenia: klasy wzmacniacza

Klasyfikacja metod sprzenia

Charakterystyka wedug zakresu czstotliwoci

Klasyfikacja stopni wzmacniacza przez ich elektrod podczon do zera

Inwerter i bez inwertera

Klasyfikacja wedug funkcji

Informacje zwrotne

Przykad zespou wzmacniacza

Rodzaje wzmacniaczy

Wzmacniacze operacyjne

Wzmacniacze oprzyrzdowania

Programowalne wzmacniacze

Uwagi i referencje

Uwagi

Bibliografia

Bibliografia

Po francusku

Po angielsku

Zobacz równie

Powizane artykuy

Linki zewntrzne

Opiniones de nuestros usuarios

Renata Lewandowski

Wanda Krük

Lucyna Zaremba

Alexandra Kosiński

Enciclo

Sapientia

Scientia

Boobota