Elektronické zosilňovače sú špeciálne zariadenia, ktoré zvyšujú výkon, napätie alebo prúd prichádzajúcich signálov. Ich presný účel a princípy fungovania závisia od konkrétneho typu zariadenia, ktorých je pomerne veľa. Používajú sa v nahrávacích štúdiách, televízii a rádiu a pomáhajú pri prijímaní signálov Wi-Fi a signálov z vesmíru. A to nie je celý zoznam funkcií, pretože hodnotu týchto zariadení je ťažké preceňovať.
Tródy a skoré zosilňovače
Začiatkom 20. storočia svet zažil prudký rozvoj technológií. Rozvinulo sa strojárstvo, priemysel, energetika. V tom čase sa zrodila taká veda ako elektronika. Spočiatku nemal široké praktické uplatnenie, no po polstoročí sa tento smer stal pre ľudskú civilizáciu najdôležitejším. Všetko, čo dnes ľudia používajú, by bolo nemožné bez rozvoja elektronických technológií. Dôležitým prelomom tej doby bol vynález zariadenia nazývaného trióda.
Najprvpredlohou tohto zariadenia bola sklenená lampa s tromi elektrickými kontaktmi a bola určená na zmenu vstupného signálu elektrického prúdu. Zmena nastala zosilnením vstupného signálu. Tak sa objavil prvý elektronický zosilňovač v histórii, ktorý na úsvite storočia umožnil prelom v komunikačnom priemysle - vznikol prvý bezdrôtový telegraf.
Všeobecné zásady
Základný princíp fungovania absolútne akéhokoľvek zosilňovača elektrických signálov, bez ohľadu na jeho funkčný účel, je spôsobený tým, že pri malých zmenách hodnôt elektrického prúdu a / alebo napätia na vstupe zosilňovacieho obvodu dochádza k výraznému zvýšeniu týchto parametrov na výstupe, čo je možné uviesť do praxe.
Hlavnou súčasťou každého zosilňovača je zariadenie nazývané tranzistor. Skladá sa z troch samostatných polovodičových prvkov, ktoré majú elektrické kontakty - kolektor, základňa, žiarič. Keď nimi preteká striedavý prúd, v závislosti od jeho smeru tranzistor zosilňuje alebo zoslabuje výkon vstupného signálu.
Parametre zosilňovača
Najdôležitejšou charakteristikou zosilňovača je zosilnenie, ktoré sa rovná pomeru hodnoty parametra na vstupe k hodnote parametra na výstupe obvodu. V skutočnosti tento ukazovateľ dáva hlavnú predstavu o kvalite zariadenia a jeho schopnostiach. Ďalším dôležitým parametrom je amplitúdová charakteristika. V skutočnosti ide o funkčnú závislosť amplitúdy výstupných ukazovateľov odhodnoty vstupného signálu. Dôležitosť tohto parametra spočíva v tom, že táto závislosť je nelineárna, čo znamená, že obvod bude reagovať odlišne na rôzne hodnoty signálu na vstupe. Tretím dôležitým parametrom elektrónkového zosilňovača je frekvenčná charakteristika, ktorá vlastne ukazuje závislosť hodnoty zosilnenia od frekvencie vstupného signálu. Ako sa v praxi ukazuje, pri rôznych frekvenciách striedavého prúdu dochádza k zosilneniu rôznymi spôsobmi.
Klasifikácia
Existuje niekoľko znakov, podľa ktorých sa rozlišujú určité typy zosilňovačov. Prvým je frekvencia. Nízkofrekvenčné zariadenia sú schopné zvýšiť rýchlosť nie o viac ako sto kilohertzov. Pri vysokých frekvenciách rastie v rozsahu od 100 kHz do 100 MHz, niekedy aj trochu viac. Existujú aj takzvané „selektívne“zariadenia pracujúce v určitom malom frekvenčnom rozsahu. Štvrtý typ zariadení má najširšie pokrytie. Širokopásmové pripojenie schopné zosilnenia od 10 Hz do 100 MHz.
Ďalšia typológia súvisí s tým, že zariadenia obsahujú aktívny prvok. Môže to byť napríklad tranzistor. Priraďte polovodič, mikrovlnné zosilňovače, diódu, elektrónku.
Jedna z najnovších odrôd je parametrická, kde k zvýšeniu výkonu signálu dochádza prostredníctvom energie generujúceho externého zdroja. Kapacita nelineárneho indukčného prvku v elektrickom obvode sa občas mení. Existujú tunelové diódové zosilňovacie zariadenia, ktoré sa používajú na prenos zvuku v rádiových prijímačoch.
Viacklasifikácia podľa režimov je známa. Označujú sa veľkými písmenami latinskej abecedy. Do 60. rokov minulého storočia existovali len štyri triedy: A, B, C, D. Následne sa technológie zdokonaľovali a skomplikovali, objavili sa ďalšie typy režimov, podtried, zosilňovačov s premenlivým napätím.
Základy vysielania
Najdôležitejším negatívnym faktorom ovplyvňujúcim kvalitu TV signálu je vzdialenosť od zdroja (televíznej veže). Ak je vzdialenosť od televíznej veže taká veľká, že anténa jednoducho nedokáže zachytiť signál, má zmysel zahrnúť do siete TV zosilňovač.
Televízny signál je komplexný elektromagnetický impulz, ktorý prenáša obrazové a zvukové informácie. Z tohto dôvodu sa zosilňovače pre televízne antény výrazne líšia od rádiových zariadení. Existuje mnoho TV zosilňovačov, ktoré sa líšia charakteristikami a funkčnosťou.
Delia sa hlavne do dvoch kategórií – zosilňovače analógového signálu a digitálne TV zosilňovače (DVB-T2). Je tiež potrebné vziať do úvahy, že výber zariadenia závisí od toho, do koľkých TV prijímačov potrebujete preniesť signál.
Mobilné aplikácie
Najdôležitejším zariadením pre človeka je dnes, samozrejme, mobilný telefón. Dnes je na svete niekoľko miliárd ručných komunikačných zariadení. Na čo by však boli, keby neexistovali mobilné siete? Telefón sa zmení len na drahú hračku, keď sa účastník nachádza na miestach, kde nie je pokrytie mobilným signálom. Každé mobilné zariadenieexistuje linkový zosilňovač. Faktom je, že jedna vstavaná anténa na príjem signálu od mobilného operátora nebude stačiť, pretože signál so vzdialenosťou od zdroja slabne.
Aby komunikácia prebiehala bez rušenia, špeciálny komunikačný zosilňovač v telefóne zvyšuje výkon signálu zachyteného anténou a prevádza ho do formy vhodnej pre účastníka. Ale niekedy ani tento vstavaný zosilňovač nestačí, keď je pokrytie terénu príliš slabé. A potom sa používajú špeciálne externé zosilňovače - zosilňovače, ktoré idú oddelene od súpravy telefónu.
Wi-Fi aplikácia
V dnešnom informačnom veku je ťažké si predstaviť svoj život bez prístupu k World Wide Web. Najpopulárnejším typom bezdrôtového pripojenia je bezpochyby Wi-Fi. Táto technológia má však citeľnú nevýhodu – obmedzený dosah. Bez prekážok môžu zariadenia prijímať sieť na vzdialenosť iba 100 metrov. To nie je vždy vhodné, najmä pre veľké spoločnosti alebo firmy, ktorých pobočky sa nachádzajú v rôznych častiach mesta.
WiFi zosilňovače túto nevýhodu odstraňujú. Ide o špeciálne opakovacie zariadenia, ktoré prijímajú slabý elektromagnetický signál, konvertujú ho na silnejší a prenášajú ho do blízkych prijímačov internetového signálu. Posilňovače WiFi sú na vidieku čoraz populárnejšie, vďaka čomu je tento typ internetového pripojenia taký populárny ako mobilné pripojenie.
Zmena zvukovej frekvencie
Človek je schopný počuť zvuk iba v rámci určitých limitovvnímanie. V skutočnosti ľudia nemôžu reagovať na zvukové signály s frekvenciou vyššou ako 20 tisíc Hz. Ultrazvukové vlny počujú len niektoré druhy zvierat, prevažne nočné. Pokiaľ ide o nízkofrekvenčné, tu je prah pre osobu od 16 Hz. Čokoľvek nižšie sa nazýva infrazvuk. Podobné vlny vznikajú pri páde meteoritu počas búrok. Ale takéto signály sú pre ľudské ucho nepočuteľné.
Frekvenčný zosilňovač sa používa v mnohých domácich spotrebičoch a spotrebičoch. Ide o televízory, rozhlasové vysielače, hudobné centrá. Existujú aj samostatné špeciálne zariadenia. Ich podstatou je dosiahnuť určitý frekvenčný rozsah, rovný tomu, čo je ľudský mozog schopný vnímať. Nízke frekvencie sa premieňajú, mení sa sila kmitov. V niektorých zariadeniach je možné nastaviť timbres, úroveň hlasitosti. So vstavaným ekvalizérom môžete dokonca upraviť amplitúdu signálu.
Používanie rádiových trubíc
V elektrónkových zosilňovačoch sa používajú vákuové elektrónky. Takéto zariadenia sú obľúbené v nahrávacích štúdiách a štúdiách na reprodukciu hudby. Ich výhodou je, že okrem získania vhodných frekvencií je možné získať ďalšie tóny. Nazývajú sa harmonické, a ak sú v polovodičových zariadeniach párne aj nepárne, potom v elektrónkových zariadeniach - hlavne len prvé. Zvuk je čistejší, hudba lepšia.
Výkon elektrónkových zosilňovačov je nižší ako u tranzistorových, ale ich obvody sú oveľa jednoduchšie, bez množstva zložitých častí. Predpokladá sa, že takéto zariadenia sú prirodzenejšieprenášať zvuk, najmä vysokofrekvenčné rozsahy. Problémom môže byť reprodukcia basov. Preto sa odporúča počúvať najmä vokálnu alebo jazzovú hudbu pomocou zariadení.
O monoblokoch
Existuje množstvo elektronických zosilňovačov, ktoré sa nazývajú monobloky. Ich vplyv sa rozširuje len na jeden zvukový kanál. Odtiaľ pochádza výraz, kde „mono“znamená „single“. Podobné jednotky používali aj hudobníci z pomerne známych kapiel ako Grateful Dead. Zosilňovače bežia na elektrónkách, ale existujú aj tranzistory. Ich výhoda: poskytujú vynikajúcu kvalitu zvuku.
Pre stereo systém sú potrebné dva monobloky. Je to spôsobené vplyvom na pravý alebo ľavý zvukový kanál. Okrem toho je žiaduce zakúpiť predzosilňovač. Monobloky sú časom overené zariadenia. Objavili sa medzi prvými svojho druhu a sú bežné dodnes. Nevýhody - pomerne vysoká cena a špeciálne požiadavky na umiestnenie a použitie. Preto si len profesionálni hudobníci, ktorí majú prostriedky, môžu dovoliť vybaviť takýto audio systém.
