Az erősítés a jel erősségének növelése az adott jel amplitúdójának növelésével anélkül, hogy annak jellemzői megváltoznának. Az RC-vel összekapcsolt erősítő egy többlépcsős erősítő része, ahol az erősítők különböző szakaszai egy ellenállás és egy kondenzátor kombinációjával vannak összekötve. Egy erősítő áramkör az egyik alap áramkörök az elektronikában.
A teljes mértékben a tranzisztoron alapuló erősítőt alapvetően tranzisztoros erősítőként ismerik. A bemeneti jel lehet áramjel, feszültségjel vagy teljesítményjel. Az erősítő felerősíti a jelet anélkül, hogy megváltoztatná a jellemzőit, és a kimenet a bemenő jel módosított változata lesz. Az erősítők alkalmazási területe széles. Főleg audio és video eszközökben, kommunikációban, vezérlőkben stb.
Egyfokozatú közös sugárzó erősítő:
Az egylépcsős közös emitteres tranzisztoros erősítő kapcsolási rajza az alábbiakban látható:
Egyfokozatú közös emitter RC-vel összekapcsolt erősítő
Áramkör magyarázat
Az egylépcsős közös emitteres RC-vel összekapcsolt erősítő egyszerű és elemi erősítő áramkör. Ennek az áramkörnek a fő célja az előerősítés, vagyis az, hogy a gyenge jelek elég erősek legyenek a további erősítéshez. Megfelelő kialakítás esetén ez az RC-vel összekapcsolt erősítő kiváló jeljellemzőket képes biztosítani.
A bemeneten lévő Cin kondenzátor szűrőként működik, amelyet az egyenáramú feszültség blokkolására használnak, és csak a váltóáramú feszültséget engedik a tranzisztorba. Ha bármilyen külső egyenfeszültség eléri a tranzisztor bázisát, az megváltoztatja az előfeszítési feltételeket és befolyásolja az erősítő teljesítményét.
Az R1 és R2 ellenállásokat a bipoláris tranzisztor megfelelő előfeszítésének biztosítására használják. R1 és R2 olyan előfeszítő hálózatot alkot, amely biztosítja a tranzisztor inaktív régiójának meghajtásához szükséges alapfeszültséget.
A levágott és a telítettség közötti régió aktív régióként ismert. Azt a régiót, ahol a bipoláris tranzisztoros művelet teljesen kikapcsol, cut-off régiónak nevezzük, és azt a területet, ahol a tranzisztor teljesen be van kapcsolva, telítettségi régiónak nevezzük.
Az Rc és Re ellenállásokkal csökkentik a Vcc feszültségét. Az Rc ellenállás kollektorellenállás, Re pedig emitteres ellenállás. Mindkettőt úgy választják meg, hogy mindkettőnek 50% -kal csökkenjen a Vcc feszültsége a fenti áramkörben. A Ce emitter kondenzátor és az emitter ellenállás Negatív visszacsatolást ad az áramkör működésének stabilabbá tételéhez.
Kétfokozatú közös sugárzó erősítő:
Az alábbi áramkör a kétlépcsős közös emitteres módú tranzisztoros erősítőt jelenti, ahol az R ellenállást terhelésként, a C kondenzátort pedig kapcsolóelemként használják az erősítő áramkör két szakasza között.
Kétlépcsős közös emitter RC kapcsolt erősítő
Áramkör magyarázat:
Amikor AC bemenet. a jel az 1 tranzisztorának alapjára kerülutcaRC kapcsolt erősítő fokozata, a funkciógenerátorból, majd az 1. fokozat kimenetén erősít. Ezt az erősített feszültséget az erősítő következő fokozatának alapjára a Cout kapcsolókondenzátoron keresztül vezetik, ahol tovább erősítik és újra megjelennek a második fokozat kimenetén.
Így az egymást követő szakaszok felerősítik a jelet, és az általános erősítést a kívánt szintre emelik. Sokkal nagyobb erősítés érhető el, ha számos erősítő fokozatot kapcsolunk egymás után.
Az erősítőkben található ellenállás-kapacitás (RC) kapcsolást a legszélesebb körben használják az első fokozat kimenetének a második fokozat bemenetéhez (alapjához) stb. Ez a típusú kapcsolás a legnépszerűbb, mert olcsó és állandó erősítést biztosít a frekvenciák széles tartományában.
Tranzisztor erősítőként
Miközben ismeri az RC-vel összekapcsolt erősítők különböző áramköreit, fontos tudni tranzisztorok alapjai erősítőként. A bipoláris tranzisztorok általánosan használt három konfigurációja a közös bázis tranzisztor (CB), a közös emitteres tranzisztor (CE) és a közös kollektoros tranzisztor (CE). A tranzisztor kivételével műveleti erősítők amplifikációs célokra is felhasználható.
- Közös kibocsátó A konfigurációt gyakran használják az audio erősítő alkalmazásban, mert a common-emitter pozitív és egyben nagyobb erősítéssel rendelkezik. Ebben a konfigurációban az emitter földhöz csatlakozik, és nagy a bemeneti impedanciája. A kimeneti impedancia közepes lesz. Az ilyen típusú tranzisztoros erősítő alkalmazások többségét általában a RF kommunikáció és optikai szálas kommunikáció (OFC).
- A közös alapkonfiguráció nyeresége kisebb, mint egység. Ebben a konfigurációban a kollektor csatlakozik a földhöz. A közös alapkonfigurációban alacsony kimeneti impedanciával és nagy bemeneti impedanciával rendelkezünk.
- Közös gyűjtő konfiguráció más néven kibocsátó követő mert a közös emitterre alkalmazott bemenet a közös kollektor kimenetén jelenik meg. Ebben a konfigurációban a kollektor csatlakozik a földhöz. Alacsony kimeneti impedanciája és magas bemeneti impedanciája van. Szinte nyeresége megegyezik az egységgel.
Tranzisztoros erősítő alapvető paraméterei
Az erősítő kiválasztása előtt figyelembe kell venni a következő specifikációkat. Egy jó erősítőnek a következő specifikációkkal kell rendelkeznie:
- Magas bemeneti impedanciával kell rendelkeznie
- Magas stabilitással kell rendelkeznie
- Magas linearitással kell rendelkeznie
- Nagy nyereséggel és sávszélességgel kell rendelkeznie
- Magas hatékonyságúnak kell lennie
Sávszélesség:
Azt a frekvenciatartományt, amelyet az erősítő áramkör megfelelően fel tud erősíteni, az adott erősítő sávszélességének nevezzük. Az alábbi görbe a frekvencia válasz az egyfokozatú RC csatolt erősítő.
R C kapcsolt frekvencia-válasz
A görbét, amely az erősítő erősítésének frekvenciájú variációját képviseli, frekvencia-válasz görbének hívjuk. A sávszélességet az alsó és a felső energiapontok között mérik. A P1 pont az alsó fele teljesítmény, a P2 pedig a felső fele teljesítmény. Egy jó hangerősítő sávszélességének 20 Hz és 20 kHz között kell lennie, mert ez az a frekvenciatartomány, amely hallható.
Nyereség:
Az erősítő erősítését a kimenő teljesítmény és a bemeneti teljesítmény aránya határozza meg. A nyereség decibelben (dB) vagy számokban kifejezhető. Az erősítés azt jelzi, hogy egy erősítő mennyire képes felerősíteni a neki adott jelet.
Az alábbi egyenlet számbeli növekedést jelent:
G = Pout / Pin
Ahol a Pout az erősítő kimenő teljesítménye
A csap az erősítő bemeneti teljesítménye
Az alábbi egyenlet decibel (DB) nyereséget jelent:
Nyereség a DB-ben = 10log (Pout / Pin)
Az erősítés feszültségben és áramban is kifejezhető. A feszültségnövekedés a kimeneti feszültség és a bemeneti feszültség aránya, az áramerősítés pedig a kimeneti áram és a bemenő áram aránya. A feszültség és áram erősítésének egyenlete az alábbiakban látható
Feszültségnövekedés = kimeneti feszültség / bemeneti feszültség
Áramerősítés = kimeneti áram / bemeneti áram
Nagy bemeneti impedancia:
A bemeneti impedancia az az impedancia, amelyet az erősítő áramkör kínál, amikor a feszültségforráshoz csatlakozik. A tranzisztoros erősítőnek magas bemeneti impedanciával kell rendelkeznie, hogy megakadályozza a bemeneti feszültségforrás terhelését. Tehát ez az oka annak, hogy az erősítőben nagy az impedancia.
Zaj:
A zaj a jelben előforduló nem kívánt ingadozásokra vagy frekvenciákra utal. Ennek oka lehet a rendszerben jelen lévő két vagy több jel kölcsönhatása, alkatrészhibák, tervezési hibák, külső interferencia, vagy az erősítő áramkörében használt egyes alkatrészek miatt.
Linearitás:
Az erősítőt akkor mondjuk lineárisnak, ha lineáris összefüggés van a bemeneti teljesítmény és a kimenő teljesítmény között. A linearitás a nyereség laposságát jelenti. Gyakorlatilag nem lehet 100% -os linearitást elérni, mivel az erősítők aktív eszközöket használnak, például BJT-ket, JFET-eket vagy MOSFET-eket, amelyek hajlamosak a belső parazita kapacitás miatt magas frekvenciákon elveszteni az erősítést. Ezen felül a bemeneti egyenáramú leválasztó kondenzátorok alacsonyabb határértéket állítanak be.
Hatékonyság:
Az erősítő hatékonysága azt jelzi, hogy egy erősítő hogyan tudja hatékonyan kihasználni az áramellátást. És azt is méri, hogy a tápegységből származó energia mennyire alakul át nyereségesen a kimeneten.
A hatékonyságot általában százalékban fejezzük ki, és a hatékonyság egyenletét (Pout / Ps) x 100 formában adjuk meg. Ahol Pout a teljesítmény, Ps pedig a tápegységből vett teljesítmény.
Az A osztályú tranzisztoros erősítő 25% -os hatásfokkal rendelkezik, és kiváló jelvisszaadást biztosít, de a hatásfok nagyon alacsony. A C osztályú erősítő hatékonysága akár 90%, de a jel reprodukciója rossz. Az AB osztály az A és a C osztályú erősítők között helyezkedik el, ezért általában használják hangerősítő alkalmazások. Ennek az erősítőnek a hatékonysága akár 55%.
Elfordulási arány:
Az erősítő megfordítási sebessége a kimenet időegységenkénti maximális változásának sebessége. Azt ábrázolja, hogy az erősítő kimenete milyen gyorsan változtatható a bemenet változásának hatására.
Stabilitás:
A stabilitás az erősítő azon képessége, hogy ellenálljon a rezgéseknek. Stabilitási problémák általában nagyfrekvenciás műveletek során jelentkeznek, hangerősítők esetén 20 kHz-hez közel. A rezgések lehetnek nagy vagy alacsony amplitúdójúak.
Remélem, hogy ez az alapvető, mégis fontos téma elektronikus projektek bőséges információval volt ellátva. Itt van egy egyszerű kérdés az Ön számára: Milyen célra használják a közös gyűjtőkonfigurációt és miért?
Adja meg válaszait az alábbi megjegyzés részben.
