Amplifikatörler, sinyallerin gücünü artıran elektronik devrelerdir. Basit tek transistörlü devrelerden ayrıntılı dijital sistemlere kadar yüzlerce amplifikatör tasarımı mevcuttur. Bir güç amplifikatörü ve bir voltaj amplifikatörü, sinyalleri farklı şekillerde güçlendiren iki tasarımı temsil eder. Voltaj ve güç arasındaki farkı ve bunların uygulamalarını anlamak, bir proje için doğru amplifikatör tipini seçmenize yardımcı olur.
Gerilim ve Güç
Bir devrenin voltajı, kablolardan ve bileşenlerden akan elektrik yüklerinin arkasındaki enerjidir. Volt, bir amperlik bir akım akışı üreten bir ohm'luk bir direnç boyunca potansiyel enerji farkı olarak tanımlanan standart voltaj birimidir. Enerji ne kadar büyük olursa, voltaj o kadar yüksek olur. Voltajı akımla çarptığınızda, devrenin watt cinsinden ifade edilen gücünü elde edersiniz: bir watt, bir volt çarpı bir amperdir. Güç, bir devrenin enerji verme hızıdır - daha fazla voltaj ve akımı işleyen devreler daha fazla watt güç üretir.
Amplifikatör Kavramları
Bir amplifikatörü, bir giriş sinyali tarafından kontrol edilen bir valf olarak düşünebilirsiniz. Sinyal dalgasının eğrisi arttıkça, bağımsız bir voltaj kaynağına bağlı bir valf açılır ve voltajın daha fazlasını çıkışa iletir. Dalga azaldığında valf kapanır ve çıkış daha az voltaj görür. Çıktı, orantılı olarak daha büyük olsa da, girdinin ayna görüntüsüdür. Zayıf bir giriş sinyalinin voltajını veya gücünü artırmak için bir amplifikatör kullanırsınız. Sinyalin gücü zayıfsa, bir güç amplifikatörü kullanırsınız. Voltaj küçükse, voltaj yükseltici ile çarparsınız.
Güç, Verimlilik ve Isı
Hiçbir devre yüzde 100 verimli olmadığı için, bir amplifikatör gücünün bir kısmını ısı olarak harcar. Çeşitli amplifikatör tasarımlarının verimliliği yaklaşık yüzde 20 ila yüzde 90 veya daha iyisi arasında değişir; 100 watt tüketen yüzde 80 verimli bir amplifikatör, 20 watt'ı ısı olarak boşa harcar. Voltaj yükselteçlerinde de bu sorun olsa da, güç yükselteçlerinde bu daha büyük bir sorundur. Bir güç amplifikatörü, aşırı ısınmayı önlemek için sağlam bileşenler, soğutma fanları ve diğer stratejiler kullanır.
Bileşenler
Birkaç direnç ve kapasitör ile birleştirilmiş bir transistör, basit bir amplifikatör görevi görür. Bazı devreler, güç veya voltaj amplifikasyonu için vakum tüpleri kullanır. İşlemsel yükselteçler veya op-amp'ler, mükemmel voltaj yükselticileri yapan entegre devrelerdir; ancak, iyi güç amplifikatörleri olamayacak kadar küçüktürler. Güç amplifikatörleri, ekstra ısıyı yakmadan işlemek için büyük boyutlu transistörler ve diğer bileşenleri kullanır. Güç transistörleri, ısıyı cihazdan uzaklaştıran ağır metal kasalarda gelir. Voltaj yükselticiler, oda sıcaklığında çalışan daha küçük plastik transistörler kullanır.
Kazanç
Tüm amplifikatörler belirli bir miktarda kazanç veya amplifikasyon faktörü sağlar. Örneğin, kazancı 100 olan bir voltaj yükselticisi, 10 milivoltluk bir giriş için 1 voltluk bir çıkış üretir. Kazanç ayrıca desibel veya dB cinsinden ölçülür; desibel derecesi, kazanç faktörünün ortak günlüğünün 10 ile çarpımıdır. 100'ün ortak günlüğü 2'dir; 10 ile çarpmak size 20 dB verir. Güç amplifikatörlerinin de kazancı olsa da, tasarımcılar genellikle onları maksimum çıkış wattlarına göre derecelendirir. Burada, "kök ortalama kare" veya RMS derecesi, en muhafazakar değerdir, ardından ortalama ve tepe gelir. RMS derecesi, birkaç dakika içinde amplifikatörün çıkışı hakkında size net bir fikir verir; en yüksek derece, anlık yeteneğin bir ölçüsüdür.
Uygulamalar
Çoğu güç amplifikatörü, hoparlörleri ve kulaklıkları çalıştırır, çünkü hoparlörleri rahat dinleme seviyelerine çıkarmak için güç gerekir. Radyo vericileri ayrıca yayın antenine güçlü bir sinyal iletmek için güç amplifikatörleri kullanır. Voltaj yükselticiler en iyi şekilde çok zayıf sinyalleri artırmak için çalışır; hoparlörleri sürmek için yeterli güce sahip değiller. Cep telefonunuz iki amplifikatör içerir: hücresel radyo sinyallerini almak için bir voltaj amplifikatörü ve telefonun hoparlörünü çalıştırmak için bir güç amplifikatörü. Bir stereo alıcının da aynı nedenle iki amplifikatörü vardır.
