Elektronické zesilovače jsou speciální zařízení, která zvyšují výkon, napětí nebo proud příchozích signálů. Jejich přesný účel a principy fungování závisí na konkrétním typu zařízení, kterých je poměrně hodně. Používají se v nahrávacích studiích, televizi a rádiu a pomáhají při příjmu Wi-Fi signálů a signálů z vesmíru. A to není celý seznam funkcí, protože hodnotu těchto zařízení je těžké přeceňovat.
Triody a rané zesilovače
Na začátku 20. století zažil svět prudký rozvoj technologií. Rozvinulo se strojírenství, průmysl, energetika. Právě v této době se zrodila taková věda, jako je elektronika. Zpočátku neměl široké praktické uplatnění, ale po půlstoletí se tento směr stal pro lidskou civilizaci tím nejdůležitějším. Vše, co dnes lidé používají, by bylo nemožné bez rozvoje elektronických technologií. Důležitým průlomem té doby byl vynález zařízení zvaného trioda.
Prvnímodel tohoto zařízení byla skleněná lampa se třemi elektrickými kontakty a byla navržena pro změnu vstupního signálu elektrického proudu. Ke změně došlo zesílením vstupního signálu. Tak se objevil první elektronický zesilovač v historii, který na úsvitu století umožnil průlom v komunikačním průmyslu - vznikl první bezdrátový telegraf.
Obecné zásady
Základní princip fungování absolutně jakéhokoli zesilovače elektrických signálů, bez ohledu na jeho funkční účel, je způsoben tím, že s malými změnami hodnot elektrického proudu a / nebo napětí na vstupu zesilovacího obvodu, dochází k výraznému zvýšení těchto parametrů na výstupu, což lze uvést do praxe.
Hlavní částí každého zesilovače je zařízení zvané tranzistor. Skládá se ze tří samostatných polovodičových prvků, které mají elektrické kontakty – kolektor, báze, emitor. Když jimi protéká střídavý proud, v závislosti na jeho směru tranzistor zesiluje nebo zeslabuje výkon vstupního signálu.
Parametry zesilovače
Nejdůležitější charakteristikou zesilovače je zesílení, které se rovná poměru hodnoty parametru na vstupu k hodnotě parametru na výstupu obvodu. Ve skutečnosti tento ukazatel dává hlavní představu o kvalitě zařízení a jeho schopnostech. Dalším důležitým parametrem je amplitudová charakteristika. Ve skutečnosti se jedná o funkční závislost amplitudy výstupních ukazatelů nahodnoty vstupního signálu. Důležitost tohoto parametru spočívá v tom, že tato závislost je nelineární, což znamená, že obvod bude reagovat odlišně na různé hodnoty signálu na vstupu. Třetím důležitým parametrem elektronkového zesilovače je frekvenční charakteristika, která vlastně ukazuje závislost hodnoty zesílení na frekvenci vstupního signálu. Jak se v praxi ukazuje, při různých frekvencích střídavého proudu dochází k zesílení různými způsoby.
Klasifikace
Existuje několik znaků, podle kterých se rozlišují určité typy zesilovačů. První je frekvence. Nízkofrekvenční zařízení jsou schopna zvýšit rychlost maximálně o sto kilohertzů. Na vysokých frekvencích roste v rozsahu od 100 kHz do 100 MHz, někdy i o něco více. Existují také tzv. „selektivní“zařízení pracující v určitém malém frekvenčním rozsahu. Čtvrtý typ zařízení má nejširší pokrytí. Širokopásmové připojení schopné zesilovat od 10 Hz do 100 MHz.
Další typologie souvisí se skutečností, že zařízení obsahují aktivní prvek. Může to být například tranzistor. Přidělte polovodiče, mikrovlnné zesilovače, diody, elektronky.
Jedna z nejnovějších variant je parametrická, kde ke zvýšení výkonu signálu dochází prostřednictvím energie generujícího externího zdroje. Kapacita nelineárního indukčního prvku v elektrickém obvodu se příležitostně mění. Existují tunelová diodová zesilovací zařízení, která se používají k přenosu zvuku v rádiových přijímačích.
Víceklasifikace podle režimů je známá. Označují se velkými písmeny latinské abecedy. Až do 60. let minulého století existovaly pouze čtyři třídy: A, B, C, D. Následně se technologie zdokonalily a zkomplikovaly, objevily se další typy režimů, podtříd, zesilovačů s proměnným napětím.
Základy vysílání
Nejdůležitějším negativním faktorem ovlivňujícím kvalitu TV signálu je vzdálenost od zdroje (TV věže). Pokud je vzdálenost od televizní věže tak velká, že anténa jednoduše není schopna zachytit signál, má smysl zapojit do sítě televizní zesilovač.
Televizní signál je komplexní elektromagnetický impuls, který přenáší obrazové a zvukové informace. Z tohoto důvodu se zesilovače pro televizní antény výrazně liší od rádiových zařízení. Existuje mnoho televizních zesilovačů, které se liší charakteristikami a funkčností.
Dělí se hlavně do dvou kategorií – zesilovače analogového signálu a digitální TV zesilovače (DVB-T2). Rovněž stojí za to vzít v úvahu, že výběr zařízení závisí na tom, na kolik televizních přijímačů potřebujete přenášet signál.
Mobilní aplikace
Nejdůležitějším zařízením pro člověka je dnes samozřejmě mobilní telefon. Dnes je na světě několik miliard ručních komunikačních zařízení. K čemu by ale byly, kdyby nebyly mobilní sítě? Telefon se promění v jen drahou hračku, když se účastník nachází v místech, kde není pokrytí mobilním signálem. Každé mobilní zařízeníje tam linkový zesilovač. Faktem je, že jedna vestavěná anténa pro příjem signálu od mobilního operátora nebude stačit, protože signál slábne se vzdáleností od zdroje.
Aby komunikace probíhala bez rušení, speciální komunikační zesilovač v telefonu zvyšuje výkon signálu zachyceného anténou a převádí jej do podoby vhodné pro účastníka. Někdy ale ani tento vestavěný zesilovač nestačí, když je pokrytí terénu příliš slabé. A pak se používají speciální externí zesilovače - opakovače, které jdou odděleně od sady telefonu.
Wi-Fi aplikace
V dnešním informačním věku je těžké si představit svůj život bez přístupu k World Wide Web. Nejoblíbenějším typem bezdrátového připojení je bezesporu Wi-Fi. Tato technologie má však znatelnou nevýhodu – omezený dosah. Bez překážek mohou zařízení přijímat síť na vzdálenost pouze 100 metrů. To není vždy vhodné, zvláště pro velké společnosti nebo firmy, jejichž pobočky se nacházejí v různých částech města.
WiFi zesilovače tuto nevýhodu odstraňují. Jedná se o speciální opakovací zařízení, která přijímají slabý elektromagnetický signál, převádějí jej na silnější a předávají jej blízkým přijímačům internetového signálu. WiFi boostery jsou na venkově stále populárnější, díky čemuž je tento typ připojení k internetu stejně populární jako mobilní.
Změna frekvence zvuku
Člověk je schopen slyšet zvuk pouze v určitých mezíchvnímání. Ve skutečnosti lidé nemohou reagovat na zvukové signály s frekvencí vyšší než 20 tisíc Hz. Ultrazvukové vlny slyší pouze některé druhy zvířat, převážně noční. Pokud jde o ty nízkofrekvenční, zde je práh pro člověka od 16 Hz. Cokoli nižšího se nazývá infrazvuk. Podobné vlny se tvoří při pádu meteoritu, během bouří. Ale takové signály jsou pro lidské ucho neslyšitelné.
Frekvenční zesilovač se používá v mnoha domácích spotřebičích a spotřebičích. Jedná se o televizory, rozhlasové vysílače, hudební centra. Existují také samostatná speciální zařízení. Jejich podstatou je dosažení určitého frekvenčního rozsahu, rovného tomu, co je schopen vnímat lidský mozek. Nízké frekvence jsou přeměněny, síla kmitů se mění. V některých zařízeních je možné upravit témbry, úroveň hlasitosti. Díky vestavěnému ekvalizéru můžete dokonce upravit amplitudu signálu.
Pomocí rádiových trubic
Vakuové elektronky se používají v elektronkových zesilovačích. Taková zařízení jsou populární v nahrávacích a hudebních reprodukčních studiích. Jejich výhodou je, že kromě získání vhodných frekvencí je možné získat další tóny. Říká se jim harmonické, a pokud jsou v polovodičových zařízeních sudé i liché, pak v elektronkových zařízeních - hlavně pouze prvních. Zvuk je čistší, hudba lepší.
Výkon elektronkových zesilovačů je nižší než u tranzistorových, ale jejich obvody jsou mnohem jednodušší, bez množství složitých součástí. Předpokládá se, že taková zařízení jsou přirozenějšípřenášet zvuk, zejména vysokofrekvenční rozsahy. Problémem může být reprodukce basů. Proto se doporučuje poslouchat převážně vokální nebo jazzovou hudbu pomocí zařízení.
O monoblocích
Existuje řada elektronických zesilovačů, které se nazývají monobloky. Jejich vliv se vztahuje pouze na jeden zvukový kanál. Odtud pochází termín, kde „mono“znamená „single“. Podobné jednotky používali hudebníci z docela známých kapel jako Grateful Dead. Zesilovače běží na elektronkách, ale existují i tranzistory. Jejich výhoda: poskytují vynikající kvalitu zvuku.
Zařízení stereo systému jsou vyžadovány dva monobloky. To je způsobeno vlivem na pravý nebo levý zvukový kanál. Kromě toho je žádoucí zakoupit předzesilovač. Monobloky jsou časem prověřená zařízení. Objevily se mezi prvními svého druhu a jsou běžné dodnes. Nevýhody - poměrně vysoká cena a speciální požadavky na umístění a použití. Proto si pouze profesionální hudebníci, kteří mají prostředky, mohou dovolit vybavit takový audio systém.
