전자 증폭기에 대한 일반 정보. 산업용 전자 제품의 전자 증폭기

전기 신호 증폭기 - 형태를 크게 왜곡시키지 않으면서 입력에 연결된 신호의 전력, 전압 또는 전류를 증가시키도록 설계된 전자 장치입니다. 전기 신호는 EMF의 고조파 진동, 전류 또는 전력, 직사각형, 삼각형 또는 기타 형태의 신호일 수 있습니다. 주파수와 파형은 증폭기 유형을 결정하는 중요한 요소입니다. 증폭기 출력의 신호 전력이 입력보다 크므로 에너지 보존 법칙에 따라 증폭 장치전원 공급 장치를 포함해야 합니다. 따라서 증폭기와 부하를 작동시키기 위한 전원은 전원에서 공급됩니다. 그러면 증폭 장치의 일반화된 블록도를 그림 1과 같이 나타낼 수 있습니다. 하나.

사용 가능한 대부분의 연산 증폭기에는 내부 전압 피드백이 포함되어 있습니다. 보상 커패시턴스로 인해 이러한 시스템은 더 높은 주파수에서 심각한 이득 클리핑을 갖습니다. 이것은 작업 영역에서 철근을 교체하기 위한 학습 원리입니다. 따라서 RF 전압 결합 증폭기를 사용하는 동시에 높은 이득을 제공할 가능성은 낮습니다.

연산 증폭기 대역폭 카탈로그는 개방 루프 피드백 루프에 대해 설정됩니다. 루프를 닫고 증폭하면 전송 주파수의 대역폭이 증가합니다. 비가역 회로의 연산 증폭기. 전류 결합 연산 증폭기의 경우 대역 이득으로 전환하는 원리는 전압 결합 시스템보다 훨씬 덜 효율적입니다. 이론적으로 각 게인 값에 대해 3dB 대역폭이 절약됩니다. 이 배열에서는 대역폭을 약간 줄여 더 많은 이득을 얻을 수 있습니다.

그림 1. 증폭기의 일반화된 블록 다이어그램

전기적 진동은 신호 소스에서 증폭기의 입력으로 옵니다. , 부하가 연결된 출력에, 앰프와 부하를 작동시키기 위한 에너지는 전원에서 공급됩니다. 증폭기는 전원 공급 장치에서 전력을 끌어옵니다. - 입력 신호를 증폭하는 데 필요합니다. 신호 소스는 증폭기 입력에 전원을 제공합니다. R에서 출력 파워 P 아웃 부하의 활성 부분에 할당됩니다. 전력 증폭기에서 다음 부등식이 성립합니다. R에서 < P 아웃< Ро . 그러므로, 증폭기- 그것은 입력 제어 변환기전원 공급 장치의 에너지를 출력 신호의 에너지로 변환합니다. 에너지 변환은 증폭 요소(UE)를 사용하여 수행됩니다. 바이폴라 트랜지스터, 전계 효과 트랜지스터, 전자 램프, 집적 회로(IC). varicaps 및 기타.

첫 번째는 전압 전달 증폭기를 나타내고 다른 하나는 전류 전달 증폭기를 나타냅니다. 고전압 증폭 상황에서 원치 않는 변동을 방지하기 위해 주의해야 합니다. 증폭기의 안정성은 피드백 회로에 수백 옴 정도의 저항을 배치하여 보장됩니다.

광대역 연산 증폭기

증폭기는 비대칭으로 작동합니다. 연산 증폭기는 가역 및 비가역 증폭기의 두 가지 기본 시스템 구성으로 제공됩니다. 이 분할은 입력 신호의 위상에 대한 출력 신호의 위상 때문입니다. 전압 대신 신호 강도가 측정되는 고주파수 애플리케이션에서는 기존의 분리가 의미가 없습니다. 각 구성은 원하는 효과를 얻습니다.

가장 단순한 증폭기 강화 요소가 하나 포함되어 있습니다. 대부분의 경우 하나의 요소로는 충분하지 않고 여러 활성 요소가 증폭기에 사용되며 단계적 방식으로 연결됩니다. 첫 번째 요소에 의해 증폭된 진동은 두 번째, 세 번째 등의 입력에 공급됩니다. 하나의 증폭 단계를 구성하는 증폭기의 일부를종속. 증폭기는 다음으로 구성됩니다.능동적이고 수동적요소: k 활성 요소트랜지스터, 엘을 포함합니다. 입력 전극에서 제어 신호의 영향으로 출력 전극 사이의 전기 전도도를 변경할 수 있는 미세 회로 및 기타 비선형 요소.수동 요소경찰저항, 커패시터, 인덕터 및 필요한 발진 범위, 위상 편이 및 기타 이득 매개변수를 형성하는 기타 요소입니다.따라서 각 증폭기 단계는 필요한 최소한의 능동 및 수동 요소 세트로 구성됩니다.

그림 3은 비반전 증폭기의 개략도를 보여줍니다. 데시벨 범위의 값은 종속성에서 결정할 수 있습니다. 증폭기 보상. 두 저항 모두 출력 신호 진폭을 절반으로 줄이는 전압 분배기를 형성합니다. 이것은 피드백 저항을 선택하여 얻은 값에 비해 이득이 6dB 감소한다는 것을 의미합니다. 예를 들어 실제 증폭 조건의 경우 실제 전압 상승은 -6dB입니다.

대부분의 연산 증폭기에는 적절한 대칭 전력이 필요하므로 설계와 비용이 복잡합니다. 그림 4는 비대칭 증폭기 분극을 제공하는 회로를 보여줍니다. 커플링 커패시터 뒤의 비반전 입력에서 가상 질량이 생성됩니다. 이 배열은 전위가 공급 전압의 절반과 같은 가상 질량으로 기준점을 높입니다. 무선 주파수 신호 경로에서 일정한 구성 요소의 모양. 이를 위해서는 입력 및 출력과 피드백 루프에서 커패시터를 사용해야 합니다.

일반적인 다단 증폭기의 블록 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 2.


그림 2. 다단 증폭기의 개략도

입력 단계 그리고 전치 증폭기전력 증폭기(출력단)를 입력에 공급하는 데 필요한 값으로 신호를 증폭하도록 설계되었습니다. 사전 증폭 단계의 수는 필요한 증폭에 따라 결정됩니다. 입력 단계는 필요한 경우 신호 소스, 증폭기의 잡음 매개변수 및 필요한 조정과의 일치를 제공합니다.

증폭기의 작동 잡음의 전압 밀도. 전자 회로무선 주파수 분야에서 작동합니다. 산란 매트릭스를 사용하여 설명합니다. 행렬 요소는 주파수의 함수로 정의됩니다. 증폭기의 경우 주요 매개변수는 출력 매칭에서의 전송이며, 이는 회로의 이득을 결정합니다. 이득 값은 피드백 루프의 요소 선택에 따라 달라지기 때문에 이 매개변수는 카탈로그 카드의 연산 증폭기에 대한 설명에는 적용되지 않습니다. 비반전 증폭기의 경우 관계를 설명할 수 있습니다.

출력단 (전력 증폭 캐스케이드)는 모양의 왜곡을 최소화하고 최대 효율로 주어진 신호 전력을 부하에 전달하도록 설계되었습니다.

증폭된 신호의 소스 자기 및 레이저 데이터 저장 장치의 헤드를 읽는 마이크, 비 전기 매개 변수를 전기 매개 변수로 변환하는 다양한 변환기가있을 수 있습니다.

데이터 시트에 표시된 연산 증폭기의 작동 특성은 회로가 개방 피드백 루프로 작동되는 경우를 나타냅니다. 설계 중에 루프가 닫히고 달성된 매개변수가 카탈로그 데이터와 크게 다를 수 있습니다.

증폭기 진폭 응답

이것은 특히 이득 및 위상 특성에 해당됩니다. 연산 증폭기 피드백과전류에는 진폭 보상이 필요합니다. 이것은 출력에서 ​​가변 바이어스 커패시터에 의해 달성됩니다.

편측 압축점

1데시벨 압축점은 중요한 매개변수무선 주파수 필드에서 작동하는 무선 주파수 증폭기용. 선형 작동 범위를 정의합니다. 이 지점은 출력 신호가 의도한 출력의 1dB 미만인 입력 신호 전력 레벨로 정의됩니다.

확성기, 전기 모터, 신호 램프, 히터 등입니다. 전원 공급 장치지정된 매개 변수로 에너지를 생성하십시오 - 전압, 전류 및 전력의 공칭 값. 에너지는 트랜지스터의 컬렉터 및 베이스 회로, 필라멘트 회로 및 램프의 양극 회로에서 소비됩니다. 증폭기 및 부하 요소의 지정된 작동 모드를 유지하는 데 사용됩니다. 종종 전원의 에너지는 입력 신호 변환기의 작동에도 필요합니다.

RF 회로에서 연산 증폭기를 사용할 때 증폭기가 포화 상태가 되지 않도록 출력 신호 진폭과 전압 레벨 사이의 간격을 고려해야 합니다. 노이즈는 증폭기의 다이내믹을 제한하는 중요한 요소로 상대적으로 약한 신호. 자체 활성 합계 외에도 브레드보드에 열 잡음 저항기가 있는데, 값이 작기 때문에 증폭기의 잡음 분석에서 생략할 수 있습니다. 연산 증폭기 시스템의 잡음 레벨은 증폭된 신호 레벨과 이득에 따라 달라집니다.

증폭 장치의 분류.

증폭 장치는 다양한 기준에 따라 분류됩니다.

에 의해 정신 증폭된 전기 신호 증폭기는 증폭기로 나뉩니다 고조파 (연속) 신호 및 증폭기 충동적인 신호.

증폭 된 주파수의 대역폭과 절대 값에 따라 증폭기는 다음 유형으로 나뉩니다.

특성의 굽힘점은 증폭기의 작동 범위보다 훨씬 낮기 때문에 증폭기의 잡음 분석에서 핑크 잡음 성분이 누락될 수 있습니다. 잡음 레벨은 신호 대역폭이 매우 제한적일 때 매우 낮을 수 있습니다. 증폭기 대역폭을 좁혀 잡음을 줄이는 것은 실제 적용이 제한적입니다. 무선 시스템에 사용되는 증폭기의 경우 편차가 비교적 큰 변조 신호를 처리해야 합니다. 노이즈가 중요한 고려 사항인 프로젝트의 경우 게인을 줄이거나 저잡음 증폭기를 선택해야 할 수 있습니다.

- DC 증폭기 (UPT)최저 주파수 = 0에서 상위 작동 주파수 범위의 신호를 증폭하도록 설계되었습니다. UPT는 신호의 가변 성분과 상수 성분을 모두 증폭합니다. UPT는 자동화 및 컴퓨터 기술 장치에 널리 사용됩니다.

- 전압 증폭기, 차례로 저주파, 고주파수 및 초고주파 증폭기로 세분화됩니다.

잡음 레벨 측면에서 증폭기를 비교할 때 증폭기가 활성 상태이며 신호를 증폭하는 것 외에도 입력 신호에 의해 생성된 잡음도 증폭한다는 점을 염두에 두십시오. RF 회로를 설계하려면 전류 피드백 연산 증폭기를 사용하십시오.

진폭 및 위상 특성이 그림에 나와 있습니다. 이 회로에서 출력 정합으로 인해 부하 전압은 이득의 절반입니다. -75dB의 피드백은 응답 중간에 있고 -50dB는 범위 끝입니다. 40dB 2단 증폭기의 진폭 및 위상 특성.

너비별 대역폭 증폭 된 주파수는 구별됩니다.

- 선거인 증폭기(고주파 증폭기 - UHF), 실제 주파수 비율 /1 ;

- 광대역 주파수 비율이 넓은 주파수 범위의 증폭기 />>1 (예: ULF - 저주파 증폭기).

높은 이득이 필요한 경우 2성분 캐스케이드를 사용할 수 있습니다. 비교적 단순 모드에서는 게인을 최대 40dB까지 높일 수 있습니다. 이 프로젝트는 두 개의 동일한 학위로 구성됩니다. 그들 사이의 절연과 임피던스 매칭은 50옴 저항으로 구현됩니다. 증폭기 단 사이의 커패시터는 고주파의 진폭 특성을 보상하는 역할을 하지만 3차 상호 변조 왜곡의 증가에도 기여합니다.

2단 증폭기의 진폭 및 위상 특성이 그림에 나와 있습니다. 이 높은 이득을 가진 증폭기는 차폐되어야 하고 출력 신호는 필터링되어 스퓨리어스 신호를 최소화해야 합니다. 두 번째 단계 출력은 230kHz 대역폭과 낮은 손실의 세라믹 필터를 사용합니다.

- 전력 증폭기 - 변압기 디커플링이 있는 ULF 터미널 스테이지. 최대 전력을 위해 R int. 에게= R n,저것들. 부하 저항은 핵심 요소(트랜지스터)의 컬렉터 회로의 내부 저항과 같아야 합니다.

에 의해 설계 증폭기는 두 개의 큰 그룹으로 나눌 수 있습니다. 디스크리트 기술, 즉 표면 또는 인쇄 배선 방법을 사용하여 만든 증폭기와 통합 기술을 사용하여 만든 증폭기입니다. 현재 아날로그 집적회로(IC)가 능동소자로 널리 사용되고 있다.

필터의 자체 손실은 7dB입니다. 이전에 논의된 전력 분산 시스템이 사용되었습니다. 입력과 출력에 두 개의 추가 코일이 있습니다. 인덕턴스는 특정 필터에 대해 선택됩니다. 특히 유용한 것은 전류 운반 증폭기입니다. 최고의 성능기존 트랜지스터 시스템보다

증폭기 기반 작동 솔루션의 장점은 입력 신호 레벨에서 더 큰 안정성과 이득 감소입니다. 연산 증폭기는 저항만으로 간단한 입출력 종단을 수행할 수 있다는 장점이 있습니다. 증폭기의 입력 임피던스를 전송 라인의 임피던스로 조정하면 반사로 인한 손실이 최소화됩니다. 전류 피드백 증폭기는 출력과 입력 간의 높은 이득과 매우 우수한 절연이 특징입니다.

앰프 성능.

증폭기의 성능 지표에는 입력 및 출력 데이터, 이득, 주파수 범위, 왜곡 계수, 효율성 및 품질 및 성능 특성을 특성화하는 기타 매개변수가 포함됩니다.

에게 입력 데이터 말하다 명목 가치입력 신호(전압 안에= 1 , 현재의 안에= 1 또는 권력 안에= 1 ), 입력 임피던스, 입력 커패시턴스 또는 인덕턴스; 특정 실제 응용 분야에 대한 증폭기의 적합성을 결정합니다. 입력 공동저항아르 자형안에신호 소스 임피던스에 비해 아르 자형그리고증폭기 유형을 결정합니다. 비율에 따라 전압 증폭기가 구별됩니다 ( 아르 자형안에 >> 아르 자형그리고), 전류 증폭기( 아르 자형안에 << 아르 자형그리고) 또는 파워 앰프( 아르 자형안에 = 아르 자형그리고). em을 입력에서, 저항의 반응성 성분은 작동 주파수 범위의 폭에 상당한 영향을 미칩니다.

이 기사에서는 RF 애플리케이션에서 연산 증폭기를 사용하는 예를 제공합니다. 연산 증폭기의 사용은 비교적 적은 시스템 복잡성으로 높은 안정성을 제공합니다. 이는 설계 및 시운전 프로세스의 속도를 높여 프로젝트 비용을 절감합니다. 역사적 관점에서 볼 때, 아마도 첫 번째 증폭기는 "트럼펫" 손을 내려놓음으로써 그 단어가 지시된 사람에게 도달하거나, 이해하거나, 적어도 들을 수 있도록 했을 것입니다. 그것은 순수한 의미의 고전적인 증폭기가 아니었고 확실히 우리가 지금 알고 있는 형태의 전자 장치가 아닙니다.

산출 출력 전압의 공칭 값 U 아웃 \u003d U 2, 현재의 나는 아웃 \u003d I 2, 출력 파워 P 출력 \u003d P 2및 출력 임피던스. 출력 임피던스는 부하 임피던스보다 훨씬 작아야 합니다. 입력 및 출력 저항은 모두 활성이거나 반응성 구성요소(유도성 또는 용량성)를 가질 수 있습니다. 일반적인 경우 각각은 활성 및 반응성 구성 요소를 모두 포함하는 총 저항 Z와 같습니다.

따라서 가장 간단한 클래스 A 회로는 구성당 단일 트랜지스터입니다. 공통 이미터. 이 경우, 음향 에너지를 집중시켜 지향성을 증가시켜 거리에 따른 소리 강도의 감소를 줄이는 음향 "장치"에 대해 이야기하는 것이 더 나을 것입니다.

평범한 인간에게 증폭기는 증폭기이며 모든 사람은 비슷합니다. 다만 그것을 위해 뚜껑을 풀고 속을 들여다보면 어지럽다. 앰프는 엄밀히 말하면 전자 부품이기 때문에 이러한 주제 중 일부를 자세히 살펴보지 않고서는 안 됩니다. 앰프 클래스부터 그룹화하고 장단점을 결정할 수 있기 때문에 먼저 앰프 클래스부터 시작하겠습니다. 클래스 A 증폭기는 푸시풀 시스템에서도 작동할 수 있습니다.

얻다 입력에 대한 출력의 비율입니다. 전압 이득이 있습니다= 유 2/ 1 , 현재 = 나는 2/ 1 그리고 힘 Kp= P2/ 1 .

증폭기 특성.

증폭기의 특성은 다양한 주파수와 모양의 신호를 어느 정도 정확도로 증폭하는 능력을 반영합니다. 가장 중요한 특성은 진폭, 진폭 주파수, 위상 주파수 및 과도를 포함합니다.

가장 간단한 클래스 A 회로는 이와 같은 구성의 단일 트랜지스터입니다. 플럭스가 어떻게 흐르고 개별 구성 요소에서 전압이 어떻게 떨어지는지에 대한 자세한 논의는 하지 않습니다. 우리에게 가장 중요한 것은 그러한 시스템의 효율성입니다. 클래스 A 증폭기는 신호가 적용되는지 여부에 관계없이 트랜지스터 또는 위상 끝 튜브를 통해 전류가 흐르는 모든 곳에서 발견됩니다.

그리고 이것은 이러한 종류의 증폭기에 일반적입니다. 전력 흐름이 높기 때문에 증폭기는 효율이 거의 없이 많은 전력을 소비합니다. 이것은 고전력 공급 장치와 강력한 방열판을 사용해야 하기 때문에 심각한 단점입니다. 신호가 인가되지 않으면 증폭기는 히터로 작동합니다. 진공관 앰프는 또한 진공관 히터의 빛을 발하므로 35와트에서 400와트의 전력 소모를 알 수 있지만 앰프는 깨끗하고 왜곡되지 않은 사운드를 전달한다는 이점도 있습니다.

진폭 특성은 입력에 공급되는 특정 주파수의 고조파 진동 진폭에 대한 출력 전압 진폭의 의존성입니다. 입력 신호는 최소값에서 최대값으로 변경되며 최소값 레벨은 내부 노이즈 레벨을 초과해야 합니다. 증폭기 자체에 의해 생성됩니다. 이상적인 증폭기(간섭이 없는 증폭기)에서 출력 신호의 진폭은 입력의 진폭에 비례합니다. 유 아웃= 케이*안에 그리고 진폭 특성은 원점을 지나는 직선의 형태를 갖는다. 실제 증폭기에서는 간섭을 제거할 수 없으므로 진폭 특성이 직선과 다릅니다.

진폭-그리고 위상 주파수 특성은 주파수에 대한 이득의 의존성을 반영합니다. 증폭기에 반응 요소가 있기 때문에 다른 주파수의 신호가 다르게 증폭되고 출력 신호는 입력에 대해 다른 각도로 이동합니다. 진폭 주파수 의존 형태의 특성이 그림에 나와 있습니다. 작동 주파수 범위 증폭기는 계수의 계수가 있는 주파수 간격이라고 합니다. 케이 일정하게 유지되거나 미리 결정된 한계 내에서 변합니다.

위상 주파수 특성은 입력의 위상에 대한 출력 신호의 위상 편이 각도의 주파수 의존성입니다.

증폭기의 피드백.

피드백 (운영체제) 신호 에너지가 높은 신호 레벨의 회로에서 낮은 레벨의 회로로 전달되는 전기 회로 간의 연결을 호출하십시오. 예를 들어 증폭기의 출력 회로에서 입력으로 또는 후속 단계에서 이전 단계로. 피드백 증폭기의 블록 다이어그램은 아래 그림과 같습니다.


출력에서 증폭기의 입력으로의 신호 전송은 사중극자를 사용하여 수행됩니다. 에. 4극 피드백은 수동 또는 능동, 선형 또는 비선형 요소로 구성된 외부 전기 회로입니다. 피드백이 전체 증폭기를 덮는 경우 피드백이 호출됩니다. 일반:피드백이 개별 캐스케이드 또는 증폭기의 일부를 포함하는 경우 현지의.따라서 그림은 공통 피드백이 있는 증폭기의 블록 다이어그램을 보여줍니다.

앰프 스테이지 모델.

증폭기 캐스케이드 - 증폭기의 건설적 링크 - 하나 이상의 능동(증폭) 요소와 수동 요소 세트를 포함합니다. 실제로는 보다 명확하게 하기 위해 간단한 모델에서 복잡한 프로세스를 연구합니다.

교류를 증폭하기 위한 트랜지스터 스테이지의 변형 중 하나가 왼쪽 그림에 나와 있습니다. 트랜지스터 V1 r-p-r공통 이미 터가있는 구성표에 포함 된 유형. 입력 전압 베이스 - EMF가 있는 소스에서 생성된 이미 터 전자 및 내부 저항 RC 원천. 저항은 기본 회로에 설치됩니다. 아르 자형 1 그리고 아르 자형 2 . 트랜지스터의 컬렉터는 소스의 음극 단자에 연결됩니다. 전자 저항을 통해 아르 자형에게그리고 아르 자형에프. 출력 신호는 컬렉터 및 이미 터 단자에서 커패시터를 통해 가져옵니다. 2부터 부하를 입력 아르 자형 N. 콘덴서 SF 저항과 함께 RF 형태 RC -필터 유닛( 긍정적인 피드백 - 사진), 특히 공급 전압 리플을 부드럽게 하는 데 필요합니다(저전력 소스 사용 시). 전자높은 내부 저항으로). 또한 소자의 안정성을 높이기 위해 트랜지스터의 에미터 회로에서 V1 (부정적인 피드백 - OOS)을 추가로 포함할 수 있습니다. RC - 출력 신호의 일부가 증폭기의 입력으로 다시 전송되는 것을 방지하는 필터. 따라서 장치의 자기 여기 효과를 피할 수 있습니다. 일반적으로 인공적으로 생성 외부 CAB 좋은 증폭기 매개변수를 얻을 수 있지만 이는 일반적으로 DC 또는 저주파 증폭에만 해당됩니다.

바이폴라 트랜지스터의 저주파 증폭기 회로.

OE 회로에 따라 연결된 바이폴라 트랜지스터의 증폭기 단계는 가장 일반적인 비대칭 증폭기 중 하나입니다. 개별 요소로 만들어진 이러한 캐스케이드의 개략도가 아래 그림에 나와 있습니다.


이 회로에서 저항 르크 , 트랜지스터의 주회로에 포함된 는 컬렉터 전류를 제한하고 필요한 이득을 제공하는 역할을 합니다. 전압 분배기로 R1R2 클래스 A 증폭 모드에 필요한 트랜지스터 VT를 기반으로 초기 바이어스 전압을 설정합니다.

체인 리세 나머지 지점의 이미 터 열 안정화 기능을 수행합니다. 커패시터 C1 그리고 C2 전류의 상수 및 가변 구성 요소를 분리합니다. 콘덴서 션트 저항 답장 커패시턴스 때문에 교류에서 중요한.

일정한 진폭의 신호가 다른 주파수에서 증폭기의 입력에 적용되면 출력 전압은 신호의 주파수에 따라 변경됩니다. C1 , C2 다른 주파수에서 다릅니다.

신호의 주파수에 대한 이득의 의존성을 진폭 주파수 증폭기 특성(AFC).

가장 널리 사용되는 저주파 증폭기 적용하다 소리 정보를 전달하는 신호를 증폭하기 위해 이러한 경우 오디오 주파수 증폭기라고도 합니다. 또한 ULF는 측정 기술 및 결함 감지와 같은 다양한 분야에서 정보 신호를 증폭하는 데 사용됩니다. 자동화, 원격 역학 및 아날로그 컴퓨팅 기술; 다른 전자 산업에서. 오디오 증폭기는 일반적으로 다음으로 구성됩니다. 전치 증폭기 그리고 파워 앰프 (정신). 전치 증폭기 전력 및 전압을 증가시키고 최종 전력 증폭기의 작동에 필요한 값으로 가져오도록 설계되었으며 종종 볼륨, 톤 또는 이퀄라이저 제어가 포함되며 때로는 구조적으로 별도의 장치로 만들 수 있습니다. 증폭기 부하(소비자) 회로에 지정된 전기 진동 전력을 제공해야 합니다. 그 부하는 음향 방출기일 수 있습니다: 음향 시스템(스피커), 헤드폰(헤드폰); 라디오 방송 네트워크 또는 라디오 송신기 변조기. 베이스 앰프는 모든 사운드 재생, 녹음 및 라디오 방송 장비의 필수적인 부분입니다.

증폭기 단계의 작동 분석은 트랜지스터가 T 자형 등가 회로로 대체 된 등가 회로 (아래 그림 참조)를 사용하여 수행됩니다.


이 등가 회로에서 트랜지스터에서 발생하는 모든 물리적 프로세스는 아래에 나와 있는 트랜지스터의 저신호 H-파라미터를 사용하여 고려됩니다.


증폭기에 전원을 공급하기 위해 내부 저항이 낮은 전압 소스가 사용되므로 입력 신호와 관련하여 저항이 다음과 같다고 가정할 수 있습니다. R1 그리고 R2 병렬로 연결되고 하나의 동등한 것으로 대체될 수 있습니다. Rb \u003d R1R2 / (R1 + R2) .

저항 값을 선택하는 중요한 기준 재, R1 그리고 R2 트랜지스터의 정적 작동 모드의 온도 안정성을 보장하는 것입니다. 온도에 대한 트랜지스터 매개변수의 상당한 의존성은 컬렉터 전류의 제어할 수 없는 변화로 이어집니다 , 그 결과 증폭된 신호의 비선형 왜곡이 발생할 수 있습니다. 체제의 최상의 온도 안정화를 달성하려면 저항을 증가시킬 필요가 있습니다 답장 . 그러나 이것은 공급 전압을 증가시킬 필요가 있습니다. 이자형 및 전력 소비를 증가시킵니다. 저항의 저항이 감소함에 따라 R1 그리고 R2 소비 전력도 증가하여 회로의 효율이 감소하고 증폭기 단의 입력 임피던스가 감소합니다.

통합 DC 증폭기.

통합 설계에서 증폭기(op-amp)는 가장 일반적인 범용 마이크로 회로(IC)입니다. 연산 증폭기는 외부 회로를 사용하여 설정된 알고리즘에 따라 아날로그 신호를 처리할 수 있는 매우 안정적인 품질 표시기를 가진 장치입니다.

연산 증폭기(op amp) - 통합 멀티스테이지 DC 증폭기 (UPT) 전기 매개변수에 대한 다음 요구 사항을 충족합니다.

전압 이득은 무한대가 되는 경향이 있습니다.

입력 저항은 무한대가 되는 경향이 있습니다.

출력 임피던스는 0이 되는 경향이 있습니다.

입력 전압이 0이면 출력 전압도 0입니다. Uin = 0, Uout = 0;

· 증폭된 주파수의 무한대.

연산 증폭기에는 반전 및 비반전의 두 가지 입력과 하나의 출력이 있습니다. UPT의 입력 및 출력은 신호 소스 유형 및 외부 부하(비대칭, 대칭) 및 저항 값을 고려하여 수행됩니다. 많은 경우 AC 증폭기와 같은 TCD는 신호 소스에 대한 TCD의 영향을 줄이기 위해 큰 입력 임피던스를 제공하고 TCD의 출력 신호에 대한 부하의 영향을 줄이기 위해 낮은 출력 저항을 제공합니다.

그림 1은 반전 증폭기의 다이어그램을 보여주고, 그림 2는 비반전 증폭기입니다. 이 경우 이득은 다음과 같습니다.

반전 Kiou = Roc / R1

비 반전의 경우 Know = 1 + Roc / R1





반전 증폭기는 OOS 병렬 전압으로 덮여 있어 Rin 및 Rout이 감소합니다. 비반전 증폭기는 직렬 전압 피드백으로 덮여 있어 Rin이 증가하고 Rout이 감소합니다. 이러한 연산 증폭기를 기반으로 아날로그 신호 처리를 위한 다양한 회로를 구축할 수 있습니다.

UPT는 가장 낮은 입력 저항과 가장 높은 입력 저항에 대한 높은 요구 사항이 적용됩니다. 일정한 입력 신호 전압으로 UPT의 출력 전압이 자발적으로 변하는 것을 증폭기 드리프트 . 드리프트의 이유는 회로의 공급 전압의 불안정성, 트랜지스터 및 저항의 매개변수의 온도 및 시간 불안정성입니다. 이러한 요구 사항은 모든 공통 모드 노이즈를 억제하고 높은 입력 임피던스를 제공하는 차동 회로에 따라 첫 번째 단계가 조립되는 연산 증폭기에 의해 충족됩니다. 이 캐스케이드는 전계 효과 트랜지스터와 복합 트랜지스터에 조립할 수 있으며 GST(안정 전류 생성기)가 이미 터(소스) 회로에 연결되어 공통 모드 노이즈의 억제를 향상시킵니다. 입력 저항을 높이기 위해 깊은 직렬 OOS와 높은 컬렉터 부하가 사용됩니다(이 경우 Jin은 0이 되는 경향이 있음).

DC 증폭기는 시간이 지남에 따라 천천히 변하는 신호, 즉 등가 주파수가 0에 근접하는 신호를 증폭하도록 설계되었습니다. 따라서 UPT는 주파수 응답 그림 3과 같은 형태로. 연산 증폭기의 이득이 매우 크기 때문에 깊은 음의 피드백으로 덮인 경우에만 증폭기로 사용할 수 있습니다(피드백이 없는 경우 연산 증폭기 입력에서 극히 작은 "잡음" 신호라도 연산 증폭기의 출력에서 ​​포화 전압에 가까운 전압을 제공).

연산 증폭기의 역사는 아날로그 컴퓨팅에서 DC 증폭기가 합산, 적분 등과 같은 다양한 수학적 연산을 구현하는 데 사용되었다는 사실과 관련이 있습니다. 연산 증폭기의 가능한 응용 프로그램 목록의 작은 부분 .

전력 증폭기.

무엇을 나타내는가 증폭기- 더 나아가 간결하게 UM이라고 부를까요? 위의 내용을 기반으로 증폭기의 블록 다이어그램은 세 부분으로 나눌 수 있습니다.

  • 입력 단계
  • 중간 캐스케이드
  • 출력단(파워 앰프)

이 세 부분은 모두 동일한 목적을 수행합니다. 즉, 드라이버 또는 헤드폰과 같은 낮은 저항으로 부하를 구동할 수 있는 수준으로 모양을 변경하지 않고 출력 신호의 전력을 증가시키는 것입니다.

있다 변신 로봇그리고 트랜스포머 없는 UM 다이어그램.

1. 변압기 전력 증폭기.

고려하다 단일 사이클 변신 로봇정신, 트랜지스터가 OE가있는 방식에 따라 연결된 경우 (왼쪽 그림).

변압기 TP1 및 TP2는 증폭기의 부하 및 출력 임피던스와 증폭기의 입력 임피던스를 각각 입력 신호 소스의 임피던스와 일치시키도록 설계되었습니다. 요소 R과 D는 트랜지스터의 초기 작동 모드를 제공하고 C는 트랜지스터 T에 공급되는 가변 성분을 증가시킵니다.

변압기는 전력 증폭기의 바람직하지 않은 요소이기 때문에 크기와 무게가 크고 제조가 상대적으로 어려우며 현재 가장 널리 사용됨 트랜스포머 없는전력 증폭기.

2. 무변압기 전력 증폭기.

고려하다 푸시풀 UM다른 유형의 전도성을 가진 바이폴라 트랜지스터에서. 위에서 언급했듯이 모양을 변경하지 않고 출력 신호의 전력을 증가시켜야 합니다. 이를 위해 PA의 DC 전원 공급 장치를 가져와 AC로 변환하지만 출력 신호 모양이 아래 그림과 같이 입력 신호 모양을 반복하는 방식입니다.


트랜지스터의 트랜스컨덕턴스 값이 충분히 높으면 변압기를 사용하지 않고 1옴의 부하에서 작동하는 회로를 구축할 수 있습니다. 이러한 증폭기는 접지된 중간점이 있는 바이폴라 전원 공급 장치에 의해 전원이 공급되지만 단극 전원 공급 장치용 회로를 구축할 수 있습니다.


보완의 개략도 이미 터 팔로워 - 추가 대칭이 있는 증폭기 - 왼쪽 그림에 표시됨. 동일한 입력 신호로 전류는 양의 반주기 동안 NPN 트랜지스터를 통해 흐릅니다. 입력 전압이 음수이면 전류가 PNP 트랜지스터를 통해 흐릅니다. 두 트랜지스터의 이미 터를 결합하고 공통 부하로로드하고 결합 된베이스에 동일한 신호를 적용하면 푸시 풀 전력 증폭 단계가 생깁니다.

트랜지스터의 포함 및 작동을 더 자세히 고려하십시오. 증폭기 트랜지스터는 클래스 B 모드에서 작동합니다.이 회로에서 트랜지스터는 매개변수에서 정확히 동일해야 하지만 평면 구조에서는 반대여야 합니다. 양의 반파 전압이 증폭기의 입력에 도달할 때 우인 트랜지스터 T1 , 증폭 모드에서 작동하고 트랜지스터 T2 - 차단 모드에서. 음의 반파가 도착하면 트랜지스터의 역할이 바뀝니다. 개방형 트랜지스터의 베이스와 에미터 사이의 전압은 작기 때문에(약 0.7V), 전압은 Uout 전압에 가깝다 우인 . 그러나 트랜지스터의 입력 특성의 비선형성의 영향으로 출력 전압이 왜곡된다. 비선형 왜곡 문제는 기본 회로에 초기 바이어스를 적용하여 스테이지를 AB 모드로 설정함으로써 해결됩니다.

고려 중인 증폭기의 경우 부하에서 가능한 최대 전압 진폭 와 동등하다 이자형 . 따라서 가능한 최대 부하 전력은 다음 식에 의해 결정됩니다.


최대 부하 전력에서 증폭기는 다음 식

위의 내용을 바탕으로 최대한 UM 효율성: 엔맥스 = n.max / 소비 최대 = 0,78.

전자 증폭기 - 섹션 철학, 전기 공학 및 전자 2.5.1.일반 정보 전자 증폭기 ...

2.5.1 일반 정보

전자 증폭기 전기 신호의 전압, 전류 및 전력을 증폭하도록 설계된 장치라고 합니다.

이 경우 전력 증폭이 가장 중요합니다. 변압기를 사용하여 전압 증폭(전력 증폭 없이)을 간단히 얻을 수 있기 때문입니다. 전자 증폭기의 신호 전력은 전원 공급 장치의 에너지에 의해 증폭된다는 점을 강조해야 합니다.

전자 증폭기는 가장 일반적인 전자 장치입니다. 유선 통신, 사운드 필름, 센서 신호 증폭 자동화, 전기 및 비전기량 측정, 제어 및 조절 장치, 지질 탐사, 정확한 시간, 의료, 뮤지컬 및 기타 여러 사례에 직접 사용됩니다. . 또한 전자 증폭기는 전자 발생기, 신호 모양 및 주파수 변환기 등과 같은 다른 전자 장치에 사용됩니다.

증폭기는 다양한 기준에 따라 여러 유형으로 분류할 수 있습니다. 대부분 증폭된 신호의 주파수 범위에 따라 분류됩니다.

DC 증폭기(DCA)는 DC 전압 또는 느리게 변화하는 신호를 증폭하도록 설계되었습니다. 이들은 1차 변환기라고도 하는 다양한 센서의 신호를 증폭하는 데 사용됩니다.

오디오 주파수 증폭기(UZCH)는 오디오 주파수 범위(20Hz ~ 20kHz)에서 전기 신호를 증폭하도록 설계되었습니다. 저주파 증폭기(ULF)는 20Hz에서 100kHz 사이의 주파수 범위에서 신호를 증폭하는 데 사용됩니다.

선택적 또는 선택적(공진) 증폭기는 상대적으로 좁은 주파수 대역에서 신호를 증폭합니다. 대부분 전자 장비에 사용되며 특히 라디오 수신기의 고주파 발진을 증폭하기 위해 고주파 UHF 증폭기로 약칭됩니다.

광대역 증폭기는 광범위한 주파수(수십 헤르츠에서 수 메가헤르츠까지)를 증폭하도록 설계되었으며 예를 들어 텔레비전 수신기에 사용됩니다.

작업 종료 -

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전기 및 전자

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계산 절차
1. 가지에서 전류의 조건부 방향을 설정합시다 (저항의 서수에 따라 숫자를 입력합니다). 2. 제1법칙에 따라 각각의 독립 노드에 대한 방정식 작성

노드 전위 방법
이 방법은 첫 번째 Kirchhoff 법칙에 따른 방정식의 공식화를 기반으로 합니다. 그림 5 -I1 + I2 - I3 = 0

전기 회로 단상 AC
교류는 크기와 방향이 주기적으로 변하는 전류입니다. I0(t) = I0(t + kT). 이 모드는 설명할 수 있습니다.

제어 작업
1. 코일 전류 Z인 경우 인덕턴스 양단의 전압을 결정합니다.

유도 결합 회로
교류 전기 회로의 유도 결합 요소를 유도 코일이라고 하며, 여기서 자기 유도 EMF 외에 교류 자석의 작용으로 EMF가 생성됩니다.

코일의 직렬 연결
직렬 연결이 있는 회로의 경우 그림 26이 포함되어 있습니다.

코일의 병렬 연결
코일의 병렬 연결, 그림 27.

전기 회로의 과도 현상
t 전기 회로에서

플럭스 연결이 갑자기 변경될 수 없음
, 따라서 첫 번째 순간에 제 1 교환 법칙에 따라

제어 작업
1. 별과 연결된 대칭 전기 회로에서 Z = 5ej30V Ohm;

접지된 중성선
접지 된 중성선이있는 네트워크의 단상 단락 전류는 충분히 크며 아크가 발생합니다. 이로 인해 탄광 및 구내에서 이러한 네트워크를 사용할 수 없습니다.

절연 중립
절연된 중성선이 있는 네트워크의 단상 지락에서 단락 전류는 절연 저항에 의해 결정되고, 이는 차례로 능동 및 용량성 저항에 의해 결정됩니다

보호 접지
보호 접지는 전원이 공급되지는 않지만 전원이 공급될 수 있는 전기 설비의 모든 비전류 금속 부품을 접지에 의도적으로 연결하는 것입니다.

보호 널링. 동작 원리
접지는 0의 반복적으로 접지된 와이어를 사용하여 전기 설비의 금속 비전류 부분을 의도적으로 전기적으로 연결하는 것입니다(그림 49).

자기장 및 강자성 물질을 특성화하는 기본 수량
다양한 기술 분야에서 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 전자기 메커니즘 및 장치가 널리 사용됩니다. 그들은 또한 필요에 따라 자기장을 생성합니다.

전체 현행법
자기 회로의 계산은 총 전류의 법칙을 기반으로 합니다.

교류 회로의 철 공진 현상
자화 곡선의 비선형성은 자기 코어에 있는 코일의 유도성 리액턴스의 비선형성을 유발하며, 이에 대해 유도성 리액턴스는 없는 경우보다 몇 배나 더 큽니다.

변압기
변압기는 한 전압 레벨의 전류를 동일한 주파수의 다른 전압 레벨의 교류로 변환하도록 설계된 전기 장치입니다. 저것들.

단상 변압기
두 개의 권선 w1과 w2가 있는 자기 회로인 단상 변압기의 예를 사용하여 변압기의 작동 원리를 고려하십시오(그림 56

비동기 모터
비동기식 모터는 단순성과 신뢰성으로 인해 다양한 메커니즘의 전기 구동 장치로 가장 일반적입니다. 전 세계에서 생산되는 모든 에너지의 60% 이상이 모피로 전환됩니다.

동기 기계
AC 동기 기계는 일정한 작동 토크가 필요한 메커니즘과 함께 사용됩니다. 이러한 메커니즘에는 압축기, 팬, 펌프 등이 포함됩니다.

DC 기계
DC 전기 기계는 전기 에너지를 기계적 에너지로 또는 그 반대로 변환하도록 설계되었습니다. 따라서 첫 번째 경우에는 엔진이라고 하고 두 번째 경우에는 유전자라고 합니다.

전기 안전 보장
전기 회로를 전환할 때(전기 수신기 켜기, 끄기) 분기 접점 간에 스파크 방전 또는 아크가 발생합니다. 폭발성 분위기에서(탄광에서

전기 네트워크의 절연 제어. 누설 릴레이
절연된 중성선이 있는 네트워크의 단상 단락은 사고 전류가 작기 때문에 눈에 띄지 않을 수 있습니다. 그러나 단상 시간에 눈에 띄지 않고 단선되지 않음

보호 종료 할당
보호 차단의 목적은 전기 설비 안에 사람이 감전될 위험이 있는 경우 전기 설비를 자동으로 차단하는 것입니다. 보호 조치 - 네트워크 섹션의 빠른 종료

접지 오류 감지 장치
전기 설비의 본체에 위험한 전압이 발생하면(그림 72), 누설 전류가 발생하고 전류 릴레이 RT가 활성화되고 본체와 접지 사이에 연결되어 평상시 닫힘 접점을 엽니다.

P-n-접합 및 그 속성
반도체 소자의 작용은 반도체의 성질을 이용하는 것입니다. 반도체는 도체와 유전체 사이의 중간 위치를 차지합니다. 반도체는

반도체 다이오드
반도체 다이오드는 하나의 전자-정공 p-n 접합을 포함하는 2전극 반도체 소자입니다. 설계상 반도체 다이오드는

때때로 전압 피드백 요소가 고려됩니다.
값 h12 » 2×10-3-2×10-4

집적 회로
집적 회로는 최소 5개의 능동 소자(트랜지스터, 다이오드)와 수동 소자(저항기, 커패시터, 초크)를 포함하는 마이크로 전자 제품입니다.

공통 이미 터가 있는 바이폴라 트랜지스터 증폭기
고려 중인 증폭기(그림 97)는 저주파 범위에서 고조파 신호(정현파 모양의 신호)를 증폭하도록 설계되었습니다. 이러한 회로의 이름은 이미 터가 여기에 있다는 사실로 설명됩니다.

연산 증폭기의 차동 이득은 관계식에 의해 결정됩니다.
Uin1 = const 및 Uin2 = const로 각각

유도 피드백이 있는 정현파 진동의 LC 발진기
무화과에. 105는 유도 피드백이 있는 사인파 진동의 LC 자체 발진기의 단순화된 다이어그램을 보여줍니다. n-p-n형 트랜지스터, 발진회로 L로 구성

더블 T 브리지 RC 발진기
이중 T자형 브리지가 있는 RC 발진기의 구성을 고려하십시오(그림 106). 매우 낮은 주파수에서 w ® 0, 피드백 계수 b ® 1, 커패시터의 저항이

논리 요소의 기호 및 진리표
"NOT" 연산 또는 논리적 부정 연산은 이 연산 동안 논리적 함수 Y가 인수 X와 반대임을 의미합니다. 분석적으로 이것은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

집적 회로
논리 집적 회로의 품질을 평가하기 위해 주요 매개변수와 특성이 사용됩니다. 주요 매개변수는 다음과 같습니다. 1. 성능 - 응답 시간

RS 플립플롭
비동기식 RS 플립플롭은 가장 단순하며 펄스 및 디지털 기술에서 널리 사용됩니다. 특히, 다른 유형의 트리거에 대한 기초 역할을 하며 쉽게 구축할 수 있습니다.

디지털 펄스 카운터
디지털 펄스 카운터(DSC)는 입력 펄스 수의 카운트를 구현하고 일부 코드에서 이 수를 고정하는 장치입니다. 일반적으로 카운터는 트리거(h

아날로그-디지털 및 디지털-아날로그 변환기
DAC(디지털-아날로그 변환기)는 디지털 코드를 아날로그 신호로 변환하도록 설계된 장치입니다. 무화과에. 도 114는 간단한 DAC의 다이어그램을 보여줍니다. DAC 선물

마이크로프로세서와 마이크로컴퓨터
프로세서 - 주어진 프로그램에 따라 정보를 처리하도록 설계된 장치. 마이크로프로세서 - 하나 이상의 통합 마이크로에 통합 기술로 만든 프로세서