Sumber : http://www.sz-wholesaler.com
Amplifier adalah alat untuk meningkatkan kekuatan dari sinyal dengan menggunakan sumber energi eksternal.
Dalam sebuah penguat elektronik , masukan "sinyal" biasanya tegangan atau arus. Jenis lain yang ada, sebuah amplifier fluidic meningkatkan kekuatan sinyal direpresentasikan sebagai aliran gas atau cairan, misalnya. Amplifier dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara tergantung pada aplikasi mereka, frekuensi berkisar mereka menutupi, atau perangkat aktif digunakan. Idealnya sebuah penguat meningkatkan kekuatan sinyal tanpa dinyatakan mengubah itu, amplifier praktis memiliki distorsi yang terbatas dan kebisingan yang mereka selalu menambah sinyal.
Sebuah alat yang mengubah sinyal dari satu jenis yang lain (misalnya, lampu sinyal foton ke DC sinyal dalam ampere ) adalah transduser , sebuah transformator , atau sensor . Namun, tidak ada yang memperkuat kekuasaan .
Dalam sebuah penguat elektronik , masukan "sinyal" biasanya tegangan atau arus. Jenis lain yang ada, sebuah amplifier fluidic meningkatkan kekuatan sinyal direpresentasikan sebagai aliran gas atau cairan, misalnya. Amplifier dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara tergantung pada aplikasi mereka, frekuensi berkisar mereka menutupi, atau perangkat aktif digunakan. Idealnya sebuah penguat meningkatkan kekuatan sinyal tanpa dinyatakan mengubah itu, amplifier praktis memiliki distorsi yang terbatas dan kebisingan yang mereka selalu menambah sinyal.
Sebuah alat yang mengubah sinyal dari satu jenis yang lain (misalnya, lampu sinyal foton ke DC sinyal dalam ampere ) adalah transduser , sebuah transformator , atau sensor . Namun, tidak ada yang memperkuat kekuasaan .
Keuntungan
The gain dari sebuah penguat adalah rasio output untuk daya input atau amplitudo, dan biasanya diukur dalam desibel . (Ketika diukur dalam desibel itu logaritmis terkait dengan rasio daya: G (dB) = 10 log (P keluar / (P in)). RF amplifier seringkali ditentukan dalam hal keuntungan daya maksimum diperoleh, sedangkan tegangan gain dari amplifier audio dan amplifier instrumentasi akan lebih sering ditentukan (sejak penguat impedansi masukan akan sering jauh lebih tinggi daripada impedansi sumber, dan impedansi beban lebih tinggi daripada impedansi output penguat). Sebagai contoh, sebuah penguat audio dengan keuntungan yang diberikan sebagai 20 dB akan memiliki keuntungan tegangan dari sepuluh (tapi keuntungan daya 100 hanya akan terjadi di ajang impedansi input dan output yang identik).
Jika dua amplifier setara sedang dibandingkan, penguat dengan pengaturan gain yang lebih tinggi akan lebih sensitif karena akan mengambil sinyal input lebih sedikit untuk menghasilkan jumlah yang diberikan kekuasaan.
Bandwidth
The Bandwidth dari sebuah penguat adalah rentang frekuensi yang penguat memberikan "kinerja yang memuaskan". Definisi "kinerja yang memuaskan" mungkin berbeda untuk aplikasi yang berbeda. Namun, metrik umum dan diterima dengan baik adalah titik setengah daya (frekuensi yaitu di mana daya turun dengan setengah nilai puncaknya) pada output vs kurva frekuensi. Oleh karena itu bandwidth dapat didefinisikan sebagai selisih antara titik-titik bagian bawah dan atas kekuasaan. Hal ini karena itu juga dikenal sebagai bandwidth -3 dB. Bandwidth (dinyatakan disebut "respon frekuensi") untuk toleransi respon lainnya kadang-kadang dikutip (-1 dB, -6 dB dll) atau "1dB plus atau minus" (kira-kira orang tingkat suara perbedaan yang biasanya dapat mendeteksi).
Keuntungan dari penguat penuh berbagai kualitas audio yang baik akan dasarnya datar antara 20 Hz sampai 20 kHz (rentang pendengaran manusia normal). Dalam desain penguat kesetiaan ultra tinggi, respon frekuensi amp harus memperpanjang jauh melampaui ini (satu atau lebih oktaf kedua sisi) dan mungkin memiliki titik -3 dB <10 Hz dan> 65 kHz. Amplifier tur profesional sering memiliki input dan / atau output penyaringan untuk tajam membatasi respon frekuensi melampaui 20-20 Hz kHz, terlalu banyak daya output potensial penguat lain akan terbuang pada infrasonik dan ultrasonik frekuensi, dan bahaya AM gangguan radio akan meningkat . Modern amplifier beralih membutuhkan low pass curam filtering pada output untuk menyingkirkan switching frekuensi suara tinggi dan harmonik.
Efisiensi
Efisiensi adalah ukuran dari seberapa banyak sumber daya berguna diterapkan pada output penguat. Kelas A penguat sangat tidak efisien, di kisaran 10-20% dengan efisiensi maksimum 25% untuk kopling langsung dari output. kopling induktif dari output dapat meningkatkan efisiensi maksimum 50%.
Tiriskan efisiensi adalah rasio dari daya keluaran RF untuk daya DC masukan ketika input daya DC primer telah diumpankan ke saluran pembuangan dari FET . Berdasarkan definisi ini, efisiensi saluran tidak dapat melebihi 25% untuk kelas A penguat yang diberikan menguras arus bias melalui resistor (karena sinyal RF memiliki tingkat nol pada sekitar 50% dari input DC). Produsen menentukan efisiensi menguras jauh lebih tinggi, dan desainer dapat memperoleh efisiensi yang lebih tinggi dengan menyediakan arus mengalir dari transistor melalui induktor atau transformator berkelok-kelok. Dalam hal ini tingkat nol RF dekat rel DC dan akan berayun di atas dan di bawah rel selama operasi. Sementara tingkat tegangan berada di atas rel saat DC diberikan oleh induktor.
Kelas B amplifier memiliki efisiensi yang sangat tinggi tetapi tidak praktis untuk kerja audio karena tingkat tinggi distorsi (Lihat: Crossover distorsi ). Dalam desain praktis, hasil tradeoff adalah desain kelas AB. Kelas AB amplifier modern umumnya memiliki efisiensi puncak antara 30-55% dalam sistem audio dan 50-70% dalam sistem frekuensi radio dengan maksimum teoritis dari 78,5%.
Tersedia secara komersial Kelas D amplifier beralih telah melaporkan efisiensi setinggi 90%. Amplifier Kelas CF biasanya dikenal sebagai amplifier efisiensi yang sangat tinggi. RCA diproduksi pemancar AM siaran menggunakan kelas-C tunggal triode mu rendah dengan efisiensi RF di kisaran 90%.
Amplifier lebih efisien bekerja dengan lebih dingin, dan sering tidak memerlukan kipas pendingin bahkan dalam multi-kilowatt desain. Alasan untuk ini adalah bahwa hilangnya efisiensi menghasilkan panas sebagai produk sampingan dari energi yang hilang selama konversi kekuasaan. Dalam amplifier lebih efisien ada kehilangan sedikit energi sehingga pada gilirannya lebih sedikit panas.
Dalam Power Amplifier RF linear, seperti base station seluler dan pemancar siaran, teknik desain khusus dapat digunakan untuk meningkatkan efisiensi. Desain Doherty, yang menggunakan tingkat keluaran kedua sebagai penguat "puncak", dapat mengangkat efisiensi dari 15% khas sampai dengan 30-35% dalam bandwidth yang sempit. Amplop desain Tracking dapat mencapai efisiensi hingga 60%, dengan modulasi tegangan suplai ke penguat sejalan dengan amplop dari sinyal.
Linearitas
Sebuah penguat ideal akan menjadi perangkat benar-benar linier, tetapi amplifier nyata hanya dalam batas linier.
Ketika drive sinyal untuk penguat meningkat, output juga meningkat sampai titik dicapai di mana beberapa bagian dari penguat menjadi jenuh dan tidak dapat menghasilkan output lagi, ini disebut kliping, dan hasil dalam distorsi .
Dalam kebanyakan amplifier penurunan keuntungan terjadi sebelum kliping keras terjadi, hasilnya adalah efek kompresi, yang (jika penguat adalah penguat audio) terdengar jauh lebih menyenangkan untuk telinga. Untuk amplifier, yang 1 dB titik kompresi didefinisikan sebagai daya input (atau output daya) di mana gain 1 dB kurang dari gain sinyal kecil. Kadang-kadang ini linearitas non sengaja dirancang untuk mengurangi ketidaknyamanan terdengar dari kliping keras di bawah overload.
Efek buruk dari non linearitas dapat dikurangi dengan umpan balik negatif. Linierisasi adalah bidang muncul, dan ada banyak teknik, seperti umpan maju , predistortion , postdistortion, untuk menghindari efek yang tidak diinginkan dari non-linearities.
Kebisingan
Ini adalah ukuran dari seberapa banyak kebisingan diperkenalkan dalam proses amplifikasi. Kebisingan adalah produk yang tidak diinginkan namun tak terelakkan dari perangkat elektronik dan komponen, juga, hasil banyak kebisingan dari ekonomi disengaja pembuatan dan desain waktu. Metrik untuk kinerja noise dari rangkaian adalah angka kebisingan atau faktor kebisingan. Angka kebisingan adalah perbandingan antara sinyal output untuk rasio kebisingan dan kebisingan termal dari sinyal masukan.
output rentang dinamis
Output dynamic range adalah rentang, biasanya diberikan dalam dB, antara tingkat terkecil dan terbesar output yang berguna. Tingkat terendah yang berguna dibatasi oleh output suara , sedangkan terbesar dibatasi paling sering oleh distorsi. Rasio kedua dikutip sebagai penguat rentang dinamis. Lebih tepatnya, jika S = maksimal diperbolehkan sinyal listrik dan N = daya kebisingan, rentang dinamis DR DR = (S + N) / N. [2]
Dalam banyak amplifier modus diaktifkan, dynamic range dibatasi oleh ukuran langkah output minimum.
Laju perubahan tegangan
Laju perubahan tegangan adalah tingkat maksimum perubahan output, biasanya dikutip dalam volt per detik (atau mikrodetik). Amplifier banyak pada akhirnya laju perubahan tegangan terbatas (biasanya dengan impedansi dari drive saat ini harus mengatasi efek kapasitif di beberapa titik di sirkuit), yang kadang-kadang membatasi penuh bandwith listrik untuk frekuensi di bawah sinyal kecil respon frekuensi penguat.
Rise time
The rise time , t r, dari sebuah penguat adalah waktu yang dibutuhkan untuk output untuk mengubah dari 10% sampai 90% dari tingkat akhir ketika didorong oleh masukan langkah . Untuk Gaussian respon sistem (atau RC sederhana off gulungan ), waktu naik diperkirakan dengan:
t r * BW = 0,35, di mana t r adalah waktu kenaikan detik dan BW adalah bandwidth di Hz .
Settling waktu dan dering
Waktu yang dibutuhkan untuk output yang mengendap dalam persentase tertentu dari nilai akhir (misalnya 0,1%) disebut settling time , dan biasanya ditentukan untuk amplifier osiloskop vertikal dan sistem pengukuran akurasi yang tinggi. dering mengacu pada variasi output yang siklus atas dan di bawah nilai akhir amplifier dan menyebabkan penundaan dalam mencapai output yang stabil. Dering adalah hasil dari overshoot disebabkan oleh underdamped sirkuit.
Overshoot
Dalam tanggapan atas masukan langkah, overshoot adalah jumlah output melebihi akhir, kondisi mapan nilai.
Stabilitas
Stabilitas adalah masalah di semua amplifier dengan umpan balik, apakah umpan balik yang ditambahkan dengan sengaja atau tidak sengaja hasil. Hal ini terutama masalah ketika diterapkan selama tahap penguatan beberapa.
Stabilitas merupakan perhatian utama di RF dan microwave amplifier. Tingkat stabilitas penguat dapat diukur dengan faktor stabilitas disebut. Ada beberapa faktor stabilitas beberapa yang berbeda, seperti faktor stabilitas Stern dan faktor stabilitas Linvil, yang menentukan syarat yang harus dipenuhi untuk stabilitas mutlak sebuah penguat dalam hal yang dua-port parameter .
amplifier Elektronik
Artikel utama: penguat Elektronik
Ada banyak jenis amplifier elektronik, yang biasa digunakan dalam radio dan televisi pemancar dan penerima , high-fidelity ("hi-fi") stereo peralatan, mikrokomputer dan peralatan digital lainnya elektronik, dan gitar dan amplifier instrumen . Komponen kritis termasuk perangkat aktif , seperti tabung vakum atau transistor . jenis penguat lain
Karbon mikrofon
Salah satu perangkat pertama yang digunakan untuk memperkuat sinyal adalah mikrofon karbon (efektif suara-dikontrol resistor variabel ). Dengan menyalurkan arus listrik yang besar melalui dikompresi karbon butiran di mikrofon, sinyal suara kecil bisa menghasilkan sinyal listrik yang jauh lebih besar. Mikrofon karbon sangat penting dalam telekomunikasi awal, telepon analog dalam pekerjaan sebenarnya tanpa menggunakan setiap penguat lainnya. Sebelum penemuan amplifier elektronik, mekanik ditambah mikrofon karbon juga digunakan sebagai penguat dalam repeater telepon untuk layanan jarak jauh.amplifier Magnetic
Artikel utama: amplifier magnetik
Sebuah penguat magnetik adalah transformator perangkat-seperti yang menggunakan kejenuhan bahan magnetik untuk menghasilkan amplifikasi. Ini adalah penguat non-elektronik listrik tanpa bagian yang bergerak. Bandwidth amplifier magnetik meluas ke ratusan kilohertz. Rotating penguat listrik mesin
Sebuah Ward Leonard kontrol adalah mesin berputar seperti generator listrik yang menyediakan amplifikasi sinyal listrik oleh konversi energi mekanik menjadi energi listrik. Perubahan hasil pembangkit lapangan saat ini dalam perubahan besar dalam arus keluaran dari generator, memberikan keuntungan. Kelas ini perangkat yang digunakan untuk kontrol kelancaran motor besar, terutama untuk elevator dan senjata angkatan laut.Bidang modulasi kecepatan yang sangat tinggi AC Generator juga digunakan untuk beberapa awal AM transmisi radio. Lihat alternator Alexanderson .
Johnsen-Rahbek efek penguat
Bentuk paling awal dari power amplifier audio adalah Edison 's "electromotograph" keras berbahasa telepon, yang menggunakan silinder kapur dibasahi berputar dalam kontak dengan kontak stasioner. Gesekan antara silinder dan kontak bervariasi dengan saat ini, memberikan keuntungan. Edison menemukan efek ini pada tahun 1874, tetapi teori di balik efek Johnsen-Rahbek tidak dipahami sampai era semikonduktor.amplifier Mekanik
Amplifier mekanik yang digunakan di era pra-elektronik di aplikasi khusus.Awal autopilot unit yang dirancang oleh Elmer Ambrose Sperry tergabung penguat mekanik menggunakan sabuk melilit drum berputar, sedikit peningkatan ketegangan sabuk menyebabkan drum untuk memindahkan sabuk. Dipasangkan A, menentang set drive tersebut dibuat sebuah amplifier tunggal. Hal ini diperkuat kesalahan gyro kecil menjadi sinyal yang cukup besar untuk memindahkan permukaan kontrol pesawat. Mekanisme yang sama juga digunakan dalam Vannevar Bush analyzer diferensial .
Penguat Drum elektrostatik digunakan band dibungkus partway sekitar drum berputar, dan tetap di ujungnya berlabuh ke musim semi. Ujung lain yang terhubung ke kerucut speaker. Sinyal input berubah ke tegangan tinggi, dan ditambahkan ke saluran dc pasokan tegangan tinggi. Tegangan ini dihubungkan antara drum dan sabuk. Dengan demikian sinyal input bervariasi medan listrik antara belt dan drum, dan dengan demikian gesekan antara mereka, dan dengan demikian jumlah gerakan lateral sabuk dan dengan demikian kerucut speaker.
Variasi lain pada tema juga ada pada satu waktu.
Pneumatic penguat
Sebuah penguat pneumatik dapat diwujudkan dengan menggunakan beberapa jenis katup sensitif, yang memerlukan sedikit memaksa untuk beroperasi, untuk memodulasi aliran aliran udara terkompresi . Mereka digunakan dalam kompresi gramophones udara sebelum hari amplifikasi elektronik, seperti dalam Auxetophone , para Stentorphone , dan perangkat sejenis. Prinsip dasar dari katup yang digunakan dalam perangkat ini adalah untuk lulus aliran udara terkompresi melalui dua sisir sebagian tumpang tindih. Getaran suara yang akan diperkuat diterapkan pada salah satu sisir, menyebabkan ia untuk bergerak lateral dalam kaitannya dengan sisir lain, memvariasikan derajat tumpang tindih dan sebagainya mengubah aliran udara terkompresi dalam simpati dengan getaran suara. Auxetophone itu mampu menghasilkan volume yang cukup untuk menyiarkan pertunjukan musik publik dari puncak Menara Blackpool , dan dikatakan cukup keras untuk menyebabkan orang untuk mengosongkan baris depan kursi di auditorium.amplifier Optical
Artikel utama: Optical amplifier
Amplifier optik memperkuat cahaya melalui proses emisi terstimulasi . Lihat Laser dan Maser . jenis Miscellaneous
- Ada juga amplifier mekanis, seperti otomotif servo yang digunakan dalam pengereman .
- Relay dapat dimasukkan dalam definisi di atas amplifier, meskipun fungsi transfer mereka tidak linear (yaitu, mereka baik terbuka atau tertutup).
- Juga manifestasi murni mekanis amplifier digital seperti dapat dibangun (untuk teori, tujuan instruksional, atau untuk hiburan), lihat misalnya komputer domino .
- Tipe lain dari penguat adalah penguat fluidic , berdasarkan triode fluidic .
No comments:
Post a Comment