• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Wzmacniacz mocy

    Przeczytaj także...
    Przedwzmacniacz (ang. preamplifier, w slangu audio: preamp) – wzmacniacz, którego zadaniem jest wstępne wzmocnienie sygnału elektrycznego, zanim zostanie on skierowany do dalszej obróbki lub wzmocnienia np. przez wzmacniacz mocy.Mikrofale – rodzaj promieniowania elektromagnetycznego o długości fali pomiędzy podczerwienią i falami ultrakrótkimi, zaliczane są do fal radiowych. W różnych opracowaniach spotyka się różne zakresy promieniowania uznawanego za promieniowanie mikrofalowe, przykładowo od 1 mm (częstotliwość 300 GHz) do 30 cm (1 GHz), częstotliwość = 3·10 ÷ 3·10 Hz, a długości λ = 10 ÷ 0,1 m . Ten zakres pokrywa również pasma UHF oraz EHF (fale milimetrowe).
    Fala akustyczna – rozchodzące się w ośrodku zaburzenie gęstości (i ciśnienia) w postaci fali podłużnej, któremu towarzyszą drgania cząsteczek ośrodka. Ośrodki, w których mogą się poruszać, to ośrodki sprężyste (ciało stałe, ciecz, gaz). Zaburzenia te polegają na przenoszeniu energii mechanicznej przez drgające cząstki ośrodka (zgęszczenia i rozrzedzenia) bez zmiany ich średniego położenia.
    Przykładowy schemat wzmacniacza mocy zbudowanego z użyciem lamp elektronowych.
    Przykładowy schemat wzmacniacza mocy zbudowanego z użyciem tranzystorów.

    Wzmacniacz mocywzmacniacz, który dostarcza do obciążenia wymaganą dużą moc wyjściową. Zazwyczaj określenie wzmacniacz mocy odnosi się do zastosowań w elektroakustyce. Sygnał elektroakustyczny jest wzmacniany napięciowo najpierw w przedwzmacniaczu, natomiast wzmacniacz mocy jest końcowym ogniwem toru wzmacniającego i podłączony jest do obciążenia np. zestawu głośnikowego.

    Fale radiowe (promieniowanie radiowe) – promieniowanie elektromagnetyczne, które może być wytwarzane przez prąd przemienny płynący w antenie. Uznaje się, że falami radiowymi są fale o częstotliwości 3 kHz – 3 THz (3·10 – 3·10 Hz). Według literatury zachodniej zakres częstotliwości obejmuje fale od 3 Hz. Zależnie od długości dzielą się na pasma radiowe.Częstotliwość (częstość) – wielkość fizyczna określająca liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc (Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy. Najczęściej rozważa się częstotliwość w ruchu obrotowym, częstotliwość drgań, napięcia, fali.

    Do podstawowych parametrów wzmacniacza mocy zalicza się:

  • wzmocnienie mocy określane jako stosunek mocy wydzielanej w obciążeniu do mocy sygnału wejściowego;
  • moc wyjściową mierzoną w watach W;
  • współczynnik sprawności energetycznej – definiowany jako stosunek mocy wydzielonej w obciążeniu do mocy pobieranej z zasilacza (%);
  • współczynnik zniekształceń nieliniowych – który jest miarą zniekształceń sygnału wyjściowego wnoszonych przez wzmacniacz (%);
  • pasmo przenoszonych częstotliwości kHz;
  • Ze względu na zakres częstotliwości wzmacnianych sygnałów wzmacniacze mocy można podzielić na:

    Czwórnik, dwuwrotnik to obwód elektryczny lub element obwodu, który posiada cztery zaciski, uporządkowane w dwie pary (nazywane także wrotami). Jedna z par stanowi wejście czwórnika, a druga wyjście.Sprawność – skalarna bezwymiarowa wielkość fizyczna określająca w jakim stopniu urządzenie, organizm lub proces przekształca energię występującą w jednej postaci w energię w innej postaci, stosunek wartości wielkości wydawanej przez układ do wartości tej samej wielkości dostarczanej do tego samego układu.
  • wzmacniacze mocy małej częstotliwości (m.cz.) używane do wzmacniania sygnałów pasma akustycznegowzmacniacze elektroakustyczne;
  • wzmacniacze mocy wielkiej częstotliwości (w.cz.) używane do wzmacniania sygnałów pasma radiowego w nadajnikach radiowych;
  • wzmacniacze mocy bardzo wielkiej częstotliwości (b.w.cz.) – wzmacniacze mikrofalowe.
  • We wzmacniaczu wyróżnia się dwa podstawowe obwody elektroniczne:

    Zasilacz – urządzenie służące do dopasowania dostępnego napięcia do wymagań zasilanego urządzenia. Ze względu na sposób zmiany wielkości napięcia wyróżnić można:Elektroakustyka - dziedzina techniki i nauki łącząca w sobie elementy akustyki i elektroniki, zajmująca się przetwarzaniem fal akustycznych na prąd elektryczny i na odwrót, za pomocą przetworników elektroakustycznych.
  • obwód zasilania, który stwarza warunki do wzmacniania sygnału,
  • obwód sygnału, który jest związany z przenoszeniem sygnału przez wzmacniacz.
  • Dla wzmacnianego sygnału obwód wzmacniacza stanowi czwórnik, w którym do wejścia dołączono źródło sygnału o impedancji , a do wyjścia dołączono obciążenie .

    Tranzystor – trójelektrodowy (rzadko czteroelektrodowy) półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego. Nazwa urządzenia wywodzi się od słów transkonduktancja (transconductance) z "półprzewodnikowym" przyrostkiem -stor jak w warystor (varistor).Wzmocnienie lub współczynnik wzmocnienia w elektronice, jest to stosunek amplitud lub mocy sygnału analogowego wyjściowego do sygnału wejściowego określony dla danego układu elektronicznego, zazwyczaj wzmacniacza. Wzmocnienie może być również definiowane jako logarytm dziesiętny (rzadziej naturalny) z tego stosunku. Można mieć do czynienia ze wzmocnieniem mocy, napięcia lub natężenia prądu elektrycznego.

    Pomiędzy wielkościami wejścia i wyjścia istnieją zależności: , , ,

    gdzie:

    Wzmacniacz elektroakustyczny, wzmacniacz audio – jest to wzmacniacz pracujący w zakresie częstotliwości akustycznych (16 Hz-20 kHz). Wzmacniacz elektroakustyczny służy do wzmacniania sygnałów analogowych pochodzących ze źródeł sygnału elektroakustycznego jak np. gramofon, magnetofon, mikrofon, radioodbiornik, elektrofony, odtwarzacz CD, odtwarzacz MP3. Wzmacniacz taki może być zbudowany z użyciem tranzystorów, lamp elektronowych lub też obu tych rodzajów elementów elektronicznych czynnych. Wyjście wzmacniacza elektroakustycznego obciążone jest zazwyczaj zestawem głośnikowym zwanym często kolumną głośnikową, co ma na celu przetworzenie energii wzmocnionego sygnału elektroakustycznego w fale akustyczne.Pasmo przenoszenia (także: pasmo przepustowe) – zakres częstotliwości, w którym tłumienie sygnału jest nie większe niż 3 dB (spadek amplitudy o 3 dB w stosunku do amplitudy początkowej). W paśmie przenoszenia amplituda osiąga wartość nie mniejszą niż 70,7% swojej wartości maksymalnej.
    współczynnik wzmocnienia napięciowego, – współczynnik wzmocnienia prądowego, – współczynnik wzmocnienia mocy.

    Biorąc pod uwagę punkt pracy elektronicznego elementu czynnego oraz poziom sygnału sterującego wyróżnia się tzw. klasy pracy wzmacniacza mocy:

    Herc (Hz) – jednostka miary częstotliwości w układzie SI (jednostka pochodna układu SI) i w wielu innych, np. CGS, MKS i MKSA. Definiuje się ją jako liczbę cykli na sekundę.Zestaw głośnikowy – zespół głośników umieszczonych w specjalnej obudowie (skrzynce), która pełni funkcję pudła rezonansowego. Zestawy głośnikowe wyposażone są w zwrotnice głośnikowe, dokonujące rozdziału pasma akustycznego na pasma częstotliwości dla poszczególnych głośników.
  • – gdy elementem jest lampa elektronowa A1, A2 z prądem siatki,
  • – gdy elementem jest lampa elektronowa AB1, AB2 z prądem siatki,
  • – gdy tranzystor/lampa przewodzi prąd tylko przez połowę okresu sygnału sterującego,
  • – gdy tranzystor/lampa przewodzi prąd przez czas krótszy niż pół okresu sygnału sterującego.
  • UWAGA w literaturze występują również określenia „klasa D” i „klasa T” odnoszące się do wzmacniaczy mocy zbudowanych w oparciu o wzmacniacz impulsowy.

    Przypisy

    1. Konstanty Gawrylczyk: Wzmacniacze szerokopasmowe, selektywne i mocy. Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie. [dostęp 2013-03-29]. s. 26.
    2. Tomasz Wróblewski: Czym jest klasa wzmacniacza mocy i co z tego wynika dla brzmienia. www.eis.com.pl, 2002. [dostęp 2014-03-10].

    Bibliografia[]

  • Bernard Buśko, Vademecum zastosowania elektroniki, Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, wydanie III uzupełnione, Warszawa 1972
  • Wzmacniacz – układ elektroniczny, którego zadaniem jest wytworzenie na wyjściu sygnału analogowego, będącego wzmocnionym sygnałem wejściowym, kosztem zużycia energii pobieranej ze źródła prądu.Zniekształcenia nieliniowe to efekt przetwarzania sygnału przez układ lub system o nieliniowej charakterystyce przejściowej. Typowo objawiają się obecnością dodatkowych składowych harmonicznych w widmie sygnału. Te dodatkowe składowe są zazwyczaj klasyfikowane jako zniekształcenia harmoniczne lub zniekształcenia intermodulacyjne.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Układ elektroniczny lub obwód elektroniczny – zbiór elementów elektronicznych dyskretnych lub scalonych połączonych elektrycznie tak, aby realizowały określoną funkcję.
    Wat – jednostka mocy lub strumienia energii w układzie SI (jednostka pochodna układu SI), oznaczana symbolem W. Nazwa wat pochodzi od nazwiska brytyjskiego inżyniera i wynalazcy Jamesa Watta.
    Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie (ZUT) – publiczna uczelnia akademicka powstała 1 stycznia 2009 roku w Szczecinie z połączenia Akademii Rolniczej w Szczecinie i Politechniki Szczecińskiej. Pierwszym rektorem Uniwersytetu został profesor Włodzimierz Kiernożycki, do tej pory pełniący funkcję rektora Politechniki Szczecińskiej. Uniwersytet posiada 10 wydziałów z 47 kierunkami. Uczelnia zatrudnia 2,3 tys. pracowników, a studiuje na niej ok. 15 tys. studentów . Podstawowym celem działalności Uniwersytetu jest kształcenie oraz prowadzenie badań naukowych w zakresie nauk technicznych, rolniczych, ekonomicznych, biologicznych, chemicznych i matematycznych. Według ogólnoświatowego rankingu szkół wyższych Webometrics Ranking of World Universities ze stycznia 2013, opracowanego przez hiszpański instytut Consejo Superior de Investigaciones Científicas uczelnia zajmuje 11. miejsce w Polsce wśród uczelni technicznych, a na świecie 1306. pośród wszystkich typów uczelni.
    Wzmacniacz impulsowy, wzmacniacz przełączający, wzmacniacz klasy D, (ang. switching amplifier, class-D amplifier) – układ elektroniczny wzmacniający, w którym tranzystory wyjściowe (zazwyczaj tranzytory polowe typu MOSFET) działają jako przełączniki dwustanowe (binarne): naprzemienne całkowicie przewodzą lub są całkowicie wyłączone. Odbiornik energii (np. zestaw głośnikowy w przypadku wykorzystania jako wzmacniacz elektroakustyczny) podłączony jest do wyjścia wzmacniacza impulsowego przez odpowiednio dobrany filtr dolnoprzepustowy. Kluczujący sygnał okresowy (przełączający) ma postać przebiegu przemiennego prostokątnego o częstotliwości przekraczającej 2-krotność górnej częstotliwości granicznej przyjętego pasma przenoszenia wzmacniacza impulsowego (zobacz: twierdzenie o próbkowaniu). Wypełnienie impulsów kluczujących uzależnione jest od wejściowego sygnału analogowego, zazwyczaj w układzie sprzężenia zwrotnego dla sygnałów analogowych mieszanych uzyskiwanych z pomocą modulatora delta-sigma, filtrów i dodatkowych wzmacniaczy.
    Moc – skalarna wielkość fizyczna określająca pracę wykonaną w jednostce czasu przez układ fizyczny. Z definicji, moc określa wzór:
    Element elektroniczny czynny (aktywny) – element elektroniczny umożliwiający przekształcanie energii elektrycznej, zatem niebędący elementem pasywnym. Zdolny np. do wzmocnienia sygnału, jak tranzystor lub lampa elektronowa, czy też zamiany sygnału analogowego na cyfrowy np. komparator. Elementy aktywne można określić więc jako przetworniki energii elektrycznej aktywnie przekształcające sygnał źródła energii elektrycznej, siłę elektromotoryczną (SEM).
    Sygnał analogowy – sygnał, który może przyjmować dowolną wartość z ciągłego przedziału (nieskończonego lub ograniczonego zakresem zmienności). Jego wartości mogą zostać określone w każdej chwili czasu, dzięki funkcji matematycznej opisującej dany sygnał. Przeciwieństwem sygnału analogowego jest sygnał skwantowany, nazywany również dyskretnym (w szczególności: cyfrowym).

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.036 sek.