ZOSILŇOVAČE - ROZDELENIE


       V rádioelektronických zariadeniach sa používa veľké množstvo rôznych zosilňovačov elektrických signálov. Tieto zosilňovače môžeme rozdeliť podľa rôznych hľadísk. Niektoré z nich si teraz popíšeme :

1. Podľa druhu pracovných režimov:
  a)   zosilňovače veľkých signálov
  b)   zosilňovače malých signálov
  c)   zosilňovače veľmi malých signálov

       U zosilňovačov veľkých signálov sa značne menia napätia a prúdy zosilňovacej súčiastky. Úlohou týchto zosilňovačov je dodať do záťaže signál s veľkým výkonom. Pracovný bod svojou polohou často zasahuje aj do nelineárnych častí VA charakteristík zosilňovacích súčiastok. Napriek tomu sa od týchto zosilňovačov okrem výkonu požaduje veľká účinnosť a minimálne skreslenie. Návrh takýchto zosilňovačov sa najčastejšie realizuje graficko-výpočtovou metódou využívajúcou VA charakteristiky koncových výkonových zosilňovacích súčiastok. Tieto zosilňovače sa často nazývajú výkonové alebo koncové zosilňovače.

       Zosilňovače malých signálov pracujú len s malým rozkmitom pracovného bodu okolo jeho kľudovej polohy. Pracovný bod sa vždy pohybuje len v lineárnej časti prevodovej charakteristiky zosilňujúcej súčiastky a preto vlastnosti zosilňovača môžeme vyhovujúcou presnosťou popísať lineárnymi rovnicami štvorpólových parametrov zosilňujúcich súčiastok. Od týchto zosilňovačov sa obvykle vyžaduje dostatočné napäťové zosilnenie, vhodná vstupná a výstupná impedancia, malé skreslenie signálu a veľká dynamika rozkmitu amplitúdy. Tieto zosilňovače sa často nazývajú predzosilňovacie stupne.

       Na zosilňovače veľmi malých signálov sa kladú prísne požiadavky hlavne z hľadiska šumových vlastností a tiež stability kľudového pracovného bodu. Použitie nachádzajú hlavne v stupňoch vysokofrekvenčných zosilňovačov, ale aj napr. nízkofrekvenčných mikrofónových zosilňovačov.


2. Podľa druhu budiaceho signálu:
a) nízkofrekvenčné (nf)
b) vysokofrekvenčné (vf)
c) jednosmerné
d) impulzové

       Nízkofrekvenčné zosilňovače sú používané na zosilňovanie striedavých signálov, najmä akustických signálov, teda na zosilnenie reči a hudby.

       Vysokofrekvenčné zosilňovače slúžia na zosilňovanie signálov v oblasti rádiových vĺn - rozhlas, televízia, teda bezdrôtový prenos správ.

       Jednosmerné zosilňovače sa používajú na zosilnenie jednosmerných, ale aj striedavých signálov. Najbežnejšie sa používajú v meracích, počítačových a regulačných obvodoch.

       Impulzové zosilňovače sa používajú na zosilňovanie rádiolokačných alebo televíznych signálov.

     Každý z týchto typov zosilňovačov má svoje špecifické vlastnosti a tiež obvodové riešenie.


3. Podľa spôsobu spracovania signálu:
a) zosilňujúce signál priamo
b) zosilňujúce signál nepriamo - namodulovaný na nosný signál (rádiové spojenie)

       Zosilňovače zosilňujúce signál priamo sú všetky zosilňovače, ktoré zosilňujú signál nezmenený z h+adiska frekvencie a tvaru, teda taký, aký generuje budiaci zdroj. Príkladom môže byť signál z mikrofónu, elektrickej gitary a pod.

       Medzi zosilňovače zosilňujúce signál neprimo - namodulovaný na nosný signál patria všetky vysokofrekvenčné zosilňovače používané v rádiotechnike a televíznej technike.

    Aj tu platí, že každý z týchto typov zosilňovačov má svoje špecifické vlastnosti a tiež obvodové riešenie.


4. Podľa šírky prenášaného pásma:
a) úzkopásmové
b) širokopásmové

       Pre úzkopásmové zosilňovače je typické, že šírka prenášaného frekvenčného pásma, odpovedajúca poklesu o 3 dB, je len niekoľko percent strednej frekvencie f0. Tieto zosilňovače sa používajú tak na zosilnenie ako aj na výber (selekciu) signálov určitého frekvenčného pásma od ostatných signálov. Typickým predstaviteľom môže byť medzifrekvenčný zosilňovač rozhlasového prijímača.

       Širokopásmové zosilňovače sú určené na zosilňovanie signálov, ktoré spadajú do frekvenčného pásma, ktorého šírka je niekoľko-násobkom strednej frekvencie f0.  Typickým predstaviteľom je obrazový zosilňovač televízneho prijímača.


5. Podľa zapojenia zosilňujúcej súčiastky:
a) zapojenie so spoločnou bázou SB  (hradlom, mriežkou)
b) zapojenie so spoločným emitorom SE  (katódou)
c) zapojenie so spoločným kolektorom SK  (anódou)


Obr. 1.  Zapojenie SB


Obr. 2.  Zapojenie SE


Obr. 3.  Zapojenie SK

       Zosilňovače so spoločným bázou - obr. 1. majú malú vstupnú a veľkú výstupnú impedanciu, veľké napäťové a stredne veľké výkonové zosilnenie, ale prúdové zosilnenie vždy o niečo menšie ako jedna. Ich využitie je najčastejšie vo vysokofrekvenčných zosilňovačoch pre ich schopnosť zosilňovať signály s frekvenciami vyššími ako je tranzitná frekvencia fT tranzistora zapojeného so spoločným emitorom. Uplatnenie majú tiež v niektorých zapojeniach nízkofrekvenčnej techniky pre ich malú vstupnú impedanciu, napr. mikrofónové a gitarové vstupné predzosilňovacie stupne.

       Zosilňovače so spoločným emitorom - obr. 2. sú v praxi najpoužívanejšie. Majú pomerne veľký vstupný a výstupný odpor, veľké napäťové, prúdové a výkonové zosilnenie. Majú použitie najmä v predzosilňovacích stupňoch.

       Zosilňovače so spoločným kolektorom - obr. 3. sú typické veľmi veľkým vstupným a malým výstupným odporom, veľkým prúdovým a stredne veľkým výkonovým zosilnením, ale napäťovým zosilnením vždy o niečo menším ako jedna. Ich použitie je hlavne všade tam, kde potrebujeme pripojiť zdroj signálu s veľkou výstupnou impedanciou na vstup zosilňovača s malou vstupnou impedanciou, teda ako impedančné transformátory.


6. Podľa spôsobu činnosti:
a) jednočinné stupne
b) dvojčinné stupne

       Funkcia jednočinných zosilňovacích stupňov závisí na činnosti jedného zosilňovacieho prvku. Medzi jednočinné zosilňovacie stupne patrí väčšina zosilňovacích stupňov. Aj viacstupňové zosilňovače sú väčšinou zostavené z viacerých jednočinných zosilňovacích stupňov.

       Dvojčinné zosilňovacie stupne obsahujú dva zosilňovacie prvky, ktoré sú zapojené tak, že pracujú v protifáze (protitakte) a ich výkony na spoločnej záťaži sa sčítajú. Prednosťou týchto stupňov je, že môžu pracovať s veľkou účinnosťou a malým skreslením signálu. Preto sa používajú v koncových výkonových stupňoch najmä nízkofrekvenčných zosilňovačov. Pri týchto stupňoch sa môžeme stretnúť aj s pomenovaním súmerné, poprípade protitaktné alebo pušpulové ( z angličtiny push-pull, tlačiť-ťahať.)


7. Podľa spôsobu väzby na zdroj a záťaž:
a) s väzbou priamou (jednosmernou) - obr. 4.
b) s väzbou kapacitnou - obr. 5.
c) s väzbou transformátorovou - obr. 6.
d) s väzbou autotransformátorovou - obr. 7.
Väzba priamá Väzba kapacitná Väzba transformátorová Väzba autotransformátorová
Obr. 4. Obr. 5. Obr. 6. Obr. 7.

       Zosilňovače s priamou väzbou - obr. 4. sú zosilňovače, u ktorých nie sú použité pre prepojenie zdroja signálu so vstupom alebo záťaže s výstupom zosilňovača žiadne kondenzátory alebo transformátory. Väzba medzi jednotlivými stupňami vo viacstupňovom zosilňovači je tiež priama, jednosmerná. Táto väzba sa používa napr. v jednosmerných zosilňovačoch meracích prístrojov.

 

       Zosilňovače s kapacitnou väzbou - obr. 5. sú zosilňovače, u ktorých sú použité pre prepojenie zdroja signálu so vstupom alebo záťaže s výstupom zosilňovača kondenzátory. U takýchto zosilňovačov väzba medzi jednotlivými stupňami vo viacstupňovom zosilňovači môže byť priama, jednosmerná, alebo tiež kapacitná. Táto väzba sa používa vo všetkých zosilňovačoch striedavých signálov. Označuje sa často ako striedavá väzba.

 

       Zosilňovače s transformátorovou väzbou - obr.6. sú vhodné pre prenos len striedavých signálov. Umožňujú impedančné prispôsobenie záťaže k zosilňovaču. Ich použitie je vo vysokofrekvenčnej technike, ale tiež v koncových nízkofrekvenčných zosilňovačoch výkonu realizovaných elektrónkmi.

 

       Zosilňovače s autotransformátorovou väzbou - obr. 7. slúžia na prispôsobenie impedančných pomerov vo vysokofrekvenčných zosilňovačoch.


8. Podľa počtu zosilňujúcich stupňov:
a) jednostupňové
b) viacstupňové

       Jednostupňové zosilňovacie stupne sú tvorené jednou zosilňovacou súčiastkou a s touto súčiastkou majú definované špecifické vlastnosti. Ich použitie je najmä ako nízkošumové predzosilňovacie stupne, ktorými sa zosilňujú veľmi malé signály na primeranú úroveň vhodnú na spracovanie ďalšími zosilňovacími stupňami, alebo ako impedančné transformátory - tzv. emitorové sledovače.

       Viacstupňové zosilňovacie stupne sú tvorené viacerými zosilňovacími súčiastkami, medzi ktorými môže byť jednosmerná alebo striedavá väzba. Takýto zosilňovací stupeň má potom ako celok svoje špecifické vlastnosti.




Zosilňovače - definíciaZosilňovače - základné pojmy



!!!   Použitie obsahu stránok alebo ich častí na "kvaziautorské" a komerčné účely je v rozpore s autorskými právami a je možné len so súhlasom autora   !!!

Spracoval :  Ing. Alexander Žatkovič
Prípadné pripomienky alebo otázky zasielajte na adresu