Nízkofrekvenční zesilovače na tranzistorech s plošnými spoji jsou nedílnou součástí moderní elektroniky. Používají se v mnoha zařízeních, jako jsou rádia, audio zesilovače, televizory a další. Obvody těchto zesilovačů jsou různé a mají své vlastní vlastnosti.
Jedním z nejběžnějších typů nízkofrekvenčních zesilovačů je zesilovač se společným emitorem. V takovém obvodu je signál přiváděn na základnu tranzistoru přes kondenzátor a na výstupu zesilovače je odstraněn ze společného emitoru. Tento obvod má vysoký zisk a nízkou hlučnost, což z něj dělá skvělou volbu pro zesílení zvukových signálů.
Dalším běžným obvodem nízkofrekvenčního zesilovače je zesilovač se společnou základnou. V tomto obvodu je vstupní signál přiveden do emitoru a kolektor a základna jsou spojeny. Zesilovač se společnou základnou má vysoký zisk a dobrou linearitu, díky čemuž je vhodný pro zesílení slabých signálů a použití v rádiových přijímačích.
Důležitým aspektem při navrhování nízkofrekvenčních zesilovačů na tranzistorech s plošnými spoji je správné umístění komponent a vodičů na desku. To umožňuje minimalizovat rušení a zlepšit kvalitu zvuku nebo přenášeného signálu.
Výběr obvodu nízkofrekvenčního zesilovače na tranzistorech s plošnými spoji závisí na zadaných úkolech a požadavcích na zařízení. Je definován vstupními a výstupními vlastnostmi, lineárností, hlučností a dalšími faktory. Navrhování takových zesilovačů vyžaduje hluboké znalosti elektroniky a schopnost vzít v úvahu vlastnosti každého obvodu.
Princip nízkofrekvenčních zesilovačů na tranzistorech
Hlavním úkolem nízkofrekvenčních zesilovačů je zesílení amplitudy vstupního signálu bez jeho zkreslení. K tomu zesilovač používá tranzistory, které mají nelineární charakteristiku vstup-výstup, což umožňuje zesílení signálu.
Obvody nízkofrekvenčních zesilovačů na tranzistorech mohou být různé, ale hlavními prvky takových obvodů jsou vždy tranzistory a elektronické komponenty pro ovládání a přizpůsobení parametrů zesilovače.
Hlavními typy nízkofrekvenčních zesilovačů na tranzistorech jsou třída A, třída B, třída AB A třída D. Každá z těchto tříd má svá specifika a používá se v různých oblastech audiosoustavy.
Třída A zesilovače je nejjednodušší a umožňuje dosáhnout vysoké kvality zvuku. Takový zesilovač má však nízkou účinnost a větší výkon tepla.
Třída B zesilovače má větší účinnost a menší ztráty výkonu. V těchto zesilovačích však dochází k malému zkreslenému proudu na výstupu, pokud není signál, což může způsobit zkreslení zvuku.
Třída AB zesilovače kombinuje výhody tříd A A B. Tento zesilovač se vyznačuje vyšší účinností a kvalitou zvuku ve srovnání s třídou B.
Třída D zesilovače je nejúčinnější a umožňuje dosáhnout vysokého výkonu při malé spotřebě energie. Takový zesilovač však vyžaduje použití speciálních obvodů a filtrů pro následné zpracování signálu.
Závěrem lze říci, že nízkofrekvenční zesilovače na tranzistorech jsou nedílnou součástí zvukových systémů. Díky různým třídám výkonu zesilovačů je možné zvolit optimální variantu pro konkrétní použití v závislosti na požadovaných kvalitách zvuku a energetické účinnosti.
Klasifikace obvodů nízkofrekvenčních zesilovačů
Existuje několik typů obvodů nízkofrekvenčních zesilovačů,které lze implementovat na tranzistorech s plošnými spoji. Tyto obvody mají různé vlastnosti a používají se v různých oblastech.
| Typ obvodu | Popis |
|---|---|
| Emitační zesilovač | Emitační zesilovač je nejběžnějším typem obvodu nízkofrekvenčního zesilovače. Vyznačuje se vysokým ziskem a nízkou úrovní zkreslení. Hlavními součástmi tohoto obvodu jsou tranzistor, rezistory a kondenzátory. |
| Základní zesilovač | Základní zesilovač se také často používá v obvodech nízkofrekvenčních zesilovačů. Vyznačuje se vyšším ziskem než emitorový zesilovač, ale může mít vyšší míru zkreslení. Základní zesilovač se skládá z tranzistoru, odporů a kondenzátorů. |
| Kaskádový zesilovač | Kaskádový zesilovač je kombinací několika emitorů nebo základních zesilovačů Spojených do řetězce. Toto schéma umožňuje dosáhnout ještě vyššího zisku a rozšířit šířku pásma. Kaskádový zesilovač má složitější strukturu a vyžaduje přesné ladění. |
| Diferenciální zesilovač | Diferenciální zesilovač se používá k zesílení signálů, které mají potenciálový rozdíl. Skládá se ze dvou vstupních tranzistorů a společného emitoru zesilovače. Diferenciální zesilovač má vysokou linearitu a širokou šířku pásma, díky čemuž je ideální pro práci s analogovými signály. |
| Invertační a neinvertující zesilovače | Invertační a neinvertující zesilovače se používají ke zvýšení úrovně amplitudy signálu. Invertující zesilovač vytváří na výstupu signál, jehož fáze je obrácena vstupním signálem, zatímco neinvertující zesilovač vytváří na výstupu signál se stejnou fází jako vstupní signál. Tyto obvody se často používají ve zvukových systémech a audio zesilovačích. |
Tyto typy obvodů nízkofrekvenčních zesilovačů poskytují různé možnosti pro zesílení signálů. Výběr konkrétního schématu závisí na požadavcích a cílech konkrétního projektu.
Schéma zesilovače se společným emitorem
Pro správnou funkci zesilovače se společným emitorem je nutné správně vybrat hodnoty odporů a kapacit a připojit správné napájecí zdroje. Rezistory a kondenzátory jsou vybírány tak, aby poskytovaly požadovaný zisk a frekvenční charakteristiky zesilovače.
Zvláštností obvodu zesilovače se společným emitorem je, že výstup je v antifáze ve vztahu ke vstupnímu signálu. Toho je dosaženo tím, že výstup je odebrán z kolektoru tranzistoru, který funguje v režimu saturace nebo aktivního režimu.
Obvod zesilovače se společným emitorem lze použít v různých zařízeních, jako jsou rádia, stereo zesilovače, audio systémy atd. tento obvod poskytuje dobrou kvalitu zvuku a stabilní výkon v širokém rozsahu frekvencí.
Schéma zesilovače se společnou základnou
Toto schéma má řadu funkcí, díky nimž je atraktivní pro použití:
- Vysoká vstupní a nízká výstupní impedance.
- Relativně jednoduchá realizace.
- Dobrá kvalita zvuku.
Ve schématu zesilovače se společnou základnou je vstupní signál přiveden na emitorový přechod tranzistoru a zatížení je připojeno ke kolektoru. Toto připojení tranzistoru poskytuje vysoké zesílení, ale při výběru prvků obvodu vyžaduje splnění určitých podmínek.
Jedním z hlavních prvků obvodu je komunikační kapacita, která umožňuje komunikaci signálu mezi bloky. Také obvod používá odpory pro nastavení provozních režimů tranzistoru.
Obvod zesilovače se společnou základnou má dobré vlastnosti a je široce používán v různých zařízeních, včetně rádiových přijímačů, audio zesilovačů atd.