Generalmente, un amplificador es cualquier dispositivo que convierta una señal con una pequeña cantidad de energía en una señal similar con una cantidad más grande de energía. En uso popular, el término refiere hoy generalmente a un amplificador electrónico, a menudo como en usos audios . La relación de la entrada a la salida de un amplificador - expresado generalmente en función de la frecuencia de la entrada - se llama la función de transferencia del amplificador, y la magnitud de la función de transferencia se llama el aumento .
Características generales de amplificadores
La mayoría de los amplificadores se pueden caracterizar por un número de parámetros.
Aumento
El aumento es el cociente de potencia de salida a la energía de entrada, y se mide generalmente en los decibelios . (Cuando está medido en decibelios que se relaciona logarítmico con el cociente de la energía: G (DB) =10log (abadejo/Pin)).
Rango dinámico de la salida
El rango dinámico de la salida es la gama, dada generalmente en el DB, entre los niveles de producción útiles más pequeños y más grandes. Puesto que el nivel útil más bajo es limitado por ruido de la salida, esto se cotiza como el rango dinámico del amplificador.
Tiempo de la anchura de banda y de subida
La anchura de banda (BW) de un amplificador se define generalmente como la diferencia entre el más bajo y los puntos superiores de la media potencia esto por lo tanto también se conoce como -3 DB BW. Las anchuras de banda para otras tolerancias de la respuesta se cotizan a veces ( -1 DB, -6 DB etc.Un amplificador audio full-range será esencialmente plano entre veinte hertzios a cerca de veinte kilociclos (la gama de audiencia humana normal.) En diseño minimalista del amplificador, la respuesta de frecuencia usable del amperio necesita ampliar considerablemente más allá de esto (uno o más octavas cualquier lado) y un buen amplificador minimalista tendrá típicamente -3 DB puntos < 10 y > 65 kilociclos . El profesional que viajaba los amplificadores ha entrado a menudo y/o filtración hecha salir para limitar agudamente respuesta de frecuencia más allá 20-20 kilociclos ; demasiado del de potencia de salida potencial del amplificador sería perdida de otra manera en el las frecuencias ultrasónicas infrasónicas de y, y el peligro de interferencia de radio de la aumentaría. Filtración de paso bajo escarpada de conmutación de la necesidad moderna de los amplificadores en la salida para librarse de ruido de alta frecuencia y de armónicos de la conmutación.
La época de subida de un amplificador es la época llevada para que la salida cambie a partir la 10% a el 90% de su nivel final cuando es conducida por una entrada de paso.
Muchos amplificadores son en última instancia la tarifa de ciénaga limitada (típicamente por la impedancia de una corriente de impulsión que tiene que superar efectos capacitivos en un cierto punto en el circuito), que puede limitar la anchura de banda de los plenos poderes a las frecuencias bien debajo de la respuesta de frecuencia de los amplificadores al ocuparse de las pequeñas señales
Para un sistema gausiano de la respuesta (o un RC simple caerse), el tiempo de subida se aproxima cerca:
Tr * El BW = 0.35, donde está el Tr en los segundos y BW está en el hertzio .
Tiempo y aberraciones de corrección
Tiempo llevado para la salida el settle dentro a cierto porcentaje del valor final (decir 0. Esto se especifica generalmente para los amplificadores del osciloscopio y los sistemas de medida verticales de la alta exactitud.
Tarifa de ciénaga
La tarifa de ciénaga es el índice de cambio máximo de la variable de salida, cotizado generalmente en voltios por segundo (o microsegundo).
Ruido
Ésta es una medida de cuánto ruido se introduce en el proceso de la amplificación. El ruido es un producto indeseable pero inevitable de los dispositivos electrónicos y de los componentes. Se mide en decibelios o el voltaje de la salida máxima producido por el amplificador cuando no hay señal aplicada.
Eficacia
La eficacia es una medida de cuánto de la energía de entrada se aplica provechosamente a la salida del amplificador. Los amplificadores de la clase A son muy ineficaces, en la gama de 10-20% con una eficacia máxima de el 25%. Los amplificadores de la clase B tienen una eficacia muy alta pero son imprácticos debido a niveles de la distorsión (véase: Distorsión de la cruce). En diseño práctico, el resultado de una compensación es el diseño del AB de la clase. La clase moderna AB amperios está comúnmente entre 35-55% eficiente con un máximo teórico de 78. Los amplificadores de conmutación disponibles en el comercio de la clase D han divulgado las eficacias de hasta el 97%. La eficacia del amplificador limita la cantidad de salida de energía total que esté provechosamente disponible. Observar que amplificadores más eficientes funcionan mucho el refrigerador, y no necesitar a menudo ningunos ventiladores incluso en diseños del multikilovatio.
Linearidades
Un amplificador ideal sería un dispositivo total linear, pero los amplificadores verdaderos son solamente lineares dentro de ciertos límites prácticos. Cuando la impulsión de la señal al amplificador se aumenta, de la salida los aumentos también hasta que se alcance un punto donde una cierta pieza del amplificador se satura y no puede producir más salida; esto se llama recortes, y los resultados en la distorsión.Algunos amplificadores se diseñan para dirigir esto de una manera controlada que haga una reducción en aumento ocurrir en vez de la distorsión excesiva; el resultado es un efecto de la compresión del, que (si el amplificador es un amplificador audio) sonará mucho menos desagradable al oído. Para estos amplificadores, 1 DB el punto de la compresión se define como la energía de entrada (o de potencia de salida) donde está el aumento 1 DB menos que el pequeño aumento de señal.
La linearización es un campo inesperado, y hay muchas técnicas, tales nosotros el Feedforward, Predistortion, postdistortion, el EER, LINC, CALLUM, regeneración cartesiana, etc., para evitar los efectos indeseados de las ausencias de linealidad.
Amplificadores electrónicos
considera también:
electrónico del amplificador Hay muchos tipos de amplificadores electrónicos para diversos usos.
Un tipo común de amplificador es el amplificador electrónico, de uso general en la radio y los transmisores de la televisión y los receptores, de alta fidelidad (" hola-fi") el equipo estéreo, los microordenadores y el otro Digital Equipment electrónico, y la guitarra y otros componentes críticos de los amplificadores del instrumento sus son los dispositivos activos tal como tubos de vacío o transistores
Clases electrónicas del amplificador
Los amplificadores son clasificados comúnmente por el ángulo de la conducción (conocido a veces como “ángulo del flujo ") de la señal de entrada a través del dispositivo de amplificación. ; El de la clase A donde no está una consideración la eficacia, la mayoría de los amplificadores lineares de la pequeña señal se diseña como clase A, así que significa que los dispositivos de salida están siempre en la región de la conducción. Los amplificadores de la clase A son típicamente más lineares y menos complejo que otros tipos, pero son muy ineficaces. Este tipo de amplificador es el más de uso general de etapas small-signal o para los usos de baja potencia (tales como conducción de los auriculares).; El de la clase B en la clase B, allí es dos dispositivos de salida (o sistemas de dispositivos de salida), que conduce alternativamente para exactamente 180 grados (o el medio ciclo) de la señal de entrada.
; Los amplificadores del AB de la clase del del AB de la clase del son un compromiso entre la clase A y B, que mejora pequeñas linearidades de la salida de la señal; los ángulos de la conducción varían a partir de 180 grados hacia arriba, seleccionado por el diseñador del amplificador. Encontrado generalmente en amplificadores de baja frecuencia (tales como audio y de alta fidelidad) debido a su eficacia relativamente alta, u otro diseña donde están importantes las linearidades y la eficacia (los teléfonos celulares, célula se elevan, los transmisores de la TV).
; El
popular para los amplificadores del RF del poder más elevado, clase C del
de la clase C es definido por la conducción para menos que 180° de la señal de entrada. La linearidad no es buena, pero ésta está de ninguna significación para los solos amplificadores de energía de la frecuencia. La señal es restaurada a la forma sinusoidal cercana por un circuito templado, y la eficacia es mucho más alta que clases de A, del AB, o de B de amplificación.
; Clase D
considera también:
l amplificador de conmutación este conmutación del uso para alcanzar mismo una eficacia del poder más elevado (más el de 90% en diseños modernos). Permitiendo que cada dispositivo de salida sea cualquiera completamente con., las pérdidas son reducidas al mínimo. Un acercamiento simple tal como modulación de la anchura de impulso a veces todavía se utiliza; sin embargo, los amplificadores de conmutación de alto rendimiento utilizan técnicas digitales, tales como modulación del sigma-delta, para alcanzar funcionamiento superior. Utilizado antes solamente para los subwoofers debido a su anchura de banda limitada y distorsión relativamente alta, la evolución de los dispositivos de semiconductor ha hecho posible el desarrollo de los amplificadores de alta fidelidad, llenos de la clase D de la gama audio, con S/N y los niveles de la distorsión similares a sus contrapartes lineares.
; El el otro de las clases allí es varias otras clases del amplificador, aunque sean principalmente variaciones de las clases anteriores. Por ejemplo, la clase H y los amplificadores de G de la clase son marcados por la variación de los carriles de la fuente (en pasos discretos o en una manera continua, respectivamente) después de la señal de entrada. El calor perdido en los dispositivos de salida se puede reducir como exceso de voltaje se guarda a un mínimo. El amplificador que se alimenta con estos carriles sí mismo puede estar de cualquier clase. Estas clases de amplificadores son más complejas, y se utilizan principalmente para los usos especializados, tales como unidades muy de alta potencia. También, los amplificadores de la clase E y de la clase F se describen comúnmente en la literatura para los usos de las radiofrecuencias donde la eficacia de las clases tradicionales se desvía substancialmente de sus valores ideales. Estas clases utilizan la adaptación armónica de sus redes de la salida para alcanzar una eficacia más alta y se pueden considerar un subconjunto de la clase C debido a sus características del ángulo de la conducción.
; Amplificador de energía del El " del término; amplifier" de la energía; está un término relativo con respecto a la cantidad de energía entregada a la carga y/o originaria por el circuito de fuente. En general el amplificador de energía se señala como el amplificador pasado en una cadena de la transmisión y es la etapa del amplificador que requiere típicamente la mayoría de la atención a la eficacia de energía. Por estas razones, un amplificador de energía es clases antedichas típicamente unas de los excepto la clase A.
Amplificadores del tubo de vacío (válvula)
considera también:
Según Symons, mientras que los amplificadores del semiconductor han desplazado en gran parte los amplificadores de la válvula para los usos de las energías bajas, los amplificadores de la válvula son mucho más rentables en usos del poder más elevado tales como " radar, equipo de las contramedidas, o equipment" de las comunicaciones; (P. Muchos amplificadores de la microonda son válvulas especialmente diseñadas, tales como el klistrón, Gyrotron, tubo de onda que viaja, y amplificador Crossed-field, y estas válvulas de la microonda proporcionan salida de energía single-device mucho mayor en las frecuencias microondas que los dispositivos de estado sólido (P.
Amplificadores de transistor
considera también: Transistor, transistor de ensambladura bipolar,
l del MOSFET
El papel esencial de este elemento activo es magnificar una señal de entrada de rendir una señal de salida perceptiblemente más grande. La cantidad de ampliación (el " gain" delantero;) es determinado por el diseño de circuito externo tan bien como el dispositivo activo.
Muchos dispositivos activos comunes en amplificadores de transistor son los transistores de ensambladura bipolar (BJTs) y los transistores (MOSFETs del efecto de campo del semiconductor de óxido de metal.
Los usos son numerosos, algunos ejemplos comunes son amplificadores audios en una estereofonia o el sistema del PA, generación del hogar del poder más elevado del RF para el equipo del semiconductor, al RF y a los usos de la microonda tales como radiotransmisores.
el amplificador Transistor-basado se puede observar usar varias configuraciones: por ejemplo con un transistor de ensambladura bipolar podemos realizar la base común, el colector común o el amplificador común del emisor ; usar un MOSFET podemos realizar la puerta común, la fuente común o el amplificador común del dren . Cada configuración tiene diversa característica (aumento, impedancia…).
Amplificadores operacionales (de Op.-amperios)
considera también: Amplificador operacional,
l del amplificador de la instrumentación
Un amplificador operacional es un amplificador de estado sólido del circuito integrado que emplea la regeneración externa para el control de su aumento de la función o de transferencia.
Amplificadores completamente diferenciados (FDA)
considera también:
l amplificador completamente diferenciado
Un amplificador completamente diferenciado es un amplificador de estado sólido del circuito integrado que emplea la regeneración externa para el control de su aumento de la función o de transferencia. Es similar al amplificador operacional pero también tiene pernos de la salida diferenciada.
Amplificadores video
Éstos se ocupan de las señales video y tienen anchuras de banda diversas dependiendo de si la señal video está para SDTV, EDTV, TVAD 720p o 1080i/p etc…. La especificación de la anchura de banda sí mismo depende de lo que un poco se utiliza el filtro y de qué punto ( -1 DB o -3 DB por ejemplo) se mide la anchura de banda. Ciertos requisitos para la respuesta y el overshoot de paso son necesarios para que las imágenes aceptables de la TV sean presentadas.
Amplificadores de la vertical del osciloscopio
Éstos se utilizan para ocuparse de las señales video de conducir un tubo de exhibición del osciloscopio y pueden tener anchuras de banda de alrededor 500 megaciclos . Las especificaciones en respuesta de paso, tiempo de subida, overshoot y aberraciones pueden hacer el diseño de estos amplificadores extremadamente difícil. Uno de los pioneros en amplificadores verticales de la alta anchura de banda era la compañía de Tektronix .
Amplificadores distribuidos
considera también:
l amplificador distribuido Éstos utilizan las líneas de transmisión para partir temporal la señal y para amplificar cada porción por separado para alcanzar una anchura de banda más alta que se puede obtener de un solo dispositivo la amplificación. Las salidas de cada etapa se combinan en la línea de transmisión de la salida. Este tipo de amplificador era de uso general en los osciloscopios como el amplificador vertical final. Las líneas de transmisión fueron contenidas a menudo dentro del sobre de cristal de tubo de exhibición.
Amplificadores de la microonda
Amplificadores de onda viajera (TWT) del tubo
considera también:
l tubo de onda que viaja Utilizado para la amplificación del poder más elevado en las frecuencias microondas bajas. Pueden amplificar típicamente a través de un espectro amplio de frecuencias; sin embargo, no son generalmente tan armoniosas como los klistrones.
Klistrones
considera también:
l klistrón Muy similar a los amplificadores de TWT, pero más de gran alcance y con un " específico de la frecuencia; spot" dulce;. Son generalmente también mucho más pesados que los amplificadores de TWT, y son por lo tanto impropios para los usos móviles ligeros. Los klistrones son salida selectiva armoniosa, de ofrecimiento dentro de su gama de frecuencia especificada.
Amplificadores (audios) del instrumento musical
considera también: Amplificador,
l instrumento del amplificador audio Un amplificador audio se utiliza generalmente para amplificar señales tales como música o discurso.
Otros tipos del amplificador
Micrófono de carbón
Uno de los primeros dispositivos usados para amplificar señales era el micrófono de carbón (con eficacia un resistor variable sonido-controlado). Acanalando una corriente eléctrica grande a través de los gránulos comprimidos del carbón en el micrófono, una pequeña señal de sonido podía producir una señal eléctrica mucho más grande. El micrófono de carbón era extremadamente importante en telecomunicaciones tempranas; trabajo de los teléfonos del análogo de hecho sin el uso de cualquie otro amplificador. Antes de la invención de amplificadores electrónicos, los micrófonos de carbón mecánicamente juntados también fueron utilizados como amplificadores en los repetidores del teléfono para el servicio interurbano.
Amplificador magnético
considera también:
magnético del amplificador Un amplificador magnético es un transformador - como el dispositivo que hace uso de la saturación de materiales magnéticos para producir la amplificación. Es un amplificador eléctrico no electrónico sin piezas móviles. La anchura de banda de amplificadores magnéticos extiende a los centenares de kilociclos.
Amplificador giratorio de la maquinaria eléctrica
Un control de Leonard de la sala es una máquina de rotación como un generador eléctrico que proporcione la amplificación de señales eléctricas por la conversión de la energía mecánica a la energía eléctrica. Cambios en resultado actual de campo del generador en cambios más grandes en la corriente de salida del generador, proporcionando aumento. Esta clase de dispositivo fue utilizada para el control liso de motores grandes, sobre todo para los elevadores y los armas navales.La modulación del campo de un generador de CA muy de alta velocidad también fue utilizada para algunas transmisiones de radio tempranas . Ver el alternador de Alexanderson.
Amplificador del efecto de Johnsen-Rahbek
La forma más temprana de amplificador audio era " de s de Edison '; electromotograph" teléfono por altavoz, que utilizó un cilindro giratorio mojado de la tiza en contacto con un contacto inmóvil. La fricción entre el cilindro y el contacto varió con el actual, proporcionando aumento. Edison descubrió este efecto en 1874, pero la teoría detrás del efecto de Johnsen-Rahbek no era entendida hasta la era del semiconductor.
Amplificadores mecánicos
Los amplificadores mecánicos fueron utilizados en la era pre-electrónica en usos especializados. Las unidades tempranas del piloto automático diseñaron por el Elmer Ambrose Sperry incorporaron un amplificador mecánico usar las correas envueltas alrededor de los tambores rotativos; un aumento leve en la tensión de la correa hizo el tambor mover la correa. Un sistema apareado, de oposición de tales conduce compuso un solo amplificador. Esto amplificó pequeños errores del girocompás en las señales bastante grandes para mover superficies de control de los aviones. Un mecanismo similar fue utilizado en el analizador diferenciado de Vannevar Bush .
Amplificadores ópticos
considera también:
óptico del amplificador
Los amplificadores ópticos amplifican el ligero con el proceso de la emisión estimulada .
Tipos misceláneos
Hay también amplificadores mecánicos, tales como el automotor servo usado en el que frena .Los relais pueden ser incluidos bajo definición antedicha de amplificadores, aunque su función de transferencia no sea el linear (es decir, son abiertos o cerrados).
También las manifestaciones puramente mecánicas de tales amplificadores digitales se pueden construir (para los propósitos teóricos, didácticos, o para la hospitalidad), consideran e. la computadora del dominó.
Otro tipo de amplificador es el amplificador hidráulico, basado en el triodo hidráulico .
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