Појачање је поступак повећања јачине сигнала повећањем амплитуде датог сигнала без промене његових карактеристика. Појачало повезано са РЦ је део вишестепеног појачала у коме су различити степени појачала повезани комбинацијом отпорника и кондензатора. Коло појачала је једно од основна кола у електроници.
Појачало које се у потпуности заснива на транзистору у основи је познато као транзисторско појачало. Улазни сигнал може бити тренутни сигнал, сигнал напона или сигнал снаге. Појачало ће појачати сигнал без промене његових карактеристика и излаз ће бити модификована верзија улазног сигнала. Примене појачала су широког спектра. Углавном се користе у аудио и видео инструментима, комуникацијама, контролерима итд.
Једностепено појачало са заједничким емитерима:
Дијаграм кола једностепеног транзисторског појачавача са заједничким емитором приказан је испод:
Једностепено појачало РЦ повезано са заједничким емитором
Објашњење кола
Једностепено појачало повезано са РЦ заједничким зрачењем је једноставно и основно коло појачала. Главна сврха овог кола је предпојачање које даје слабе сигнале да би били довољно јачи за даље појачање. Ако је правилно дизајниран, ово РЦ повезано појачало може пружити одличне карактеристике сигнала.
Кондензатор Цин на улазу делује као филтер који се користи за блокирање једносмерног напона и дозвољавање само наизменичног напона транзистору. Ако било који спољни једносмерни напон досегне базу транзистора, то ће променити услове пристрасности и утицаће на перформансе појачала.
Отпорници Р1 и Р2 се користе за обезбеђивање правилног одступања биполарног транзистора. Р1 и Р2 чине мрежу пристрасности која обезбеђује неопходни основни напон за погон неактивног подручја транзистора.
Регион између одсеченог и засићеног подручја познат је као активни регион. Област у којој је рад биполарног транзистора потпуно искључен познат је као пресечна област, а област у којој је транзистор у потпуности укључен позната је као зона засићења.
Отпорници Рц и Ре се користе за пад напона Вцц. Отпорник Рц је колекторски отпорник, а Ре је емитерски отпорник. Обе су одабране на такав начин да би обе требало да спусте Вцц напон за 50% у горе наведеном колу. Кондензатор емитера Це и отпорник емитера уклања негативне повратне информације ради стабилнијег рада кола.
Двостепено појачало са заједничким емитерима:
Доњи круг представља двостепено транзисторско појачало са режимом заједничког емитора где се отпорник Р користи као оптерећење, а кондензатор Ц користи као спојни елемент између две фазе круга појачала.
Двостепено појачало са РЦ заједничким емитером
Објашњење кола:
Када се унесе АЦ. сигнал се примењује на базу транзистора 1стступањ РЦ спрегнутог појачала, од генератора функција, он се затим појачава преко излаза 1. степена. Овај појачани напон се примењује на базу следећег степена појачала, преко спојног кондензатора Цоут, где се даље појачава и поново појављује на излазу другог степена.
Тако узастопне фазе појачавају сигнал и укупни добитак се подиже на жељени ниво. Много већи добитак може се добити повезивањем низа појачала узастопно.
Отпорно-капацитивна (РЦ) спрега у појачалима се најчешће користи за повезивање излаза првог степена са улазом (базом) другог степена и тако даље. Ова врста спреге је најпопуларнија јер је јефтина и пружа константно појачање у широком опсегу фреквенција.
Транзистор као појачала
Иако се зна о различитим круговима за РЦ спрегнута појачала, важно је знати о томе основе транзистора као појачала. Три конфигурације биполарних транзистора које се обично користе су транзистор са заједничком базом (ЦБ), транзистор са заједничким емитором (ЦЕ) и транзистори са заједничким колектором (ЦЕ). Осим транзистора, операциона појачала такође се може користити у сврхе појачања.
- Заједнички емитер Конфигурација се обично користи у апликацији аудио појачала, јер заједнички емитер има добитак који је позитиван и такође већи од јединице. У овој конфигурацији, емитер је повезан са земљом и има високу улазну импедансу. Излазна импеданса ће бити средња. Већина ових врста транзисторских појачавача се обично користи у РФ комуникација и комуникација оптичким влакнима (ОФЦ).
- Конфигурација заједничке базе има добитак мањи од јединице. У овој конфигурацији, колектор је повезан са земљом. Имамо ниску излазну и високу улазну импедансу у уобичајеној основној конфигурацији.
- Заједнички колектор конфигурација је такође позната као емитер фолловер јер се улаз примењен на заједнички емитер појављује преко излаза заједничког колектора. У овој конфигурацији, колектор је повезан са земљом. Има ниску излазну и високу улазну импедансу. Има добитак готово једнак јединству.
Основни параметри транзисторског појачала
Пре избора појачала морамо размотрити следеће спецификације. Добро појачало мора имати све следеће спецификације:
- Требало би да има високу улазну импедансу
- Требало би да има високу стабилност
- Мора имати високу линеарност
- Требало би да има велику добит и пропусност
- Мора имати високу ефикасност
Проток:
Опсег фреквенције који коло појачала може правилно појачати познат је као пропусни опсег тог појачала. Крива испод представља фреквенцијски одзив једностепеног РЦ спрегнутог појачавача.
Р Ц спрезани фреквенцијски одзив
Крива која представља варијацију појачања појачала са фреквенцијом назива се крива фреквенцијског одзива. Пропусни опсег мери се између доње половине снаге и горње половине тачака снаге. П1 тачка је доња половина снаге, а П2 горња половина снаге. Добро аудио појачало мора имати пропусни опсег од 20 Хз до 20 кХз, јер је то фреквенцијски опсег који се чује.
Добитак:
Појачање појачала дефинише се као однос излазне снаге и улазне снаге. Добитак се може изразити у децибелима (дБ) или у бројевима. Појачање представља колико је појачало у стању да појача сигнал који му се даје.
Једначина у наставку представља добитак у броју:
Г = пути / пин
Где је Поут излазна снага појачала
Пин је улазна снага појачала
Једначина у наставку представља добитак у децибелима (ДБ):
Добитак у ДБ = 10лог (Поут / Пин)
Добитак се такође може изразити напоном и струјом. Појачање напона је однос излазног напона према улазном напону, а појачање струје је однос излазне струје и улазне струје. Једначина за појачање напона и струје приказана је у наставку
Појачање напона = излазни напон / улазни напон
Појачање струје = излазна струја / улазна струја
Висока улазна импеданса:
Улазна импеданса је импеданса коју нуди круг појачала када је повезан на извор напона. Транзисторско појачало мора имати високу улазну импедансу како би се спречило да учита извор улазног напона. Дакле, то је разлог за високу импедансу појачала.
Бука:
Бука се односи на нежељено колебање или фреквенције присутне у сигналу. То може бити последица интеракције између два или више сигнала присутних у систему, кварова компонената, недостатака у дизајну, спољних сметњи или можда услед одређених компоненти које се користе у кругу појачала.
Линеарност:
За појачало се каже да је линеарно ако постоји било какав линеарни однос између улазне и излазне снаге. Линеарност представља равност добитка. Практично није могуће добити 100% линеарност, јер појачала користе активне уређаје попут БЈТ-а, ЈФЕТ-а или МОСФЕТ-а, који имају тенденцију да губе појачање на високим фреквенцијама због унутрашњег паразитског капацитета. Поред тога, улазни једносмерни кондензатори за раздвајање постављају нижу граничну фреквенцију.
Ефикасност:
Ефикасност појачала представља како појачало може ефикасно да користи напајање. Такође мери колико се снаге из извора напајања претвара на излазу.
Ефикасност се обично изражава у процентима, а једначина за ефикасност даје се као (Поут / Пс) к 100. Где је Поут излазна снага, а Пс снага која се црпи из напајања.
Транзисторско појачало класе А има 25% ефикасности и пружа изврсну репродукцију сигнала, али је ефикасност врло ниска. Појачало класе Ц има ефикасност до 90%, али репродукција сигнала је лоша. Класа АБ стоји између појачала класе А и класе Ц, тако да се често користи у њима аудио појачало апликације. Ово појачало има ефикасност до 55%.
Уби стопа:
Стопа окретања појачала је максимална брзина промене излаза у јединици времена. Представља колико брзо се излаз појачала може променити као одговор на промену на улазу.
Стабилност:
Стабилност је способност појачала да се одупре осцилацијама. Обично се проблеми са стабилношћу јављају током високофреквентних операција, близу 20 кХз у случају аудио појачала. Осцилације могу бити велике или мале амплитуде.
Надам се да је ово основна, али важна тема електронски пројекти је покривен обимним информацијама. Ево једноставног питања за вас - у коју сврху се користи уобичајена конфигурација колектора и зашто?
Дајте своје одговоре у одељку за коментаре испод.
