Verstärker Zusammenfassung

 

 

 

Verstärker werden oft in elektronischen Schaltungen eingesetzt, um ein elektronisches Signal größer zu machen, ohne es auf andere Weise zu beeinflussen.

Im Allgemeinen denken wir an Verstärker als Audio-Verstärker in den Radios, CD-Playern und Stereoanlagen, die wir zu Hause benutzen. In diesem Verstärker-Tutorial haben wir uns die Verstärkerschaltung auf der Basis eines einzelnen Bipolartransistors angesehen, aber es gibt verschiedene Arten von Transistor-Verstärkerschaltungen, die wir verwenden können.

 

Typische einstufige Verstärkerschaltung

Kleine Signalverstärker

Kleine Signalverstärker werden auch als Spannungsverstärker bezeichnet. Spannungsverstärker haben 3 Haupteigenschaften: Eingangswiderstand, Ausgangswiderstand und Verstärkung.
Die Verstärkung eines Kleinsignalverstärkers ist der Betrag, um den der Verstärker das Eingangssignal „verstärkt“.
Gain (Verstärkung) ist das Verhältnis von Ausgang zu Eingang, daher hat es keine Einheiten, sondern erhält das Symbol (A) mit den gebräuchlichsten Arten der Transistorverstärkung: Voltage Gain oder Spannungsverstärkung (Av), Current Gain oder Stromverstärkung (Ai) und Power Gain oder Leistungsverstärkung (Ap). Die Verstärkung des Verstärkers kann auch in Dezibel oder einfach in dB angegeben werden.

Um alle Eingangssignale in einem Class-A-Verstärker verzerrungsfrei zu verstärken, ist DC Vorspannung der Basis erforderlich. DC Vorspannung setzt den Q-Punkt des Verstärkers in der Mitte der Lastlinie.
Diese DC-Basis-Vorspannung bedeutet, dass der Verstärker auch dann Strom verbraucht, wenn kein Eingangssignal anliegt. Der Transistorverstärker ist nichtlinear und eine falsche Vorspannungseinstellung führt zu großen Verzerrungen der Ausgangswellenform. Ein zu großes Eingangssignal erzeugt große Verzerrungen durch Clipping, was auch eine Form der Amplitudenverzerrung ist.
Falsche Positionierung des Q-Punktes auf der Belastungslinie führt entweder zu Sättigungs-Clipping oder Cut-off-Clipping. Die Common Emitter Verstärker Konfiguration ist die gebräuchlichste Form der universellen Spannungsverstärkerschaltung mit einem Bipolartransistor (BJT). Die Common Source Verstärker Konfiguration ist die häufigste Form der universellen Spannungsverstärkerschaltung mit einem Feldeffekttransistor (JFET).

 

BJT-Verstärker und JFET-Verstärker im Vergleich

 

 

• Große Signalverstärker werden auch als Leistungsverstärker bezeichnet.
• Leistungsverstärker können z.B. in verschiedene Klassen unterteilt werden:
  
  • Verstärker der Klasse A – wobei das Ausgabegerät den gesamten Eingangszyklus durchführt.
  • Verstärker der Klasse B – wobei das Ausgabegerät nur 50% des Eingangszyklus durchführt.
  • Verstärker der Klasse AB – wobei das Ausgabegerät mehr als 50%, aber weniger als 100% des Eingangszyklus durchführt.
• Ein idealer Leistungsverstärker würde 100% der verfügbaren DC-Leistung an die Last abgeben.
• Class-A-Verstärker sind die gebräuchlichste Form von Leistungsverstärkern, haben aber nur einen Wirkungsgrad von weniger als 40%.
• Class-B-Verstärker sind mit ca. 70% effizienter als Class-A-Verstärker, erzeugen aber hohe Verzerrungen.
• Verstärker der Klasse B verbrauchen sehr wenig Strom, wenn kein Eingangssignal anliegt.
• Durch den Einsatz der „Push-Pull“-Endstufenkonfiguration können Verzerrungen stark reduziert werden.
• Einfache Gegentakt-Leistungsverstärker der Klasse B können jedoch aufgrund ihrer Cut-Off-Punkt-Vorspannung hohe Crossover-Verzerrungen erzeugen.
• Vorspannungswiderstände oder Dioden helfen, diese Crossover-Verzerrungen zu beseitigen.
• Leistungsverstärker der Klasse B können mit Transformatoren oder komplementären Transistoren in der Endstufe hergestellt werden.