Усилвател на мощност срещу усилвател на напрежение
Усилвателите са устройства, използвани в електрониката за подобряване или умножаване на силата на сигнала. В зависимост от изискванията се използват усилватели за увеличаване на напрежението на сигнала или тока на сигнала, или мощността на сигнала. Обикновено усилвателите са устройства с 3 порта, с входен порт, изходен порт и порт за захранване. Общата работа на усилвател е да произвежда усилена версия на входния сигнал на изхода, консумирайки енергия от захранването. Съотношението между изходния сигнал и входния сигнал на свойство като напрежение, ток или мощност се нарича усилване. Например съотношението между изходното напрежение и входното напрежение е усилването на напрежението на усилвателя GAINvoltage=Vout / V in, и по подобен начин GAINpower=Pout / Pin За линейна работа на усилвател, както се изисква в повечето случаи, стойностите на усилването трябва да бъдат постоянни в района на работа.
Усилвател на напрежение
Усилвателите на напрежение са устройства, които усилват входното напрежение, ако е възможно с минимален ток на изхода. Технически, усилвател с високо усилване на напрежението е усилвател на напрежение, но може или не може да има ниско усилване на тока. Усилването на мощността на усилвателя също е ниско поради тези свойства. Транзисторите и операционните усилватели, при правилно отклонение и други условия, действат като основни усилватели на напрежение. Основното приложение на усилвателите на напрежение е да усилят сигнала, за да го направят по-малко засегнат от шум и затихване. Когато предаваните сигнали загубят силата си и се деформират, усилването на напрежението в предавателя ще минимизира ефекта и приемникът ще може да улови и интерпретира сигнала с разумна точност.
Идеалните усилватели на напрежение имат безкраен входен импеданс и нулев изходен импеданс. На практика усилвател с висок входен импеданс спрямо изходния импеданс се счита за добър усилвател на напрежение.
Усилватели на мощност
Усилвателите на мощност са устройства за усилване на входната мощност, ако е възможно с минимална промяна на изходното напрежение по отношение на входното напрежение. Това означава, че усилвателите на мощност имат голямо усилване на мощността, но изходното напрежение може или не може да се промени. Ефективността на усилвателя на усилвателите на мощност винаги е по-ниска от 100%. Поради това се наблюдава високо разсейване на топлината при етапите на усилване на мощността. Усилвателите на мощност се използват в устройства, които изискват голяма мощност на товарите. В многостепенните усилватели усилването на мощността се извършва в крайните етапи на усилване. Аудио усилвателите и RF усилвателите използват усилватели на мощност в крайния етап, за да доставят достатъчна мощност на товара. Контролерите за серво мотори също използват усилватели на мощност за задвижване на двигателите. Усилвателите на мощност се класифицират в няколко класа в зависимост от частта от входния сигнал, използван за усилване. Класове A, B, AB и C се използват в аналогови схеми, докато класове D и E се използват в превключващи вериги.
В съвременната електроника повечето усилватели на мощност са конструирани с компоненти, базирани на полупроводници, докато усилвателите, базирани на вакуумна тръба (вентил), все още се използват в среди, където прецизността, честотната характеристика и издръжливостта са основно изискване. Например китарните усилватели използват вентили за качество, а военното оборудване използва вентили за своята издръжливост срещу силни електромагнитни импулси.
Каква е разликата между усилватели на напрежение и усилватели на мощност?
• Усилвателите на напрежение имат голямо усилване на напрежението, докато усилвателите на мощност имат високо усилване на мощността.
• В повечето усилватели на напрежение усилването на тока е много ниско, докато усилвателите на мощност имат значително усилване на тока, което води до усилването на мощността.
• Усилвателите на напрежение разсейват относително по-малко топлина от усилвателите на мощност. Следователно усилвателите на напрежение имат по-висока енергийна ефективност от усилвателите на мощност. Освен това усилвателите на мощност изискват допълнителен охлаждащ механизъм поради този факт.
