Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

OB21-OP-EL-ZEL-JANC-L-3-035 Zesilovače OB21-OP-EL-ZEL-JANC-L-3-035

Zesilovače Zesilovač je aktivní nelineární čtyřpól, tvořený zesilovacím prvkem, např. tranzistorem, a pomocnými obvody pro nastavení pracovního bodu. Na vstupu zesilovače je připojen zdroj zesilovaného signálu a na jeho výstupu je připojena zátěž.

Zesilovače můžeme rozdělit podle následujících hledisek: Podle frekvence zesilovaných signálů na: nízkofrekvenční, které zesilují frekvence v rozsahu 16 až 20 000 Hz vysokofrekvenční, které pracují v úzkých frekvenčních pásmech okolo nosné frekvence. Nosná frekvence je v řádu kHz až MHz. Nejčastěji zesilují modulované signály.

Zesilovače Podle velikosti vstupního signálu na: předzesilovače, zesilující signály malé úrovně výkonové zesilovače, zesilující signály malé úrovně na požadovanou úroveň. Vyžaduje se od nich malé zkreslení, velká účinnost a velké výkonové zesílení.

Zesilovače Podle šířky přenášeného pásma na: úzkopásmové, šířka přenášeného pásma je u nich malá vzhledem ke střední frekvenci širokopásmové, které vzhledem ke střední frekvenci zesilují velmi široké pásmo

Zesilovače Podle pracovních tříd Tyto třídy jsou dány polohou pracovního bodu na převodní charakteristice nelineárního prvku. Potom rozlišujeme: Zesilovače pracující ve třídě A. Mají klidový pracovní bod umístěný v lineární části charakteristiky, obvykle uprostřed výstupní charakteristiky (obr. 1a). Výstupní proud prochází aktivním prvkem po celou dobu trvání budícího signálu. Úhel vedení  = 2. Mají malé zkreslení a všeobecné použití. Účinnost bývá okolo 50 % a nevýhodou je to, že obvod odebírá značnou energii ze zdroje, i když žádný signál nezesiluje.

Zesilovač pracující ve třídě A Zesilovače Obr. 1 Zesilovač pracující ve třídě A

Zesilovače Zesilovače pracující ve třídě B. Mají klidový pracovní bod umístěný v bodě zániku kolektorového proudu (obr. 2). Rozkmit vstupního signálu je takový, že se pracovní bod pohybuje přes celé pole charakteristik. Úhel vedení u nich je  =  a zesilovač zpracovává pouze jednu půlvlnu vstupního signálu. Abychom mohli zesílit obě půlvlny, konstruují se tyto zesilovače ve dvojčinném zapojení, kde každý zesilovací prvek zesiluje jednu polovinu periody signálu.

Zesilovač pracující ve třídě B Zesilovače Jejich účinnost se pohybuje okolo 75 %. Používají se v koncových výkonových stupních zesilovačů. Obr. 2 Zesilovač pracující ve třídě B

Zesilovače Zesilovače pracující ve třídě C. Zesilovač této třídy má pomocí vhodného předpětí tranzistor uzavřen po většinu periody vstupního signálu. Pouze v okamžicích, kdy součet vstupního napětí a záporného předpětí přesáhne nulovou hodnotu, tranzistor se otevře a propustí proudový impuls. Mají klidový pracovní bod umístěný za bodem zániku kolektorového proudu (obr. 3). Úhel vedení  < . Používají se ve vysokofrekvenční technice. Účinnost je poměrně vysoká a pohybuje se okolo 70 %.

Zesilovač pracující ve třídě C Zesilovače Obr. 3 Zesilovač pracující ve třídě C

Zesilovače Zesilovače pracující ve třídě AB. U těchto zesilovačů leží pracovní bod v blízkosti zániku kolektorového proudu (v ohybu charakteristiky). Tranzistorem prochází malý klidový proud a úhel otevření je π < ψ < 2π.

Zesilovače Zesilovače pracující ve třídě D. U této třídy zesilovačů je vstupní napětí impulsově modulováno a dále jsou zpracovány impulsy zesilovačem třídy C. Tak je zaručena vysoká účinnost zesilovače. Na výstupu se zesílené impulsy převedou dolní propustí zpět na analogový nf signál.

Zesilovače Zesilovače pracující ve třídě G. U této třídy zesilovačů se oddělěně zpracovávají silné a slabé signály, takže pro většinu signálů lze vystačit se slabším zdrojem a výkonový zdroj je dimenzován pouze na krátkodobé špičky signálu.

Zesilovače Zesilovače pracující ve třídě H. Zesilovače pracující v této třídě mají automatické řízení velikosti napětí napájecího zdroje v závislosti na velikosti požadovaného výstupního napětí. Obě poslední třídy sice zlepšují energetickou účinnost, ale i komplikují obvodové řešení zesilovače.  

Zesilovače Podle druhu vazby mezi stupni je dělíme na zesilovače: se stejnosměrnou vazbou (obr. 4a) s transformátorovou vazbou (obr. 4b) s vazbou s RC členy (s kapacitní vazbou), vazbu tvoří kondenzátor a rezistor (obr. 4c)

Vazby mezi stupni zesilovače Obr. 4 Vazby mezi stupni zesilovače přímá, Transformá-torová, c) kapacitní

Zesilovače Podle zapojení zesilovacích prvků rozlišujeme zesilovače: se společným emitorem. Používají se nejčastěji. Mají poměrně velký vstupní a výstupní odpor, velké napěťové, proudové a výkonové zesílení. se společnou bází. Mají malý vstupní a velký výstupní odpor, velké napěťové a výkonové zesílení. se společným kolektorem (emitorové sledovače). Mají velký vstupní a malý výstupní odpor, malé napěťové, ale velké proudové a výkonové zesílení.

Děkuji za pozornost Ing. Ladislav Jančařík

Literatura J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika pro silnoproudé obory, SNTL Praha 1989 M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002