Elektronické zesilovače VY_32_INOVACE_rypkova_ 04-2-05-Zesilovače – základní vlastnosti Ing. Božena Rypková Tento výukový materiál byl zpracován v rámci projektu EU peníze středním školám - OP VK 1.5. CZ.1.07/1.5.00/34.0195 – Individualizace a inovace výuky

Anotace Použití DUMu: úvod do tématu zesilovače

Zkreslení Zesílení Šum zesilovače Vstupní a výstupní údaje Dynamický rozsah Šířka přenášeného pásma Zkreslení Zesílení

Základní vlastnosti zesilovačů K určení základních vlastností vycházíme z náhradního schématu tranzistoru jako dvojbranu. Tranzistor 𝑈 𝑣𝑠𝑡 𝑈 𝑣ý𝑠𝑡 𝐼 𝑣ý𝑠𝑡 𝐼 𝑣𝑠𝑡 𝑅 𝑍 𝑅 𝑔 U 0 Legenda: U 𝟎 - zdroj střídavého napětí 𝑹 𝒈 - vnitřní odpor zdroje 𝑹 𝒁 - zatěžovací rezistor

Vstupní a výstupní údaje Vstupní údaje zesilovače: 𝑼 𝒗𝒔𝒕 , 𝑰 𝒗𝒔𝒕 , 𝒁 𝒗𝒔𝒕 Když zesilovač pracuje v daném frekvenčním pásmu můžeme vstupní impedanci nahradit vstupním odporem 𝑹 𝒗𝒔𝒕 Výstupní údaje zesilovače: 𝑼 𝒗ý𝒔𝒕 , 𝑰 𝒗ý𝒔𝒕 , 𝑹 𝒗ý𝒔𝒕 zpět

Zesílení Napěťové zesílení 𝑨 𝑼 = 𝑼 𝒗ý𝒔𝒕 𝑼 𝒗𝒔𝒕 Je to poměr výstupní veličiny ke vstupní veličině. Značí se A, je to bezrozměrná veličina. Napěťové zesílení 𝑨 𝑼 = 𝑼 𝒗ý𝒔𝒕 𝑼 𝒗𝒔𝒕 Proudové zesílení 𝑨 𝑰 = 𝑰 𝒗ý𝒔𝒕 𝑰 𝒗𝒔𝒕 Výkonové zesílení 𝑨 𝑷 = 𝑷 𝒗ý𝒔𝒕 𝑷 𝒗𝒔𝒕

Zisk 𝑨 𝑼 = 20 log 𝑼 𝒗ý𝒔𝒕 𝑼 𝒗𝒔𝒕 (dB) 𝑨 𝑰 = 20 log 𝑰 𝒗ý𝒔𝒕 𝑰 𝒗𝒔𝒕 (dB) Je zesílení vyjádřené v decibelech A (dB) 𝑨 𝑼 = 20 log 𝑼 𝒗ý𝒔𝒕 𝑼 𝒗𝒔𝒕 (dB) 𝑨 𝑰 = 20 log 𝑰 𝒗ý𝒔𝒕 𝑰 𝒗𝒔𝒕 (dB) 𝑨 𝑷 = 20 log 𝑷 𝒗ý𝒔𝒕 𝑷 𝒗𝒔𝒕 (dB) zpět

Šířka přenášeného pásma Přenos signálů závisí na frekvenci. S frekvencí se mění amplituda přenášeného signálu a fázový posun. To lze vyjádřit graficky pomocí: (útlumové) a frekvenční charakteristiky FÁZOVÉ AMPLITUDOVÉ

frekvenční charakteristika Amplitudová a fázová frekvenční charakteristika Amplitudová frekvenční charakteristika A [dB] -3 f [Hz] 𝑓 𝑑 - dolní mezní frekvence 𝑓 ℎ - horní mezní frekvence 𝑓 𝑑 𝑓 ℎ ϕ Fázová frekvenční charakteristika zpět

Šířka přenášeného frekvenčního pásma B 𝑓 𝑑 𝑓 ℎ B – šířka přenášeného frekvenčního pásma. Je dána dolní ( ) a horní ( ) mezní frekvencí. To jsou frekvence, při kterých přenášené signály poklesnou o -3 dB. 𝑓 ℎ 𝑓 𝑑 zpět

Zkreslení Lineární Nelineární Vzniká, neodpovídá-li výstupní signál vstupnímu. Druhy zkreslení: Lineární Nelineární

Lineární zkreslení - je způsobeno lineárními členy zesilovače R, C patří sem a) útlumové zkreslení Útlumové zkreslení udává činitel útlumového zkreslení M zesílení pro střední frekvenci přenášeného pásma M = 𝐴 𝑠 𝐴 𝑓 zesílení při dané frekvenci

b) fázové zkreslení – znázorňuje fázová frekvenční charakteristika - Při nízkých frekvencích výstupní signál předbíhá vstupní o 90ᵒ - Při vysokých frekvencích je výstupní signál fázově posunut za vstupním signálem o 90⁰

Nelineární zkreslení způsobují ho nelineární členy zesilovače – tranzistory je to tvarové zkreslení tvar výstupního signálu neodpovídá tvaru vstupního signálu velikost harmonického zkreslení vyjadřuje činitel harmonického zkreslení - činitel harmonického zkreslení je závislý na vybuzení zesilovače. zpět

Dynamický rozsah D = 𝑈 𝑣𝑠𝑡 𝑚𝑎𝑥 𝑈 𝑣𝑠𝑡 𝑚𝑖𝑛 Dynamický rozsah zesilovače D je poměr maximálního vstupního napětí k minimálnímu vstupnímu napětí 𝑈 𝑣ý𝑠𝑡 D = 𝑈 𝑣𝑠𝑡 𝑚𝑎𝑥 𝑈 𝑣𝑠𝑡 𝑚𝑖𝑛 𝑈 𝑣𝑠𝑡 𝑚𝑖𝑛 𝑈 𝑣𝑠𝑡 𝑚𝑎𝑥 𝑈 𝑣𝑠𝑡 Převodová charakteristika zesilovače zpět

Šum zesilovače F = 𝑷 𝒗𝒔𝒕 𝑷 𝒗ý𝒔𝒕 * 𝑷 š 𝒗ý𝒔𝒕 𝑷 š 𝒗𝒔𝒕 - Je vyjádřeno šumovým číslem F F = 𝑷 𝒗𝒔𝒕 𝑷 𝒗ý𝒔𝒕 * 𝑷 š 𝒗ý𝒔𝒕 𝑷 š 𝒗𝒔𝒕 Činitel šumu udává výrobce v katalogu zpět

Použitá literatura KESL, Jan. Elektronika: učebnice : základní studijní materiál pro střední školy. 2., aktualiz. a rozš. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 143 s. ISBN 80-7300-143-8. HÄBERLE, Heinz. Průmyslová elektronika a informační technologie: učebnice : základní studijní materiál pro střední školy. Vyd. 1. Praha: Europa-Sobotáles, 719 s. ISBN 80-867-0604-4. Použité obrázky: vlastní tvorba autorky v programu PowerPoint.