Vahvistin
Wikipedia
Vahvistin on laite, joka kontrolloi suurta energiamäärää pienen energiamäärän ohjaamana. Useimmiten sanalla viitataan kuitenkin elektroniseen vahvistimeen.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Elektronisia vahvistimia
Elektroninen vahvistin on signaalia vahvistava laite, jota käytetään paljon kaikessa elektroniikassa, esimerkiksi äänen ja radiosignaalin vahvistamiseen. Alla on joitakin esimerkkejä elektronisten vahvistimien käyttötarkoituksista.
[muokkaa] Operaatiovahvistin
Operaatiovahvistin on elektronisten signaalien käsittelyyn tarkoitettu mikropiiri.
[muokkaa] Instrumenttivahvistin
Instrumenttivahvistinta käytetään sähköisten instrumenttien kuten sähkökitaran tuottaman äänen vahvistamiseen. Vahvistimen tuottamaa ääntä on yleensä mahdollista muokata erilaisilla säätimillä. Instrumenttivahvistimia on kahden tyyppisiä: ns. combo sisältää sekä vahvistimen että kaiuttimen, suuremmissa vahvistimissa vahvistinosa ja kaiutinosa ovat yleensä erillisiä.
[muokkaa] Esivahvistin
Esivahvistinta käytetään vahvistamaan signaalia sopivaksi käsittelyä varten. Esivahvistimia on mm. miksereissä ja instrumenttivahvistimissa. Esimerkiksi studioissa ääntä tallennettaessa käytetään usein erillisiä esivahvistimia.
[muokkaa] Päätevahvistin
Päätevahvistin eli pääteaste syöttää tehoa kuormaan signaalin ohjaamana. Tyypillisin sovellus lienee äänentoistojärjestelmissä käytettävä vahvistin, jolla vahvistetaan mikseristä tai esivahvistimelta lähtevä signaali ennen sen toistamista kaiuttimista. Päätevahvistimet voidaan luokitella niiden kytkentäperiaatteen ja lepovirran mukaan.
[muokkaa] Lepovirran mukainen luokittelu
- A-luokka Pääteasteen transistori tai elektroniputki johtaa koko ajan, joten vahvistimen hyötysuhde on heikko, korkeintaan 25%. Särö on kuitenkin pieni. A-luokan vahvistimia käytetään pääasiassa esivahvistimissa ja muissa pientehosovelluksissa, mutta myös joissakin varsinaisissa pääteasteissa. Huonon hyötysuhteensa vuoksi tehokkaat A-luokan päätevahvistimet kuitenkin vaativat epäkäytännöllisen järeää jäähdytystä.
- B-luokka Pääteasteessa on kaksi transistoria (tai elektroniputkea), joista toinen johtaa vain positiivisen ja toinen negatiivisen puolijakson ajan. Signaalin ollessa nolla kumpikaan ei johda. Vahvistimella esiintyykin signaalin nollakohdan tuntumassa ylimenosäröä, joka aiheutuu signaalin vaihtumisesta transistorilta tai putkelta toiselle. Hyötysuhde on korkeintaan 78,5%
- AB-luokka Kuten B-luokan vahvistin, mutta ylimenosäröä on pienennetty asettamalla transistorien toimintapiste niin, että pienellä signaalitasolla kumpikin transistori toimii A-luokassa ja signaalin kasvaessa toiminta on B-luokan mukaista.
- C-luokka Lähinnä radiotaajuuksilla toimivissa lähettimissä käytettävä pääteastetyyppi. Hyötysuhde on jopa 90%, sillä päätetransistorit tai -putket toimivat lähestulkoon kytkimen tapaan. Särö on myös suuri, mutta käyttösovelluksissa sillä ei ole juurikaan merkitystä, sillä useimmiten C-luokan vahvistimen kuormana on viritetty resonanssipiiri, joka suodattaa harmoniset särökomponentit pois.
- D-luokka Päätetransistorit toimivat kytkimien tapaan, jolloin hyötysuhde on parhaimmillaan jopa 95%. Päätetransistoreja ohjataan useimmiten pulssinleveysmoduloidulla (PWM) signaalilla, jonka taajuus on moninkertainen verrattuna korkeimpaan vahvistettavaan taajuuteen. Tällöin modulointitaajuus on helppo suodattaa pois yksinkertaisella alipäästösuotimella ja vahvistimesta saatava signaali on periaatteessa identtinen verrattuna sille syötettyyn analogiseen signaaliin.
[muokkaa] Vahvistimien historiaa
Audiotekniikan varhaisina vuosina vahvistimet tehtiin elektroniputkia käyttäen. Monet hifi-harrastajat suosivat edelleen putkivahvistimia niiden tuottaman puolijohdevahvistimien säröön verrattuna miellyttävämmän kuuloisen särön takia.
