Was ist ein Spannungsverstärker?
Ein Spannungsverstärker ist ein Gerät, das die Spannung von verschiedenen elektrischen Signalen verstärkt.
Er ist eine Schaltung, die eine Eingangsspannung verstärkt und ausgibt und einer der Grundbausteine elektronischer Geräte.
Anwendungen von Spannungsverstärkern
Verstärker werden verwendet, wenn ein kleiner Signalpegel eingegeben und ein größeres Signal als Ausgang erhalten wird. In vielen Fällen handelt es sich bei den Eingangs- und Ausgangssignalen um Spannungssignale, so dass Geräte für diesen Zweck als Spannungsverstärker bezeichnet werden.
Spannungsverstärker gibt es in verschiedenen Formen und mit unterschiedlichen Leistungen, je nach Verwendungszweck, aber zu ihren Hauptanwendungen gehören die Verstärkung von Audio- und Videosignalen sowie von Ausgangssignalen verschiedener Sensoren.
Funktionsweise von Spannungsverstärkern
Die Schaltungsstruktur eines typischen Verstärkers besteht aus einem verstärkenden Element (z. B. Transistor oder Operationsverstärker) und Schaltungen zu dessen Steuerung (z. B. Vorspannungs- und Rückkopplungsschaltungen). Die dem Verstärkerelement zugeführte Spannung wird verstärkt und mit einem großen Signalpegel ausgegeben.
Die Leistungsschwerpunkte unterscheiden sich je nach Verwendungszweck und für jeden Zweck werden geeignete Schaltungen vorgeschlagen:
Arten von Spannungsverstärkern
Es gibt eine Vielzahl von im Handel erhältlichen Spannungsverstärkern. Beispiele sind Audioverstärker, Hochfrequenzverstärker und Messverstärker.
Diese handelsüblichen Spannungsverstärker haben unterschiedliche Leistungsindizes für verschiedene Anwendungen. Es ist wichtig, den richtigen Leistungsindex zu wählen und den richtigen Spannungsverstärker für die Umgebung zu verwenden, in der er eingesetzt werden soll:
1. Klassifizierung nach der Frequenz
DC-Verstärker
DC-Verstärker sind elektronische Geräte, die zur Verstärkung und Verarbeitung von DC-Signalen verwendet werden. DC-Verstärker werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. zur Verstärkung von Sensorsignalen, zur Steuerung von DC-Motoren und zur Leistungsverwaltung.
Bei der Auswahl eines Gleichstromverstärkers sollten Leistungsanforderungen wie Eingangssignal, Ausgangssignal, Versorgungsspannung, Eingangsimpedanz, Ausgangsimpedanz und Frequenzgang berücksichtigt werden.
Niederfrequenz-Verstärker (Audio-Verstärker)
Die typischsten Verstärker für niedrige Frequenzen sind Audio-Verstärker. Sie werden in Lautsprechern, Kopfhörern und anderen Audiogeräten eingesetzt, um Audiosignale zu verstärken. Zu den wichtigsten Leistungsindikatoren gehören Frequenzgang, Klirrfaktor, Signal-Rausch-Verhältnis und Ausgangsleistung.
Hochfrequenz-Verstärker
Hochfrequenzverstärker werden zur Verstärkung von Hochfrequenzsignalen eingesetzt. Zu den spezifischen Anwendungen gehören die drahtlose und die Satellitenkommunikation sowie der Rundfunk. Zu den wichtigsten Leistungsindikatoren gehören Frequenzbandbreite, Verstärkung, Rauschzahl und Eingangs-/Ausgangsimpedanz.
2. Klassifizierung nach Funktion
Messverstärker
Messverstärker werden zur Durchführung hochpräziser Messungen eingesetzt. Sie verstärken insbesondere Signale von Sensoren und Instrumenten. Zu den wichtigsten Leistungsindikatoren gehören Verstärkungsfaktor, Eingangs-/Ausgangsimpedanz, Linearität, Bandbreite und Rauschzahl.
Rauscharme Verstärker
Rauscharme Verstärker haben eine niedrige Rauschzahl und werden in empfindlichen Anwendungen eingesetzt. Rauscharme Verstärker werden für die Verstärkung und Verarbeitung schwacher Signale verwendet.
Bei der Auswahl eines rauscharmen Verstärkers ist es wichtig, Leistungsindikatoren wie Rauschzahl, Spannungsverstärker, Bandbreite, Eingangsspannungsbereich und Leistungsaufnahme zu prüfen. Beachten Sie, dass rauscharme Verstärker zur Verringerung des Rauschens innerhalb des Geräts verwendet werden können und dass ihre Resistenz gegenüber Rauschen außerhalb des Geräts nicht garantiert ist.
Differenzialverstärker
Differenzialverstärker haben zwei Eingangsklemmen und eine Ausgangsklemme. Durch die Verstärkung der Differenz zwischen den Eingangssignalen können die Auswirkungen des Rauschens verringert und die Signalqualität verbessert werden.
Besonders hervorzuhebende Leistungsindikatoren sind PSRR (Unterdrückungsverhältnis der Stromversorgung) und CMRR (Gleichtaktunterdrückung). Diese sind für die Unterdrückung von Rauscheffekten sehr wichtig.
Hoher Spannungsverstärker
Spannungsverstärker sind ein elektronisches Bauteil, das zur Verstärkung und Verarbeitung von Hochspannungssignalen verwendet wird. Spannungsverstärker werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt, z. B. bei Lasern, Entladungsgeräten, medizinischen Geräten und Industrieanlagen.
Bei der Auswahl eines Spannungsverstärkers ist es wichtig, Leistungsindikatoren wie Ausgangsspannung, Stromstärke, Bandbreite, Stabilität und Schutzfunktionen zu prüfen. Auch die Sicherheit muss berücksichtigt werden, da sie mit hohen Spannungen arbeiten.
Weitere Informationen zu Spannungsverstärkern
1. Merkmale von Spannungsverstärkern
Wichtige Leistungsindikatoren für Verstärker sind Verstärkungsfaktor, Frequenzgang, Klirrfaktor, Eingangsimpedanz und Ausgangsimpedanz. Diese Leistungsmerkmale werden durch die Schaltungsauslegung entsprechend dem Verwendungszweck optimiert und sind für ein breites Spektrum von Anwendungen anwendbar.
2. Verstärkung von Spannungsverstärkern
Wenn das Eingangssignal eines Spannungsverstärkers Vin und das Ausgangssignal Vout ist, wird die Verstärkung als „Vout/Vin mal“ oder „20log (Vout/Vin) dB“ ausgedrückt.
3. Stromversorgungsfähigkeit
Auch Spannungsverstärker können bis zu einem gewissen Bereich Strom an eine Last liefern. Allerdings steht grundsätzlich die Spannungscharakteristik im Vordergrund und es können keine so großen Ströme wie bei Leistungsverstärkern geliefert werden.