Vahvistin on elektroninen laite, joka lisää tulosignaalin, kuten sähköisen signaalin, amplitudia minimaalisella säröllä. Vahvistimia käytetään laajalti erilaisissa elektronisissa järjestelmissä, mukaan lukien äänijärjestelmät, radiolähettimet ja teollisuuden ohjausjärjestelmät.
Vahvistimen yleinen piiri:
Vahvistimen peruspiiri koostuu useista oleellisista komponenteista:
1. Tulopiiri:
Tulopiiri vastaanottaa tulosignaalin, joka on vahvistettava. Se voi sisältää komponentteja, kuten kytkentäkondensaattoreita ja vastuksia impedanssin sovittamiseksi ja tulon eristämiseksi muusta piiristä.
2. Vahvistuselementti:
Vahvistinelementti on vahvistimen sydän ja se vastaa signaalin amplitudin kasvattamisesta. Tämä voidaan saavuttaa käyttämällä transistoreja (BJT tai MOSFET), tyhjiöputkia tai operaatiovahvistimia (Op-Amps).
3. Palautepiiri:
Palautteella on ratkaiseva rooli vahvistimen suunnittelussa. Siinä syötetään osa lähtösignaalista takaisin tulopiiriin. Negatiivinen palaute vähentää vääristymiä ja parantaa vakautta, kun taas positiivista palautetta voidaan käyttää oskillaattorien luomiseen tai tiettyjen siirtotoimintojen toteuttamiseen.
4. Lähtöpiiri:
Lähtöpiiri toimittaa vahvistetun signaalin kuormaan, joka voi olla kaiutin, toinen vahvistinaste tai mikä tahansa laite, joka vaatii vahvistetun signaalin. Se voi koostua komponenteista, kuten lähtökytkentäkondensaattoreista, vastuksista ja impedanssisovitusverkoista.
5. Virtalähde:
Vahvistinpiiri vaatii virtalähteen tarvittavan jännitteen ja virran tuottamiseksi vahvistinelementtien käyttämiseen. Se koostuu tyypillisesti muuntajista, tasasuuntaajista, suodatinkondensaattoreista ja jännitteensäätimistä.
Tietystä vahvistintyypistä (kuten jännitevahvistin, virtavahvistin tai tehovahvistin) riippuen voidaan sisällyttää lisäkomponentteja ja piirielementtejä haluttujen ominaisuuksien, kuten jännitevahvistuksen, virranvahvistuksen, taajuusvasteen ja lineaarisuuden saavuttamiseksi.
Vahvistimen yleinen piiri antaa yksinkertaistetun yleiskuvan sen oleellisista komponenteista ja signaalivirrasta. Käytännön vahvistinpiirit voivat vaihdella huomattavasti monimutkaisuudeltaan halutun toiminnallisuuden ja erityissovelluksen mukaan.