تفاوت بین تقویت کننده قدرت و تقویت کننده ولتاژ

2024 نویسنده: Alex Aldridge | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 13:37

تقویت کننده قدرت در مقابل تقویت کننده ولتاژ

تقویت کننده ها دستگاه هایی هستند که در الکترونیک برای بهبود یا چند برابر کردن قدرت سیگنال استفاده می شوند. بسته به نیاز از تقویت کننده ها برای افزایش ولتاژ سیگنال یا جریان سیگنال یا قدرت سیگنال استفاده می شود. به طور کلی تقویت کننده ها دستگاه های 3 پورت هستند که دارای یک پورت ورودی، یک پورت خروجی و یک پورت منبع تغذیه هستند. عملکرد عمومی یک تقویت کننده تولید یک نسخه تقویت شده از سیگنال ورودی در خروجی است که برق منبع تغذیه را مصرف می کند. نسبت بین سیگنال خروجی و سیگنال ورودی یک ویژگی مانند ولتاژ، جریان یا توان را Gain می‌گویند.برای مثال، نسبت بین ولتاژ خروجی و ولتاژ ورودی، بهره ولتاژ تقویت کننده GAIN_ولتاژ=V_خروج / V _در ، و به طور مشابه GAIN_قدرت=P_out / P_{in برای عملیات خطی یک تقویت کننده، همانطور که در بیشتر موارد مورد نیاز است، مقادیر بهره باید در ناحیه عملکرد ثابت باشند.}

تقویت کننده ولتاژ

تقویت کننده های ولتاژ دستگاه هایی هستند که ولتاژ ورودی را در صورت امکان با حداقل جریان در خروجی تقویت می کنند. از نظر فنی، تقویت کننده با بهره ولتاژ بالا یک تقویت کننده ولتاژ است، اما ممکن است دارای بهره جریان پایین باشد یا نداشته باشد. بهره قدرت تقویت کننده نیز به دلیل این ویژگی ها کم است. ترانزیستورها و آمپرهای عملیاتی، با توجه به بایاسینگ مناسب و شرایط دیگر، به عنوان تقویت کننده ولتاژ پایه عمل می کنند. کاربرد اصلی تقویت کننده های ولتاژ تقویت سیگنال است تا کمتر تحت تأثیر نویز و تضعیف قرار گیرد. هنگامی که سیگنال های ارسالی قدرت خود را از دست می دهند و تغییر شکل می دهند، تقویت ولتاژ در فرستنده اثر را به حداقل می رساند و گیرنده می تواند سیگنال را با دقت معقولی دریافت و تفسیر کند.

تقویت کننده های ولتاژ ایده آل دارای امپدانس ورودی بی نهایت و امپدانس خروجی صفر هستند. در عمل، یک تقویت کننده با امپدانس ورودی بالا نسبت به امپدانس خروجی به عنوان یک تقویت کننده ولتاژ خوب در نظر گرفته می شود.

تقویت کننده های قدرت

تقویت کننده های برق دستگاه هایی برای تقویت توان ورودی، در صورت امکان با حداقل تغییر در ولتاژ خروجی نسبت به ولتاژ ورودی هستند. یعنی تقویت کننده های قدرت دارای بهره قدرت بالایی هستند، اما ولتاژ خروجی ممکن است تغییر کند یا تغییر نکند. راندمان تقویت کننده تقویت کننده های قدرت همیشه کمتر از 100٪ است. بنابراین اتلاف حرارت بالا در مراحل تقویت توان مشاهده می شود. تقویت کننده های قدرت در دستگاه هایی استفاده می شود که به توان زیادی در سراسر بارها نیاز دارند. در تقویت کننده های چند مرحله ای، تقویت توان در مراحل پایانی تقویت انجام می شود. تقویت‌کننده‌های صوتی و تقویت‌کننده‌های RF از تقویت‌کننده‌های قدرت در مرحله نهایی استفاده می‌کنند تا توان کافی را به بار تحویل دهند. کنترلرهای سروو موتور نیز از تقویت کننده های قدرت برای به حرکت درآوردن موتورها استفاده می کنند.تقویت کننده های قدرت بسته به کسری از سیگنال ورودی مورد استفاده در تقویت به چندین کلاس طبقه بندی می شوند. کلاس های A، B، AB و C در مدارهای آنالوگ استفاده می شوند، در حالی که کلاس های D و E در مدارهای سوئیچینگ استفاده می شوند.

در الکترونیک مدرن، بیشتر تقویت کننده های قدرت با اجزای نیمه هادی ساخته می شوند، در حالی که تقویت کننده های مبتنی بر لوله خلاء (شیر) هنوز در محیط هایی استفاده می شوند که دقت، پاسخ فرکانسی و استقامت یک نیاز اولیه است. برای مثال، تقویت‌کننده‌های گیتار از دریچه‌هایی برای کیفیت و تجهیزات نظامی برای استقامت در برابر پالس‌های قوی الکترومغناطیسی از دریچه‌ها استفاده می‌کنند.

تفاوت تقویت کننده های ولتاژ و تقویت کننده های قدرت چیست؟

• تقویت‌کننده‌های ولتاژ دارای بهره ولتاژ بالا هستند، در حالی که تقویت‌کننده‌های قدرت دارای بهره قدرت بالایی هستند.

• در بیشتر تقویت‌کننده‌های ولتاژ، بهره جریان بسیار کم است، در حالی که تقویت‌کننده‌های توان دارای بهره جریان قابل‌توجهی هستند که منجر به افزایش توان می‌شود.

• تقویت‌کننده‌های ولتاژ نسبت به تقویت‌کننده‌های برق، گرمای نسبتاً کمتری را دفع می‌کنند. بنابراین تقویت کننده های ولتاژ دارای راندمان توان بالاتری نسبت به تقویت کننده های قدرتی هستند. همچنین تقویت کننده های قدرت به دلیل این واقعیت به مکانیزم خنک کننده اضافی نیاز دارند.