Výkonový zosilňovač verzus napäťový zosilňovač
Zosilňovače sú zariadenia používané v elektronike na zlepšenie alebo znásobenie sily signálu. V závislosti od požiadaviek sa zosilňovače používajú na zvýšenie napätia signálu alebo prúdu signálu alebo výkonu signálu. Vo všeobecnosti sú zosilňovače 3 portové zariadenia so vstupným portom, výstupným portom a portom napájacieho zdroja. Všeobecnou prevádzkou zosilňovača je produkovať zosilnenú verziu vstupného signálu na výstupe, pričom spotrebúva energiu z napájacieho zdroja. Pomer medzi výstupným signálom a vstupným signálom vlastnosti, ako je napätie, prúd alebo výkon, sa označuje ako zisk. Napríklad pomer medzi výstupným napätím a vstupným napätím je zosilnenie napätia zosilňovača GAINvoltage=Vout / V in a podobne GAINpower=Pout / Pin Pre lineárnu prevádzku zosilňovača, ako sa to vo väčšine prípadov vyžaduje, hodnoty zosilnenia musia byť v oblasti činnosti konštantné.
Napäťový zosilňovač
Napäťové zosilňovače sú zariadenia, ktoré zosilňujú vstupné napätie, pokiaľ možno s minimálnym prúdom na výstupe. Technicky je zosilňovač s vysokým napäťovým zosilnením napäťový zosilňovač, ale môže alebo nemusí mať nízky prúdový zisk. Výkonový zisk zosilňovača je vďaka týmto vlastnostiam tiež nízky. Tranzistory a operačné zosilňovače pri správnom predpätí a iných podmienkach fungujú ako základné napäťové zosilňovače. Hlavnou aplikáciou napäťových zosilňovačov je posilnenie signálu, aby bol menej ovplyvnený šumom a útlmom. Keď vysielané signály stratia svoju silu a deformujú sa, zosilnenie napätia vo vysielači minimalizuje účinok a prijímač bude schopný zachytiť a interpretovať signál s primeranou presnosťou.
Ideálne napäťové zosilňovače majú nekonečnú vstupnú impedanciu a nulovú výstupnú impedanciu. V praxi sa zosilňovač s vysokou vstupnou impedanciou vzhľadom na výstupnú impedanciu považuje za dobrý napäťový zosilňovač.
Výkonové zosilňovače
Výkonové zosilňovače sú zariadenia na zosilnenie vstupného výkonu, pokiaľ možno s minimálnou zmenou výstupného napätia vzhľadom na vstupné napätie. To znamená, že výkonové zosilňovače majú vysoký výkon, ale výstupné napätie sa môže alebo nemusí meniť. Účinnosť zosilňovača výkonových zosilňovačov je vždy nižšia ako 100 %. Preto sa pozoruje vysoký rozptyl tepla v stupňoch zosilnenia výkonu. Výkonové zosilňovače sa používajú v zariadeniach, ktoré vyžadujú veľký výkon naprieč záťažami. Vo viacstupňových zosilňovačoch sa výkonové zosilnenie uskutočňuje v záverečných fázach zosilnenia. Audio zosilňovače a RF zosilňovače používajú výkonové zosilňovače v konečnej fáze, aby poskytli dostatočný výkon záťaže. Regulátory servomotorov tiež používajú výkonové zosilňovače na pohon motorov. Výkonové zosilňovače sú rozdelené do niekoľkých tried v závislosti od podielu vstupného signálu použitého pri zosilňovaní. Triedy A, B, AB a C sa používajú v analógových obvodoch, zatiaľ čo triedy D a E sa používajú v spínacích obvodoch.
V modernej elektronike je väčšina výkonových zosilňovačov konštruovaná s polovodičovými komponentmi, zatiaľ čo zosilňovače na báze vákuových trubíc (ventilov) sa stále používajú v prostrediach, kde sú primárnou požiadavkou presnosť, frekvenčná odozva a výdrž. Napríklad gitarové zosilňovače používajú ventily pre kvalitu a vojenské vybavenie používa ventily pre svoju odolnosť proti silným elektromagnetickým impulzom.
Aký je rozdiel medzi zosilňovačmi napätia a zosilňovačmi výkonu?
• Napäťové zosilňovače majú vysoký napäťový zisk, zatiaľ čo výkonové zosilňovače majú vysoký výkon.
• Vo väčšine napäťových zosilňovačov je prúdové zosilnenie veľmi nízke, zatiaľ čo výkonové zosilňovače majú výrazné prúdové zosilnenie, čo vedie k zosilneniu výkonu.
• Napäťové zosilňovače rozptyľujú relatívne menej tepla ako výkonové zosilňovače. Preto majú napäťové zosilňovače vyššiu energetickú účinnosť ako výkonové zosilňovače. Výkonové zosilňovače tiež vyžadujú dodatočný chladiaci mechanizmus kvôli tejto skutočnosti.
