Penguat: Perbezaan antara semakan
Kandungan dihapus Kandungan ditambah
Shark~mswiki (bincang | sumb.) Tiada ringkasan suntingan |
|||
Baris 1:
PENGUAT
Secara amnya,penguat bunyi bagi peralatan elektronik ataupun lebih dikenali sebagai
penguat, adalah mana-mana alat yang boleh mengubah, ataupun selalunya akan menaikkan
amplitud sesuatu isyarat. Isyarat itu selalunya adalah voltan ataupun arus elektrik.
Walau bagaimanapun, secara umumnya apabila disebut perkataan penguat,
biasanya ia akan merujuk kepada penguat elektronik, selalunya dalam sistem audio.
Hubungan antara input dan output penguat - biasanya dinyatakan sebagai fungsi
frekuensi input - dipanggil fungsi penguat pindah,manakala magnitud fungsi pindah
dipanggil gandaan.
Satu lagi alat yang menekankan penukaran kuasa dari satu jenis ke jenis yang lain
( sebagai contoh,satu isyarat rendah dalam foton ditukar kepada satu isyarat Dc
dalam ampere ) adalah dikenali sebagai pemindah,pengubah ataupun penderia.
Walaubagaimanapun,tiada satupun dari alat ini yang menguatkan kuasa.
RAJAH
Kualiti sesuatu penguat boleh dikategorikan daripada bilangan spesifikasi seperti
di bawah.
GANDAAN
Gandaan sesuatu penguat adalah nisbah output kepada kuasa input atau amplitud, dan
diukur dalam desibel (dB) (Desibel adalah sebuah unit bersifat logaritma yang boleh
digunakan untuk mengukur kadaran dua magnitud berbeza bagi sesuatu kuantiti fizik).
Bila diukur dalam desibel (dB),secara logaritmanya ianya berkaitan denga nisbah kuasa:
G(dB)=10 log(Pout /(Pin)).
LEBAR JALUR
Lebar jalur sesuatu penguat adalah julat frekuensi-frekuensi dimana sesuatu penguat
itu memberi "prestasi memuaskan". "Prestasi memuaskan" itu mungkin berbeza bagi aplikasi
yang berlainan. Bagaimanapun, satu metrik yang biasa dan diterima dengan baik adalah
separuh titik kuasa (i.e. frekuensi di mana kuasa turun pada separuh nilai puncaknya)
dalam kuasa vs. kekerapan lengkungan. Oleh itu lebar jalur dapat ditakrifkan sebagai
perbezaan antara separuh titik kuasa yang lebih rendah dan tinggi. Ini juga dikenali
sebagai -3 dB lebar jalur. Lebar jalur juga kadangkala ditakrifkan (-1 dB, -6 dB etc.).
Satu penguat audio julat penuh akan menjadi pada asasnya rata antara 20 Hz untuk
kira-kira 20 kHz (julat pendengaran manusia normal.)Dalam rekabentuk amplifier minimalis,sambutan frekuensi
yang digunakan pada pembesar suara perlu diperbesarkan lebih daripada ini( satu atau lebih salah satu sisi oktav )
dan secara lazimnya satu amplifier akan mempunyai -3 mata dB < 10 dan > 65 kHz.
'Penguat lawatan profesional' selalunya mempunyai input dan/atau output yang ditapiskan untuk
menghadkan sambutan frekuensi lebih daripada 20 Hz-20 kHz : potensi pengeluaran kuasa amplifier yang
terlalu banyak sebaliknya akan dibazirkan di atas infrasonik ( limit normal pendengaran manusia )dan
frekuensi-frekuensi ultrasonik ( bunyi yang lebih tinggi daripada had limit pendengaran manusia ),
dan bahaya bagi gangguan radio AM akan meningkat.
Amplifier-amplifier pensuisan moden memerlukan kelulusan penapisan curam yang rendah di output
untuk mengelakkan frekuensi tinggi alihan bunyi bising dan harmonik.
KECEKAPAN
Kecekapan adalah ukuran untuk berapakah kuasa input yang digunakan ke atas output amplifier.
Penguat-penguat kelas A sangat tidak cekap, dalam lingkungan 10–20% dengan max kecekapan 25%.
Penguat-penguat kelas B mempunyai satu kecekapan yang tinggi tetapi tidak praktikal disebabkan
oleh gangguan yang tinggi. ( Rujuk: Gangguan Lintasan )
Dalam reka bentuk praktikal, hasil satu pertukaran adalah reka bentuk kelas AB.
Moden Class AB amps adalah biasanya antara 35–55% efisien dengan satu maksimum teoretis 78.5%.
Secara komersial,pensuisan amplifier Kelas D telah melaporkan kecekapan setinggi sehingga 97%.
Penguat kelas C-F pula merupakan penguat yang mempunyai kecekapan yang tinggi. Kecekapan
sesuatu amplifier biasanya melimitkan jumlah keseluruhan kuasa pengeluaran yang didapati.
Ingat bahawa penguat yang lebih cekap berfungsi lebih dingin, dan biasanya tidak memerlukan kipas
pendingin walaupun dalam reka bentuk multi-kilowatt. Sebab untuk ini adalah adalah kerana kehilangan
sesuatu kecekapan menghasilkan haba sebagai satu hasil sampingan bagi kehilangan tenaga semasa penukaran kuasa.
Dalam penguat yang lebih cekap,kehilangan tenaga adalah lebih rendah begitu juga dengan haba.
KELURUSAN
Sebuah amplifier yang ideal akan menjadi satu peranti yang sangat linear, tetapi amplifier-amplifier sebenar
hanya linear dalam beberapa had limit praktik. Apabila pacuan isyarat untuk amplifier dinaikkan, output juga bertambah
sehingga satu titik dicapai di mana sesetengah bahagian bagi amplifier menjadi tepu dan tidak boleh menghasilkan lebih output;
ini dipanggil keratan, dan menyebabkan gangguan.
Sesetengah amplifier direka untuk mengendalikan ini dalam satu cara terkawal yang menyebabkan satu penurunan dalam gandaan untuk berlaku daripada gangguan berlebihan ; hasilnya adalah satu kesan mampatan, dimana (jika amplifier adalah satu penguat audio)
akan berbunyi lebih kurang enak untuk pendengaran telinga.Untuk amplifier-amplifier jenis ini, 1 mampatan dB titik adalah ditakrifkan sebagai kuasa masukan (atau kuasa keluaran) di mana gandaan adalah 1 dB kurang daripada gandaan isyarat kecil.
Pelinearan adalah satu bidang baru muncul, dan terdapat banyak teknik, seperti maklum awal, pragangguan,
postdistortion, EER, LINC, CALLUM, Cartes maklum balas, dan sebagainya., dengan tujuan mengelak tidak diingini kesan-kesan tidak linearities.
KEBISINGAN
Ini merupakan ukuran kepada berapa banyak bunyi bising yang diperkenalkan dalam proses penguatan. Bunyi bising adalah satu produk yang tidak diingini tetapi tidak dapat dielakkan bagi peranti-peranti elektronik dan komponen-komponen. Metrik untuk prestasi bunyi bising sebuah litar adalah Faktor Bunyi Bising. Faktor Bunyi bising adalah nisbah isyarat input kepada isyarat output.
JULAT DINAMIK OUTPUT
Julat dinamik output adalah julat, biasanya diberi dalam dB, diantara tahap output terkecil dan tahap output terbesar.
Tahap berguna terendah adalah terhad oleh output bunyi bising, manakala terbesar adalah terhad tertutamanya bagi herotan.
Nisbah kedua-dua ini ditakrifkan sebagai julat dinamik amplifier. Lebih tepat lagi, jika S = isyarat kuasa maksima yang dibenarkan dan N = kuasa bunyi bising,
julat dinamik DR adalah DR = (S N ) / N.[1]
KADAR SLU
Kadar slu adalah kadar perubahan maksimum pembolehubah output, biasanya disebut dalam voltan sesaat (atau mikrosaat). Banyak penguat akhirnya terhad akibat kadar slu (lazimnya oleh galangan satu arus pacuan untuk mengatasi bermuatan kesan pada beberapa poin dalam litar itu), yang boleh mengehadkan kuasa mutlak lebar jalur untuk telaga frekuensi-frekuensi di bawah penguat kecil isyarat sambutan frekuensi.
KENAIKAN MASA
Kenaikan masa, tr, sebuah penguat adalah masa yang diambil untuk output berubah dari 10% hingga 90% bagi tahap terakhir apabila didorong satu langkah input. Untuk satu sistem respons Gauss (atau sederhana RC mengguling), kenaikan masa dianggarkan oleh:
tr * BW = 0.35, di mana tr adalah masa naik dalam saat dan BW adalah lebar jalur di Hz.
PENETAPAN MASA DAN DERINGAN
Masa yang diambil output bagi menyelesaikan dalam tempoh satu peratusan tertentu bagi nilai muktamad (iaitu 0.1%). Ini dipanggil penyelesai masa, dan biasanya adalah untuk menetapkan penguat osiloskop tegak dan sistem-sistem ukuran ketepatan tinggi. Deringan merujuk pada pengeluaran pusingan di atas dan di bawah nilai muktamadnya, membawa kepada satu penangguhan untuk sampai ke nilai muktamad yang dinyatakan oleh penyelesaian masa di atas.
KELANJAKAN
Sebagai respons untuk satu langkah input, kelanjakan adalah jumlah output melebihi nilai hadnya.
FAKTOR KESTABILAN
Kestabilan adalah satu kebimbangan utama di RF dan penguat gelombang mikro. Darjah kestabilan penguat boleh diukur dalam suatu kuantiti oleh faktor kestabilan. Terdapat beberapa faktor kestabilan berbeza, seperti faktor kestabilan Stern dan faktor kestabilan Linvil, yang menetapkan suatu syarat yang ditetapkan bertujuan untuk kestabilan mutlak sebuah amplifier.
PENGUAT ELEKTRONIK
Rencana utama: Penguat elektronik
Terdapat banyak jenis penguat elektronik, biasanya digunakan dalam radio dan
penghantar televisyen dan penerima-penerima, hi-fi ("hi-fi") peralatan stereo, mikrokomputer
dan peralatan digital elektronik lain, dan gitar dan alat penguat lain.
Komponen-komponen kritikal termasuk peranti-peranti aktif, seperti tiub vakum
atau transistor. Satu pengenalan ringkas kepada banyak jenis penguat elektronik berikut.
PENGUAT KUASA
Perkataan "penguat kuasa" adalah satu perkataan relatif dengan membawa kepada jumlah kuasa
yang dihantar kepada beban dan / atau bersumber oleh litar bekalan. Secara umum satu penguat
kuasa telah direka sebagai penguat yang terakhir dalam satu rantai penghantaran
(peringkat pengeluaran) dan adalah peringkat penguat yang lazimnya memerlukan
perhatian sepenuhnya untuk kecekapan kuasa. Pertimbangan kecekapan mendahului kepada
kelas-kelas penguat yang pelbagai: rujuk kelas-kelas penguat.
PENGUAT TIUB VAKUM ( INJAP )
Rencana utama: penguat injap
Menurut Symons, sementara penguat-penguat semikonduktor telah menggantikan sebahagian
besar penguat-penguat injap untuk aplikasi-aplikasi tenaga rendah, penguat-penguat
injap adalah lebih banyak berkesan dalam aplikasi-aplikasi tenaga tinggi seperti
"radar, peralatan langkah-langkah balas, atau peralatan komunikasi" (p. 56).
Banyak penguat-penguat gelombang mikro adalah direka khusus injap, seperti klistron,
gyrotron,tiub gelombang bergerak , dan penguat berpalang bidang , dan injap gelombang
mikro ini menyediakan lebih banyak peranti-tunggal output kuasa pada frekuensi-frekuensi
gelombang mikro daripada alat-alat keadaan pepejal (p. 59).[2]
PENGUAT TRANSISTOR
Artikel utama: transistor, transistor simpang dwikutub, penguat Audio, dan MOSFET
Peranan penting unsur aktif ini adalah untuk membesarkan satu isyarat input untuk
menghasilkan satu isyarat output yang lebih besar. Jumlah pembesaran
("gandaan ke depan") sudah ditentukan oleh rekabentuk luar litar dan juga serta peranti aktif.
Banyak peranti-peranti aktif yang biasa dalam penguat transistor adalah
transistor persimpangan dwikutub (BJTs) dan semikonduktor oksida logam kesan medan
transistor (MOSFETs).
Aplikasi adalah pelbagai,antara contoh-contoh yang biasa adalah penguat audio dalam stereo
rumah atau sistem PA, penjanaan kuasa tinggi RF untuk peranti-peranti semikonduktor, untuk
RF dan aplikasi Microwave seperti radio penghantar.
Transistor pangkal penguat boleh dicapai menggunakan tatarajah yang pelbagai:
sebagai contoh dengan satu transistor simpang dwikutub kita boleh melihat tapak sepunya,
pengumpul sepunya atau penguat pemancar sepunya; menggunakan satu MOSFET kita boleh
nelihat get yang biasa, punca biasa atau salur sepunya penguat. Setiap tatarajah mempunyai
karakteristik berbeza (gandaan, galangan...).
PENGUAT OPERASI ( Op-amps )
Artikel utama: penguat operasi dan penguat peralatan
Satu penguat operasi adalah satu litar penguat dengan gandaan gelung terbuka sangat
tinggi dan input pembezaan yang menggaji maklum balas luaran untuk kawalan bagi fungsi
perpindahannya atau gandaan. Walaupun tempoh ada sekarang biasanya digunakan ke atas
litar-litar bersepadureka bentuk asal penguat beroperasi telah dilaksana dengan
injap-injap.
PENGUAT PEMBEZAAN SPENUHNYA ( FDA )
Rencana utama: Penguat pembezaan sepenuhnya
Satu penguat pembezaan sepenuhnya adalah satu keadaan litar pejal bersepadu
penguat yang menggaji maklum balas luaran untuk kawalan bagi fungsi perpindahannya atau
gandaan. Ia menyerupai penguat operasi tetapi ia juga mempunyai pin out yang berbeza.
PENGUAT VIDEO
Ini berkaitan dengan isyarat-isyarat video dan mempunyai bandwidths yang berbeza
bergantung pada sama ada isyarat video itu adalah untuk SDTV, EDTV, HDTV 720p atau 1080i
/ p etc..
Spesifikasi bandwith itu sendiri bergantung pada jenis apa turas yang digunakan dan
titik yang mana (-1 dB atau -3 dB sebagai contoh) bandwith diukur. Keperluan-keperluan
tertentu untuk sambutan langkah dan lanjakan adalah perlu untuk tujuan penerimaan imej-imej
TV supaya boleh dipersembahkan.
PENGUAT OSILOSKOP TEGAK
Ini digunakan untuk dikaitkan dengan isyarat-isyarat video untuk menjalankan satu paparan tiub
Osiloskop dan boleh mencapai bandwith kira-kira 500 MHz. Spesifikasi pada sambutan langkah,
kenaikan masa, kelanjakan dan penyimpangan boleh membuat reka bentuk penguat ini sangat
sukar. Satu daripada perintis dalam bandwith tahap tinggi penguat tegak adalah syarikat
Tektronix.
PENGUAT AGIHAN
Rencana utama: Penguat agihan
Ini menggunakan jalur penghantaran untuk dalam tempoh sementara memecahkan isyarat dan
menguatkan setiap portion berasingan dengan tujuan untuk mencapai bandwith yang lebih tinggi
daripada yang boleh diperolehi daripada satu peranti penguatan. Output bagi setiap satu tahap
digabungkan dalam output jalur penghantaran. Jenis penguat ini adalah biasanya digunakan pada
osiloskop sebagai penguat tegak yang akhir. Jalur penghantaran biasanya ditempatkan dalam tiub
paparan sampul kaca.
PENGUAT GELOMBANG MIKRO
PENGUAT TIUB GELOMBANG BERGERAK ( TWT )
Rencana utama: Menjelajah gelombang tiub
Digunakan untuk penguatan kuasa tinggi pada frekuensi-frekuensi gelombang mikro rendah.
Penguat jenis ini lazimnya boleh menguatkan merentasi satu spektrum luas frekuensi-frekuensi;
bagaimanapun, penguat jenis ini biasanya bukanlah boleh tala seperti klystrons.
KLYSTRONS
Rencana utama: Klistron
Sangat menyerupai penguat TWT, tetapi lebih berkuasa dan dengan satu frekuensi
khusus "ruang manis". Mereka umumnya adalah juga lebih berat lagi daripada
penguat TWT, dan adalah kerana itu ill-suited untuk aplikasi-aplikasi mobil
ringan. Klystrons adalah boleh tala, menawarkan output yang terpilih dalam julat spesikisasi
frekuensi mereka.
PENGUAT ALAT MUZIK ( AUDIO )
Artikel utama: penguat alatan dan penguat audio
Satu penguat audio biasanya digunakan untuk menguatkan isyarat-isyarat seperti muzik
atau ucapan.
JENIS PENGUATAN LAIN
MIKROFON KARBON
Satu daripada alatan pertama yang sudah biasa menguatkan isyarat-isyarat adalah mikrofon
karbon (dengan berkesan satu bunyi terkawal perintang boleh ubah). Dengan penyaluran satu
arus elektrik besar melalui karbon yang mampat butiran dalam mikrofon, satu isyarat bunyi kecil
boleh mengeluarkan satu isyarat elektrik yang lebih besar lagi. Mikrofon karbon adalah sangat
penting dalam telekomunikasi awal; telefon analog sebenarnya berfungsi tanpa menggunakan
mana-mana penguat lain. Sebelum penciptaan penguat-penguat elektronik, mekanik mikrofon
karbon juga digunakan sebagai penguat dalam telefon pengulang untuk perkhidmatan jarak jauh.
PENGUAT BERMAGNET
Penguat bermagnet adalah satu transformer seperti peranti yang menggunakan penepuan bahan-
bahan magnetik untuk menghasilkan penguatan. Ia adalah penguat elektrik bukan elektronik
dengan tiada bahagian gerakan. Bandwith bagi penguat magnetik diperluaskan kepada
ratusan kilohertz.
PENGUAT JENTERA ELEKTRIK BERPUTAR
Pengawal Ward Leonard adalah satu buah mesin berputar seperti sebuah penjana elektrik yang
menyediakan penguatan bagi isyarat-isyarat elektrik daripada penukaran tenaga mekanik kepada
tenaga elektrik. Perubahan dalam penjana arus medan mengakibatkan perubahan yang lebih
besar dalam arus keluaran bagi penjana, menambah aliran. Peranti kelas ini digunakan untuk
kawalan rata motor besar, terutamanya untuk lif-lif dan senapang-senapang tentera laut.
PENGUAT KESAN JOHNSEN RAHBEK
Bentuk terawal penguat kuasa audio adalah Edison "electromotograph" “loud-speaking”telefon,
yang menggunakan silinder kapur berputar yang dibasahkan dengan mengenakannya pada satu
hubungan pegun. Geseran antara silinder dan hubungan yang berbagai-bagai dengan arus,
menghasilkan arus. Edison menemui kesan ini pada 1874, tetapi teori di sebalik kesan Johnsen
Rahbek tidak difahami sehingga era semikonduktor .
PENGUAT MEKANIKAL
Penguat mekanikal telah digunakan sebelum era elektronik dalam pra-elektronik khusus. Unit
awal alat pandu-automatik direka oleh Elmer Ambrose Sperry menggabungkan sebuah
penguat mekanikal menggunakan tali pinggang bersalut sekitar gendang-gendang berputar;
sedikit peningkatan dalam ketegangan pada tali pinggang menyebabkan tong menggerakkan tali
pinggang. Sepasang, penyanggahan set daripada gerakan itu menghasilkan sebuah
penguat tunggal. Ini menguatkan kesilapan-kesilapan giro kepada isyarat yang cukup
besar untuk menggerakkan permukaan pengawal pesawat. Satu mekanisme serupa telah
digunakan dalam Vannevar Bush pembezaan penganalisis.
PENGUAT OPTIK
Penguat optik menguatkan cahaya melalui proses pemancaran terangsang. Rujuk Laser dan
Maser.
JENIS-JENIS PELBAGAI
* Terdapat juga mekanikal amplifier-amplifier, seperti servo automotif digunakan dalam membrek.
* Relay boleh dirangkumkan di bawah takrif di atas bagi penguat, walaupun fungsi
perpindahan mereka bukan lurus (iaitu, mereka sama ada terbuka atau tertutup).
* Juga manifestasi sebenar mekanikal daripada penguat digital sebegitu boleh dibina
(untuk teoretis, tujuan-tujuan didactical, atau untuk hiburan), rujuk e.g. komputer domino.
* Satu lagi jenis bagi penguat adalah penguat bendaliran, berdasarkan ‘fluidic triode’.
LIHAT JUGA
* Pengecil (elektronik)
* Penguat elektronik
* Penguat maklumbalas negatif
* Penguat alatan
* Penguat bisingan rendah
* Prapenguat
* Sambutan langkah
RUJUKAN
1.^ Verhoeven CJM, van Staveren A, Monna GLE, Kouwenhoven MHL and Yildiz E (2003). Structured electronic design: negative feedback amplifiers. Boston/Dordrecht: Kluwer Academic. pp. 10. ISBN 1-4020-7590-1. http://worldcat.org/isbn/1-4020-7590-1.
2.^ Robert S. Symons (1998). "Tubes: Still vital after all these years". IEEE Spectrum 35 (4): 52–63. doi:10.1109/6.666962.
3.^ OTB - Below 535, A Historical Review of Continuous Wave Radio Frequency Power Generators
| |||