증폭기는 신호의 강도를 높이는 전자 회로입니다. 단순한 단일 트랜지스터 회로에서 정교한 디지털 시스템에 이르기까지 수백 가지 증폭기 설계가 존재합니다. 전력 증폭기와 전압 증폭기는 서로 다른 방식으로 신호를 강화하는 두 가지 설계를 나타냅니다. 전압과 전력의 차이와 해당 응용 분야를 이해하면 프로젝트에 적합한 증폭기 유형을 선택하는 데 도움이됩니다.
전압 및 전력
회로의 전압은 전선과 구성 요소를 통해 흐르는 전하 뒤에있는 에너지입니다. 볼트는 전압의 표준 단위로, 1 옴의 저항에 걸친 전위 에너지 차이로 정의되며 1 암페어의 전류 흐름을 생성합니다. 에너지가 클수록 전압이 높아집니다. 전압에 전류를 곱하면 회로의 전력이 얻어지며, 이는 와트로 표현됩니다. 1 와트는 1 볼트 x 1 암페어입니다. 전력은 회로가 에너지를 전달하는 속도로, 더 많은 전압과 전류를 처리하는 회로는 더 많은 전력을 생산합니다.
증폭기 개념
증폭기는 입력 신호에 의해 제어되는 밸브라고 생각할 수 있습니다. 신호 파동의 곡선이 증가하면 독립적 인 전압 공급 장치에 연결된 밸브가 열리고 더 많은 전압이 출력으로 전달됩니다. 파동이 감소하면 밸브가 닫히고 출력에 더 적은 전압이 표시됩니다. 출력은 비례 적으로 더 크지 만 입력의 미러 이미지입니다. 증폭기를 사용하여 약한 입력 신호의 전압 또는 전력을 증가시킵니다. 신호의 전력이 약하면 파워 앰프를 사용합니다. 전압이 작 으면 전압 증폭기를 곱합니다.
전력, 효율성 및 열
100 % 효율적인 회로는 없기 때문에 증폭기는 전력의 일부를 열로 낭비합니다. 다양한 증폭기 설계의 효율성은 약 20 %에서 90 % 이상까지 다양합니다. 100 와트를 소비하는 80 % 효율의 증폭기는 열로 20 와트를 낭비합니다. 전압 증폭기에도이 문제가 있지만 전력 증폭기에서는 더 큰 문제입니다. 파워 앰프는 강력한 구성 요소, 냉각 팬 및 기타 전략을 사용하여 과열을 방지합니다.
구성품
몇 개의 저항과 커패시터가 결합 된 트랜지스터는 단순한 증폭기 역할을합니다. 일부 회로는 전력 또는 전압 증폭을 위해 진공관을 사용합니다. 연산 증폭기 또는 연산 증폭기는 우수한 전압 증폭기를 만드는 집적 회로입니다. 그러나 좋은 파워 앰프가 되기에는 너무 작습니다. 전력 증폭기는 대형 트랜지스터 및 기타 구성 요소를 사용하여 연소하지 않고 추가 열을 처리합니다. 파워 트랜지스터는 장치에서 열을 전도하는 무거운 금속 케이스로 제공됩니다. 전압 증폭기는 실온에서 작동하는 더 작은 플라스틱 트랜지스터를 사용합니다.
이득
모든 증폭기는 일정량의 이득 또는 증폭 계수를 제공합니다. 예를 들어, 이득이 100 인 전압 증폭기는 10 밀리 볼트 입력에 대해 1 볼트 출력을 생성합니다. 게인은 데시벨 또는 dB로도 측정됩니다. 데시벨 등급은 이득 계수의 공통 로그에 10을 곱한 것입니다. 공통 로그 100은 2입니다. 10을 곱하면 20dB가됩니다. 전력 증폭기에도 이득이 있지만 설계자는 일반적으로 최대 출력 와트로 평가합니다. 여기에서 "제곱 평균 제곱근"또는 RMS 등급은 가장 보수적 인 값이며 평균과 피크가 그 뒤를 따릅니다. RMS 등급은 몇 분 동안 앰프의 출력에 대한 명확한 아이디어를 제공합니다. 최고 등급은 순간적인 능력의 척도입니다.
응용
대부분의 파워 앰프는 스피커를 편안한 청취 수준으로 구동하는 데 전력이 필요하므로 스피커와 헤드폰을 구동합니다. 라디오 송신기는 또한 파워 앰프를 사용하여 강력한 신호를 방송 안테나에 전달합니다. 전압 증폭기는 매우 약한 신호를 증가시키는 데 가장 적합합니다. 스피커를 구동 할 충분한 전력이 없습니다. 휴대폰에는 두 개의 증폭기가 있습니다. 하나는 셀룰러 무선 신호를 수신하는 전압 증폭기이고 다른 하나는 전화기의 스피커를 구동하는 전력 증폭기입니다. 스테레오 수신기에도 같은 이유로 두 개의 증폭기가 있습니다.
