Az elektronika , erősítés az a képesség, amely az eszköz, hogy növelje az erejét a jel. A nyereség általában kifejezi az átviteli együttható eszköz a decibel .
Beszélünk antennaerősítésről is , hogy kifejezzük azt a képességet, hogy egy adott irányban többet továbbítsunk, mint egy referenciaantenna.
Egy általános meghatározás szerint a nyereség az
Az erősítésnek az amplifikáció mértékének, az áramkör által nyújtott előny összefoglaló meghatározásának több implicit feltétele van.
Erő Nem beszélünk a transzformátor feszültségnövekedéséről , mert a teljesítmény nem változik a bemenet és a kimenet között. A jelfeldolgozás területén meghatározzuk azt a nagyságot, amely változik a jel előállításához. Egy elektronikus erősítőben ez leggyakrabban a feszültség . Bizonyos esetekben, mint egy követő erősítő vagy az utolsó szakaszában egy audio erősítő , a feszültség nem változik a bemenet és a kimenet, de a kör képes biztosítani a nagyobb áram. Az erősítés minden esetben a jel teljesítményének egy adott terhelésen belüli növekedésének arányára utal , ami kényelmessé és következetesé teszi decibelben történő kifejezést . A jel integritása A kimeneti jelnek meg kell egyeznie a legközelebbi teljesítménnyel a bemeneti jelrel. Az erősítést egy olyan tartományban számolják vagy mérik, ahol az áramkör lineáris és invariáns az idő múlásával, így bármikor a kimeneti jel amplitúdóját úgy kapják meg, hogy a bemenő amplitúdót megszorozzuk együtthatóval. A bemeneti és a kimeneti mennyiségeknek nem kell azonosnak lenniük. Frekvencia Bármely elektronikus áramkörnek van frekvencia működési tartománya . Az erősítést egy szinuszos jelre adják meg, méri vagy számítják ki . Ha csak egy frekvenciaértéket veszünk figyelembe, akkor azt a hágósáv határainak geometriai közepéhez közel választjuk meg .Ezek a megfontolások a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság szintetikus meghatározásához vezetnek :
nyereség , egy időben invariáns lineáris rendszerhez, amelynek szinuszos bemeneti változója a kimeneti változó állandó állapotában van, a kimeneti változó amplitúdójának és a megadott impulzusnak megfelelő bemeneti változó amplitúdójának aránya.
Ha a bemenet és a kimenet nagysága megegyezik, akkor az erősítést úgy számolják, hogy a kimeneti jel amplitúdóját elosztjuk a bemeneti jel amplitúdójával. Teljes kifejezése a jel vagy impulzusának frekvenciáját és a torzítás határértékét jelzi .
Példa a nyereség teljes kifejezésére:Feszültségerősítés: 32 dB 1 KHz-en 10 kΩ terhelés mellett , teljes harmonikus torzítás <0,1% .
Az elektromos vagy elektronikus áramkör egyik elemét gyakran kvadrupol formájában indokolják . Az erősítés fogalmát legkönnyebben az erősítő kvadrupól modelljéből lehet kialakítani. Ebben a modellben az erősítő egy feszültséggenerátorral és egy kimeneti impedanciával társított bemeneti impedanciára csökken. Definíció szerint a generátor V feszültséget állít elő, amely megegyezik a bemenetével, V e , szorozva egy együtthatóval, az „átviteli hányadossal” .
A bemeneti és kimeneti mennyiségek az áramkör külső elemeitől függenek; de ha az elemek, a forrás és az erősítő kimeneti impedanciái alacsonyak a megfelelő bemeneti impedanciákhoz képest , akkor a feszültségerősítés , a kvadrupól kapcsai feszültségeinek V s / V e aránya minden gyakorlati szempontból hányados.
Mi lehet átalakítani a feszültség generátor egy áramfejlesztő, a kimeneti ellenállást párhuzamosan, és nem ugyanazt a bemeneti áram és a kimeneti áram.
Mivel a feszültség és az áram mezőnagyságok, amelyek négyzetre vannak számítva a teljesítmény kiszámításakor, a feszültség vagy az áram erősítésének decibelben kifejezett értéke az e mennyiségek arányának tizedes logaritmusának a 20-szorosa.
A nyereséget általában decibelben fejezik ki , egy logaritmikus egységet, amelynek célja a távvezeték vagy áramkör- sorozat áramátadásának kiszámítása . Ahelyett, hogy minden egyes lépésnél megszorozzuk a jel amplitúdóját egy együtthatóval, hozzáadjuk az erősítés és a csillapítás negatív értékeinek összegét .
Az áramkör G teljesítménynövekedését a következőképpen határozzuk meg:
A P e és P s rendre a bemeneti és kimeneti teljesítmény.
Az Ohm-törvény lehetővé teszi a fenti képlet átírását az áramkör és az R s terhelési ellenállás V e és V s bemeneti és kimeneti feszültsége, valamint R e bemeneti ellenállása szerint .
Ha az áramkör impedanciájában megegyezik ( R s = R e ), akkor ez a kifejezés a következõvé válik:
vagy végül:
Ezt a képletet használják egy áramkör feszültségerősítésének kiszámítására. Az érvelés megegyezik az áram erősödésével. Azokban az áramkörökben, ahol a bemeneti impedancia egyenlő a kimeneti impedanciával, a három erősítés áramban, feszültségben és teljesítményben megegyezik.
Az áramkör minősítéséhez gyakran magas vagy alacsony erősítésről beszélünk. Az "erős nyereség" azt jelenti, hogy sokkal nagyobb kimeneti értékünk lesz, mint a bemenet; az "alacsony erősítés" a bemeneti értékkel megegyező nagyságrendű kimeneti értéket jelent.
Önmagában használva a "nyereség" kifejezés nem egyértelmű. Meg kell adni, hogy feszültség, áram vagy teljesítmény erősítésről van-e szó.
Ha a bemeneti és kimeneti mennyiségek nem azonosak egy áram bemenettel és egy feszültség kimenettel vagy fordítva, vagy a rendszer reaktív elemekkel rendelkezik , az erősítés fogalma megmutatja annak határait. Ezután meghatározzuk az átviteli függvényt .
A nyereség fogalma szorosan kapcsolódik a csillapításhoz és a decibelhez . A telefonálás során merült fel , amikor az 1920-as évek elején az elektronikus ismétlőerősítők lehetővé tették a kábelben lévő jel gyengülésének kompenzálását. Az erősítőt a kábel hossza mérföldben jelöli, amelynek hatása elhárul. Azt mondjuk, hogy "a telefon nyelvétől függően az erősítőnek körülbelül 20 mérföld erősítést kell adnia a szabványos kábelről" . Az erő, amely az erősítő biztosít erősítés a tartomány az átvitel. A decibel , amelyet a könnyű számítás és nem a kábel jellemzői határoznak meg , a következő években majdnem azonos értékű msc-t ( standard mérföld mérföld ) váltja fel .
Használata a irányított antenna növeli a tartományban átviteli a fő irányban ugyanolyan teljes kisugárzott teljesítmény. Az arány, kifejezett decibelben , a referencia antenna és egy adott antennával nevezzük antenna nyereség .
A bipoláris tranzisztor erősítése egyrészt a kollektorában áramló áram, másrészt a bázisában áramló áram aránya, úgynevezett lineáris módban (telítetlen). Ezt az erősítést gyakran β betűvel, vagy h h FE vagy h 21 hibrid paraméterrel jelölik ; egyenáram- áteresztésnek is nevezik .
Az erősítés a tranzisztor felépítésétől függ. A kollektor áramától, az emitter-kollektor feszültségétől, a jel frekvenciájától és hőmérsékletétől függően változik. A nyereség jelentősen változhat ugyanazon a tételen belül.
Azt a frekvenciát, amelynél az erősítés egyenlő 1-vel, átmeneti frekvenciának nevezzük , vagyis azt a frekvenciát, amelyen túl a tranzisztor már nem erősít.
Általában a teljesítménytranzisztorok alacsonyabb erősítésűek, mint az alacsony jelű tranzisztorok. Egy Darlington-tranzisztor nagyobb erősítéssel rendelkezik. A bipoláris tranzisztor erősítése általában 50 és 300 között van.