Български English [beta]
Здравей, гостенино. (вход, регистрация)
Екип Партньори Ресурси Статистики За контакт
Добави в любимиПредложи статияКонкурсиЗа рекламодатели
Начало
Форум
Към Кратки
Всички статии
 Литература
 Музика
 Филми и анимация
 На малкия екран
 Публицистика
 Популярни
 Кулинария
 Игри
 Спорт
 Творчество
 Други
Ключови думи
Поредици
Бюлетин

Търсене

Сивостен :: Електроакустични устройства. Усилвател (статия) - Акустика, Физика, Електроакустични устройства, Усилватели
Електроакустични устройства. Усилвател

Поредици: Електроакустични устройства

Автор: Иван Ж. Атанасов, сряда, 25 февруари 2009.

Публикувано в Статии :: Популярни; Предложи Гледна точка

Намали размера на шрифтаУвеличи размера на шрифта

Звукът сам по себе си е интересно явление. Нещо вибрира и кара частиците във въздуха да го правят. Те пък предават на съседа и така нататък докато някой го чуе. Или пък не. Но в крайна сметка няма да обсъждаме философския въпрос дали падащото дърво издава звук, ако няма кой да го чуе. Дори няма да обясняваме как звукът, попаднал в ухото, се превръща в електрически сигнал, за да го регистрира мозъка. Ще се поинтересуваме от други електрически сигнали – уловени от дадено електроакустично устройство, като микрофона и записани като дупчици, като битове, или като подредба на магнитни полета върху лента. И още по-точно – ще видим как те стават пак на звук.

Финалната стъпка вече разгледахме, тя се нарича високоговорител. Но замислете се – как един слабичък сигнал, произведен например от главата на касетофона преминала над магнитната лента, задвижва голямо парче картон в говорителя? Ако трябваше всичко да е толкова директно, то записът щеше да е загубен, защото трудно бихме могли да завъртим „волумето на мах” и да покуфеем, поне докато идните поколения не изобретят усилвателя. За щастие, човек понякога е изключително логичен в изобретенията си, и те доста често идват в необходимата комбинация. Но как работят?

Да опишем общата картина. Трептението се улавя от микрофона, който го преобразува в електрически импулс, който от своя страна бива записан в някакъв вид. За да регистрира максимално точно звука обаче, се иналага микрофонът да бъде доста чувствителен, което естествено значи, че диафрагмата му е малка и се движи на малко разстояние - и по пътя на логиката се получава слаб сигнал. Дори да не бъде записван, той директно не може да задвижи високоговорител. Ако бъде записан, пък, при възпроизвеждането отново се превръща в електричество. Както казахме при нашия пример с главата на касетофона – то отново е прекалено слабо, за да повлияе на високоговорителя, така че се налага да бъде усилено. Ето защо една аудио система се съставлява основно от транслатори - от един сигнал на друг - и усилватели.

Защо използваме множествено число? Защото, макар за повечето части на процеса силата да е достатъчна, за възпроизвеждането тя не само не е, но често е прекалено малка, за да задвижи адекватно усилвател с необходимата изходна мощност. Така че нерядко се използва цяла система от предусилватели, докато достигне необходимата стойност. Но всъщност мощността не е единственото важно нещо в случая – трябва да получим максимално близка до първоначалният сигнал изходна крива.

Всъщност е погрешно да се твърди, че усилвателят усилва сигнала. В действителност той генерира изцяло нов такъв. Или с други думи имаме две отделни вериги – на входящия и изходящия. Втората е генерирана от електрическия източник, който се използва. Ако той е променливотоков е важно първо тока да бъде изправен. Това е така, защото използването на променливо напрежение е неприемливо заради собствената му честотност. Освен това е важно правотоковото напрежение да е абсолютно „равно”, без каквито и да било флуктуации или прекъсвания. Така генерираният изходен сигнал се подава или на следващия усилвател, или директно към високоговорителя, в случаите когато се използва система само от един.

Входящата верига пък носи съответно именно онзи сигнал, който искаме да усилим. Неговият товар модифицира изходния вариант. Това става чрез прилагане на променливо съпротивление към изходящата верига, с цел да се пресъздадат вариациите във волтажа на оригиналния сигнал. Ако входящият обаче е прекалено слаб, това няма как да стане. Именно заради това имаме минимална стойност на входа и максимална на изхода. Което вече обяснява напълно защо се използват системи от няколко усилвателя.

Тук е моментът да споменем, че различаваме два вида усилватели - лампови и транзисторни. Вторите се делят на два подвида – с биполярни транзистори или такива с полеви транзистори. Като качество на звука се счита, че най-добри са ламповите. Липсата на рязко ограничение на сигнала при тях, както и големият запас от импулсна мощност и по-високата детайлност на лампите дават много по-мощен и плътен звук, отколкото при няколко пъти по-мощни транзисторни стъпала.

Но нека кажем няколко думи за по-масовия случай – този с употребата на транзистори. Транзисторите са полупроводници. Изработени са от лош проводник, като например силикон, в който са добавени атоми на друг материал. В силикона почти нямаме свободни електрони, които да провеждат електричество. Добавените атоми променят този баланс, като или добавят електрони или създават „дупки”, където те могат да отидат. И така електрическия ток „мести” електроните от дупка на дупка. Имаме N и P полупроводници, първите имат допълнителни електрони, които както знаем имат отрицателен заряд. Всъщност от там идва и буквата, с която ги обозначаваме. Вторите пък имат повече дупки, съответно положителен заряд и отново обозначението идва от там.

Какво представлява един биполярен транзистор. Той са съставен от три части – два N-полупроводника, а между тях - един Р-полупроводник, които съответно наричаме емитер, колектор и база. Изходната верига се закача за емитера и колектора, а входната – за емитера и базата. Вътре се случва следното: свободните електрони съвсем естествено се стремят да запълнят дупките и тъй като броят им е значително по-голям, те бързо биват заети. Това значи, че в зоната на досег между двата типа полупроводник на практика материала се превръща в изходния – без излишни дупки или електрони, и съответно става изолационен материал. Когато тези зони станат големи, дори при много силно подадено електричество токът не може да се движи между емитера и колектора.

Съответно получихме от полупроводник - резистор. Човек съвсем естествено си задава въпроса - тогава защо използваме транзистори. Отговорът е - подавайки ток на базата, която има относително положителен заряд, се привличат електроните. Това намалява зоните на изчерпване на заряда и тока отново може да потече. Казахме, че входящата верига е свързана към базата, значи промяната на товара там контролира проводимостта на транзистора. Което всъщност е точно това, което искахме да получим - модулация на изходния сигнал, който тече от емитера към колектора.

Един транзистор формира едно стъпало на усилвателя. Обикновено има няколко такива стъпала. В някои случаи изходният сигнал е от порядъка на части от вата, в други могат да са стотици ватове. А например при онези усилватели, които се използват на концерти, изискваната сила на звука води до огромна мощност на говорителите, и се достигат дори киловати на изхода.

Естествено в един усилвател има далеч повече неща от няколко транзистора. Също така, качеството на звука зависи от множество елементи, конструкция, използвани материали и т.н. А и казахме, че в крайна сметка не ни интересува само колко силен сигнал ще получим, а и доколко той ще е вярна репрезентация на това, което микрофонът е уловил и превърнал в електричество. Но основният принцип винаги е един и същ, така че се надяваме, че следващият път, когато завъртите копчето, няма да се чудите как тези малки дупчици по DVD-то се превръщат в мощен звук.






Допадна ли ви този материал? (10) (1) 5403 прочит(а)

 Добави коментар 
Ако сте регистрирани във форума можете да коментирате и тук

Име:
Текст:
Код:        

 Покажи/скрий коментарите (2) 



AdSense
Нови Кратки @ Сивостен


Реклама


Подобни статии

Случаен избор


Сивостен, v.5.3.0b
© Сивостен, 2003-2011, Всички права запазени
Препечатването на материали е нежелателно. Ако имате интерес към някои от материалите,
собственост на сп. "Сивостен" и неговите автори, моля, свържете се с редакционната колегия.