مضخم الجهد: الدائرة، كسب الجهد، مقابل مضخم الطاقة وتطبيقاته

مكبر الصوت هو جهاز إلكتروني يستخدم لزيادة التيار أو الجهد (أو) قوة الإشارة ويعمل على تحسين قوة الإشارة دون تغيير شكل الإشارة. أصناف مختلفة من مكبرات الصوت تستخدم في الاتصالات اللاسلكية والبث وجميع أنواع المعدات الصوتية. هناك أشكال مختلفة من مكبرات الصوت والتي تتراوح من مضخم التشغيل ومضخمات الإشارة الصغيرة إلى مضخمات الإشارة والطاقة الكبيرة. يتم تصنيف مكبرات الصوت إلى طريقتين على أساس الوظيفة؛ مضخمات الجهد (أو) مضخمات الطاقة . يعتمد تصنيف مكبر الصوت بشكل أساسي على حجم الإشارة وتكوينها المادي وكيفية معالجة إشارة الدخل وهي العلاقة الرئيسية بين إشارة الدخل وإمدادات التيار داخل الحمل. توفر هذه المقالة معلومات موجزة عن أ مضخم الجهد وأعمالهم وتطبيقاتهم.

ما هو مضخم الجهد؟

يُعرف نوع مكبر الصوت الذي يولد جهد خرج أعلى مقارنةً بجهد الإدخال بمضخم الجهد. يتم استخدام هذا المضخم عندما يكون نقل الجهد العالي عبر سلك أطول ضروريًا. يعمل هذا المضخم على تحسين قوة الإشارة الكهربائية دون تغيير طابعها بشكل كبير. تعد هذه العناصر مهمة في مجال الإلكترونيات لتحسين الإشارات الصوتية الأكثر وضوحًا والصور الأكثر وضوحًا وقراءات المستشعر الأكثر دقة.

لا يوفر هذا المضخم طاقة، ولكنه يزيد من مجموع الطاقة القادمة عبر دائرة معينة للحصول على النتيجة المرجوة. بشكل عام، هذه المضخمات ليست مناسبة لتشغيل أجهزة مختلفة مثل المحركات على الرغم من أنها تزيد من مجموع الجهد المتاح للمساعدة في قراءة الإشارات من عناصر التحكم المختلفة.

كسب الجهد

وحدة التضخيم المصممة بشكل أساسي لتعزيز مستوى الجهد لإشارة الدخل المطبقة على مكبر الصوت تسمى مضخم الجهد. يعتمد تصميم هذا المضخم بشكل أساسي على الحصول على أقصى كسب للجهد يمكن تحقيقه. لذا، فإن كسب مكبر الصوت هذا هو نسبة قيمة الإخراج إلى قيمة الإدخال. هذه هي النسبة المكافئة لجهد o/p إلى جهد i/p. يتم إعطاء صيغة مضخم الجهد لكسب الجهد على النحو التالي:

إيقاف = Vout/Vin

تستمد مكبرات الصوت هذه كميات صغيرة جدًا من الطاقة من الحمل المتصل. تُعرف هذه الأنواع من مكبرات الصوت بمضخمات الإشارة الصغيرة لأن حجم الإشارة التي يتم توفيرها كمدخلات صغير للغاية ويتم رفعه من خلال دائرة مكبر الصوت.

دائرة مضخم الجهد

يعد تصميم دائرة مكبر الصوت هذه أمرًا بسيطًا للغاية لأنه يحتاج إلى أساسيات مكونات الكترونية . وتسمى هذه أيضًا بمضخمات فرق الجهد والتي تعمل على تضخيم الفرق داخل الفولتية في الدائرة الإلكترونية. وبالتالي، يمكن قراءة وتحليل جهد الخرج المتغير هذا.

تظهر دائرة مضخم الجهد أعلاه والتي تعمل على تضخيم إشارة جهد الدخل وتوفر إشارة جهد o/p. هذا مكبر الصوت هو مصدر جهد يتم التحكم فيه بالجهد. يجب أن تكون مقاومة الإدخال لمكبر الصوت عالية ومقاومة الخرج منخفضة. من الدائرة أدناه، يمكننا أن نجد أنه إذا كان Rin هو >> Rs فإن Vin هو ≈ Vs إذا كانت مقاومة الحمل 'RL' RL هي >> Rout، إذن؛

فوت ≈ أففين

كسب الجهد Av = Vout/Vin = Vout/Vs

يجب أن يشتمل مكبر الصوت المثالي على مقاومة إدخال لا نهائية ومقاومة إخراج صفر. يعطي هذا مكبر الصوت جهد خرج يتناسب مع جهد الدخل. ثابت التناسب مستقل عن مقادير المصدر ومقاومات الحمل.

الفرق بين مضخم الجهد ومضخم الطاقة

يتم استخدام كل من مضخمات الجهد والطاقة لتعزيز قوة إشارة الدخل. لذلك، يركز مضخم الجهد على تضخيم الجهد حصريًا لكسب الطاقة المهم، بينما يوفر مضخم القدرة مكسبًا كبيرًا للطاقة لقيادة أحمال عالية الطاقة. يتم استخدام كل من مكبرات الصوت هذه في تطبيقات الصوت والترددات اللاسلكية. تتم مناقشة الاختلافات بين هذين مكبري الصوت أدناه.

الفرق بين مضخم التيار ومضخم الجهد

يعد كل من مضخم التيار ومضخم الجهد من الأجهزة الإلكترونية المستخدمة بشكل أساسي لتضخيم الإشارات الكهربائية، إلا أنهما يعملان على مبادئ مختلفة. تمت مناقشة الفرق بين هذين مكبري الصوت أدناه.

التطبيقات/الاستخدامات

ال تطبيقات مضخمات الجهد تشمل ما يلي.

• يتم استخدام هذا لتعزيز سعة الجهد o/p للإشارة.
• هذه هي الأكثر استخداما في الأجهزة الإلكترونية.
• يتم استخدامه في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل؛ اتصالات لاسلكية وبث الإشارات والمعدات الصوتية مثل مكبرات الصوت.
• يتم استخدامه في التطبيقات حيثما نحتاج إلى نقل الإشارة بأقصى جهد عبر سلك طويل.
• تُستخدم مكبرات الصوت هذه في مكبرات الصوت لتضخيم الإشارات الصوتية وكذلك في أجهزة الراديو لتضخيم إشارات الراديو الضعيفة التي يستقبلها الهوائي.
• ويمكن استخدامه كدائرة مطابقة المعاوقة ودائرة التبديل.

وبالتالي، هذه لمحة عامة عن الجهد مكبرات الصوت، الدوائر، العمل والاختلافات وتطبيقاتها. وهذا يعطي إشارة o/p بمستوى متزايد من الجهد عندما يكون دخل هذه إشارة جهد منخفض. يتم استخدام هذا المضخم حيث نحتاج إلى نقل الإشارة بأقصى جهد عبر سلك طويل. وهنا سؤال لك، ما هو مكبر الصوت؟