สวัสดี

ยินดีต้อนรับคุณ, บุคคลทั่วไป กรุณา เข้าสู่ระบบ หรือ ลงทะเบียน

ผู้เขียน หัวข้อ: คุณภาพของตัวขยายขึ้นอยู่กับลักษณะสมบัติ  (อ่าน 2222 ครั้ง)

Admin
  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • กระทู้: 1088
    • ดูรายละเอียด
ตัวขยายสัญญาณ

ตัวขยายสัญญาณ หรือ วงจรขยายสัญญาณ (อังกฤษ: Electronic Amplifier or Amplifier) หรือเรียกสั้นๆว่า Amp เป็นอุปกรณ์หรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ช่วยเพิ่มขนาดหรือกำลังของสัญญาณ โดยการใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟและการควบคุมสัญญาณเอาต์พุทให้มีรูปร่างเหมือนสัญญาณอินพุท แต่มีขนาดใหญ่กว่า ในความหมายนี้ ตัวขยายสัญญาณทำการกล้ำสัญญาณ (อังกฤษ: modulate) เอาต์พุทของแหล่งจ่ายไฟ

ตัวขยายอิเล็กทรอนิกส์มี 4 ประเภทพื้นฐานได้แก่ ตัวขยายแรงดัน, ตัวขยายกระแส, ตัวขยาย transconductance และตัวขยาย transresistance ความแตกต่างอยู่ที่สัญญาณเอาต์พุตจะแทนความหมายของสัญญาณอินพุทแบบเชิงเส้นหรือแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล ตัวขยายสัญญาณยังสามารถถูกแยกประเภทโดยการแทนที่ทางกายภาพในขบวนของสัญญาณด้วย[1]

ในบทความนี้ ตัวขยายสัญญาณหมายถึงอุปกรณ์เช่นทรานซิสเตอร์, หลอดสูญญากาศ ฯลฯ วงจรขยายสัญญาณหมายถึงอุปกรณ์ขยายสัญญาณหรือชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆที่ขยายสัญญาณ

คุณสมบัติ

คุณภาพของตัวขยายขึ้นอยู่กับลักษณะสมบัติดังต่อไปนี้:

- Gain คืออัตราส่วนระหว่างขนาดของสัญญาณที่เอาต์พุตกับสัญญาณที่อินพุท
- แบนด์วิดธ์ คือความกว้างของช่วงความถี่ที่ใช้งานได้
- ประสิทธิภาพ หมายถึงอัตราส่วนระหว่างกำลังของการส่งออกและการบริโภคพลังงานทั้งหมด
- ความเป็นเชิงเส้น หมายถึงระดับของสัดส่วนระหว่าง input และ output ที่เพิ่มหรือลดอย่างตรงไปตรงมา
- Noise หมายถึงการวัดการรบกวนที่ไม่พึงประสงค์ที่ผสมเข้าไปในเอาต์พุต
- ช่วงไดนามิกของเอาต์พุต หมายถึงอัตราส่วนของสัญญาณเอาต์พุตที่ใหญ่ที่สุดและที่เล็กที่สุด
- Slew rate หมายถึงอัตราสูงสุดของการเปลี่ยนแปลงของเอาต์พุต
- Rise time, settling time, ringing และ overshoot ที่บอกลักษณะการตอบสนองเป็นขั้นตอน
- เสถียรภาพ หมายถึงความสามารถในการหลีกเลี่ยงความผันผวนตนเอง

ประเภทตัวขยาย

ตัวขยายมีความหมายตามคุณสมบัติของ input และ output[2]. ซึ่งมีบางชนิดของเกนหรือปัจจัยการคูณที่เชื่อมโยงขนาดของสัญญาณเอาต์พุตกับสัญญาณอินพุท เกนอาจจะระบุเป็นอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตกับอินพุท(เกนแรงดัน), กำลังที่ออกกับกำลังที่เข้า(เกนกำลัง) หรือผสมกันของทั้งกระแส, แรงดันและกำลัง ในหลายกรณีที่ input และ output มีหน่วยเดียวกัน เกนจึงไม่มีหน่วย (มักแสดงในหน่วยเดซิเบล) แต่บางเกนก็มีหน่วย ตัวอย่างเช่น ตัวขยายแบบ transconductance เกนมีหน่วยเป็น conductance (กระแสเอาต์พุตต่อแรงดันอินพุท)

เครื่องขยายเสียงมีสี่ประเภทพื้นฐาน[3] ดังนี้ :

- แอมป์แรงดันไฟฟ้า - นี้เป็นชนิดที่พบมากที่สุด แรงดันไฟฟ้าที่ถูกป้อนเข้าจะถูกขยายให้ได้แรงดันเอาต์พุตที่มีขนาดใหญ่ขึ้น อินพุตอิมพีแดนซ์ของตัวขยายจะสูงและเอาต์พุตอิมพีแดนซ์จะต่ำ
- แอมป์กระแส - แอมป์ชนิดนี้เปลี่ยนกระแสอินพุทให้เป็นกระแสเอาต์พุตที่มีขนาดใหญ่กว่า อินพุตอิมพีแดนซ์ของตัวขยายจะต่ำและเอาต์พุตอิมพีแดนซ์จะสูง
- แอมป์ transconductance - แอมป์นี้ตอบสนองต่อแรงดันที่เปลี่ยนแปลงโดยการส่งกระแสที่สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงออกไป
- แอมป์ transresistance - แอมป์นี้ตอบสนองต่อกระแสอินพุทที่เปลี่ยนแปลงโดยการส่งแรงดัน เอาต์พุตที่สัมพันะกับการเปลี่ยนแปลงนั้นออกไป ชื่ออื่นๆสำหรับอุปกรณ์ประเภทนี้คือตัวขยาย transimpedance และตัวแปลงกระแสให้เป็นแรงดันไฟฟ้า(อังกฤษ: current-to-voltage converter)

ในทางปฏิบัติ เกนกำลังของตัวขยายจะขึ้นอยู่กับแหล่งจ่ายไฟและโหลด impedances ที่ถูกใช้เช่นเดียวกับเกนแรงดัน/กระแสโดยธรรมชาติ ในขณะที่ ตัวขยาย RF อาจมี impedances ที่ถูกเลือกค่าที่ดีที่สุดสำหรับการถ่ายโอนกำลัง ตัวขยายเสียงและเครื่องดนตรีทั่วไปจะถูกออกแบบให้มีอินพุทและเอาต์พุต impedances ที่ดีที่สุดสำหรับช่วงที่มีโหลดน้อยและสัญญาณสูงสุด ตัวขยายที่บอกว่ามีเกน 20 dB อาจจะมีเกนแรงดันสิบเท่า และเกนกำลังที่จ่ายโหลดได้มีมากเกินกว่า 20 dB (อัตราส่วนกำลังที่ 100) แต่จะส่งมอบจริงด้วยเกนกำลังที่ต่ำกว่ามาก ยกตัวอย่างเช่น ถ้าอินพุทเป็นไมโครโฟน 600 โอห์มและเอาต์พุตเชื่อมต่อกับอินพุทซ็อกเก็ต 47 kiloโอห์มของเพาเวอร์แอมป์

ในกรณีส่วนใหญ่ ตัวขยายจะเป็นเชิงเส้น นั่นคือ เกนจะคงที่ทุกระดับสัญญาณปกติของอินพุทและเอาต์พุต ถ้าเกนไม่เป็นเชิงเส้น เช่นถูกตัดหัวสัญญาณออก เอาต์พุตก็จะบิดเบี้ยวไป อย่างไรก็ตาม มีบางกรณีที่เกนที่เปลี่ยนแปลงได้จะเป็นประโยชน์

ตัวขยายสัญญาณมีหลายประเภท มีใช้กันทั่วไปใน เครื่องส่งสัญญาณวิทยุและ เครื่องรับโทรทัศน์และ อุปกรณ์สเตอริโอไฮไฟ เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ และ อุปกรณ์ดิจิตอลอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ และ เครื่องขยายเสียง กีตาร์และเครื่องดนตรีอื่น ๆ ส่วนประกอบที่สำคัญ ของตัวขยายสัญญาณจะเป็นอุปกรณ์แอคทีฟเช่น หลอดสุญญากาศหรือทรานซิสเตอร์ ต่อไปนี้ เป็นการแนะนำสั้นๆของตัวขยายสัญญาณด้วยอิเล็กทรอนิกส์หลายประเภท ดังนี้


ติดต่อสอบถาม