Kwalifikacja: ELM.05 - Eksploatacja urządzeń elektronicznych
Zawód: Technik elektronik
Ostatnie dwa stopnie wzmacniacza trójstopniowego mają takie samo wzmocnienie napięciowe wynoszące 20 dB. Jakie powinno być wzmocnienie napięciowe pierwszego stopnia, aby całkowite wzmocnienie napięciowe wynosiło KU = 60 dB?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Aby obliczyć wzmocnienie napięciowe stopnia pierwszego w wzmacniaczu trójstopniowym, musimy zrozumieć, jak sumuje się wzmocnienia poszczególnych stopni. Wzmacniacz trójstopniowy ma łącznie trzy stopnie, przy czym dwa ostatnie mają wzmocnienie 20 dB każdy. Wzmocnienie w dB można przeliczyć na współczynnik napięciowy, stosując wzór: K<sub>U</sub> = 20 * log10(U<sub>out</sub>/U<sub>in</sub>). W przypadku 20 dB, przeliczając na wartość napięciową, otrzymujemy K<sub>U</sub> = 10, czyli każde z tych stopni wzmacnia napięcie 10 razy. Łączne wzmocnienie z dwóch ostatnich stopni wynosi więc 20 dB + 20 dB = 40 dB. Aby uzyskać całkowite wzmocnienie 60 dB, pierwszy stopień musi więc dodać brakujące 20 dB. Przeliczając 20 dB na współczynnik napięciowy, dowiadujemy się, że K<sub>U</sub> = 10, co oznacza, że wzmocnienie pierwszego stopnia powinno wynosić 10 V/V. Przykład zastosowania tej wiedzy znajdziemy w projektowaniu wzmacniaczy audio, gdzie zrozumienie i kontrola wzmocnienia na każdym etapie obiegu sygnału jest kluczowe dla jakości dźwięku.
Błędy w rozumieniu wzmacniaczy często wynikają z nieprawidłowego przeliczania wartości dB na współczynniki napięciowe. Na przykład, przy wzmocnieniu 60 dB, wiele osób może myśleć, że wystarczy dodać 60 wzmocnień 1 V/V, co jest błędnym podejściem. Wzmacniacze pracują w sposób logarytmiczny, a nie liniowy, co oznacza, że małe zmiany w dB prowadzą do dużych różnic w rzeczywistych wartościach napięcia. W przypadku opcji 2 V/V, ktoś mógłby błędnie założyć, że te wzmocnienie może być wystarczające, jednak przeliczenie na dB pokazuje, że to zaledwie 6 dB, co w kontekście wymaganego 60 dB jest znacznie niewystarczające. Podobnie, wzmocnienia 1 V/V i 5 V/V także są niewłaściwe ze względu na zbyt niskie wartości, które odpowiadają jeszcze mniejszym wzmocnieniom dB. Użytkownicy często zapominają, że sumowanie wzmocnień w dB wymaga dodawania wartości logarytmicznych, a nie liniowych, co prowadzi do błędnych wniosków o wymaganym wzmocnieniu pierwszego stopnia. Kluczowe jest zrozumienie, że każdy stopień wzmacniacza powinien być projektowany z myślą o całkowitym wzmocnieniu w systemie, a nie tylko o pojedynczych wartościach.