Versterkingsversterking begrijpen: spanning, stroom en vermogen

De Spanningstersterking

Versterkers zijn ontworpen om de magnitude van een invoersignaal te vergroten. Het vermogen om deze toename te kwantificeren wordt uitgedrukt als de versterking, de verhouding van uitgang tot invoer magnitude. Of je nu vermogen, spanning, of stroom vergelijkt, de versterking is een dimensieloze cijfer dat je vertelt hoeveel keer de invoer is versterkt.

In engineering notatie wordt versterking voorgesteld door de hoofdletter A.

Spanningstersterking berekenen

Overweeg een versterker die een AC-spanningssignaal van 2 V RMS ontvangt en 30 V RMS levert aan zijn uitgang. De spanningstersterking berekent zich als 30 V ÷ 2 V, wat een versterking van 15 oplevert:

Omgekeerd, als een versterker's AC-stroomversterking 3.5 is en het een AC-invoer van 28 mA RMS ontvangt, is de uitgangsstroom 3.5 × 28 mA = 98 mA:

Deze voorbeelden refereren expliciet naar AC-signalen omdat versterkers zich vaak anders gedragen met AC versus DC ingangen. In veel schakelingen is het apparaat geoptimaliseerd om veranderingen of variaties te versterken – dwz, de AC-component – terwijl een constante DC-niveau anders behandeld wordt. Daarom is het essentieel om te identificeren of je met AC of DC werkt bij het berekenen of toepassen van versterking.

Typen Elektrische Versterkingsversterking

Versterkingsversterking kan uitgedrukt worden in termen van spanning, stroom, of vermogen, en kan van toepassing zijn op zowel AC als DC signalen. Hieronder een beknopt overzicht:

• Spanningstersterking: ΔV_out / ΔV_in (AC spanning ÷ AC spanning)
• Stroomversterking: ΔI_out / ΔI_in (AC stroom ÷ AC stroom)
• Vermogensversterking: P_out / P_in (vermogen uit ÷ vermogen in)

Het driehoeksymbool (Δ) duidt een verandering aan, wat versterkt dat deze verhoudingen vaak betrekking hebben op AC-variaties.

Wanneer meerdere versterkers in cascade geschakeld zijn, is de totale versterking het product van de individuele versterkingen. Bijvoorbeeld, een eerste trap met een versterking van 3 gevolgd door een tweede trap met een versterking van 5 levert een totale versterking van 3 × 5 = 15. Een 1 V invoer zou dus 3 V worden na de eerste trap en 15 V na de tweede:

In de praktijk, controleer altijd de datasheet van elke trap om te bevestigen dat de gecombineerde versterking aan je systeemeisen voldoet.

GERELATEERDE WERKBLADEN:

• Elementaire Versterker Theorie Werkblad