Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

Transkript

1 Název projektu: Moderní škola Integrovaná střední škola, Sokolnice 496 Registrační číslo: CZ..07/.5.00/ Název klíčové aktivity: V/2 - Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Kód výstupu: VY_52_INOVACE_03_SE_22 Autor: Aleš Poláček Předmět: Odborný výcvik Téma: Zesilovače Ročník: Třetí Způsob využití ICT: PC, dataprojektor Druh učebního materiálu: Word, učební text Datum tvorby: Anotace: Učební text pro téma Zesilovače + roč. projekt Zdroje: KESL, Jan. Elektronika I - analogová technika. Praha : BEN - technická literatura, ISBN Dílenská příručka ELEKTRONIKA I., Kolektiv autorů Citace:

2 Zesilovač + základní pojmy Zesilovač je elektronické zařízení, které zesiluje elektrický signál. Zesilovače jsou určeny ke zpracovaní signálů s nízkou úrovní na úroveň potřebnou pro připojený spotřebič. Považujeme je za čtyřpóly. Vstupní signál získáváme z mikrofonu, čtecích hlav, snímačů velikost napětí od µv(antény) do V(linkový vstup) Výstupní napětí se pohybuje od V až do stovek voltů. Na výstup lze připojit reproduktory, záznamové hlavy, elektromagnetické ventily, motory, osvětlovací zařízení nebo obrazovky. Zesilovač není zdrojem energie a pro jeho činnost musíme dodávat elektrickou energii. První část dodané energie se "přičte" ke vstupnímu signálu (zesílí signál) a druhá část se mění ve ztrátové teplo (při konstrukci se snažíme volit takové součástky, aby ztrátové teplo bylo co nejmenší). Vlastnosti zesilovačů - Dvoubranové součástky (vstup, výstup) - Aktivní součástky - Potřebují napájecí zdroj - Nelineární - Zesílení (mělo by být co největší) - Zkreslení (mělo by být co nejmenší) - Stabilita - Šířka pásma Zesilovač je charakteristický vstupním napětím U vstupním proudem I vstupním výkonem P výstupním odporem R obdobně na výstupní straně U2 I2 P2 R2 Dalšími údaji jsou napěťové zesílení Lze jej vyjádřit v Proudový přenos A U db A I U 20 log U I I 2 2 A U U U 2 ( napěťový přenos) A I db I 20 log I 2 Výkonový přenos P2 A P P

3 Rozdělení zesilovačů Dle velikosti vstupního signálu ) Malého signálu (lze linearizovat vlastnosti - předzesilovače)) 2) Velkého signálu (nelze linearizovat vlastnosti - výkonové zesilovače) Dle frekvence ) Stejnosměrné 2) Nízkofrekvenční (Zpracovávají "zvukové" kmitočty od 6 Hz do 20 khz) 3) Vysokofrekvenční (Zesilují jen určité frekvenční pásmo) Dle rozsahu kmitočtu ) Úzkopásmové 2) Širokopásmové 3) Pásmové Dle počtu stupňů ) Jednostupňové 2) Vícestupňové Dle vazby mezistupňů ) Přímá vazba (stejnosměrná) 2) Kapacitní vazba 3) Transformátorová (indukční) vazba a) Laděná a) Neladěná Dle druhu zesílení ) Proudové 2) Napěťové 3) Výkonové Dle zapojení tranzistoru ) Se společným emitorem 2) Se společnou bází 3) Se společným kolektorem

4 Dle zesilovacích prvků ) Elektronkové zesilovače 2) Bipolární tranzistory 3) Unipolární tranzistory 4) Integrované obvody Dle pracovních tříd ) Třída A 2) Třída B 3) Třída AB 3) Třída C 3) Třída D Složení zesilovačů - bývají zpravidla několika stupňové, dílčími stupni jsou : - předzesilovač - korekční zesilovač - součtový zesilovač - koncový zesilovač (napěťový)

5 Třídy zesilovačů Zesilovače se rozdělují do 4 tříd. Do jednotlivých tříd je zařazujeme podle: ) Podle polohy pracovního bodu 2) Podle úhlu otevření tranzistoru 3) Podle použití Tří da Pracovní bod Úhel otevř ení První půlvln a Druhá půlvlna Účinn ost Zkresl ení Použití A Střední hodnota kolektorov ého proudu. 360 Prochá zí Prochází Menší než 50 % Malé Všeobecné použití (napěťové, nízkofrekven ční) AB Dolní část charakteris tiky 80 Prochá zí Praktick y neproch ází Vyšší než 50 % Nepatr né Nízkofrekven ční i vysokofrekve nční zesilovače B Bod zániku kolektorov ého proudu Nejvý š 80 Prochá zí zkresle ně Neproc hází Až 70% Nepatr né Vysokofrekv enční zesilovače C Na prodlouže né charakteris tice Méně než 80 Prochá zí zkresle ně Neproc hází Vysok á Nepatr né Vysokofrekv enční zesilovače, vysílače, oddělovače, omezovače Třída D Tyto zesilovače mají vysokou účinnost, ale jsou příliš složité a používají se pro analogo-digitální techniky, např. A/D převodníky.

6 Co je to poloha klidového pracovního bodu? ho_pracovn.c3.adho_bodu Zkreslení Lineární zkreslení Závislost vlastností lineárních prvků na frekvenci. ) Způsobuje to změnu tvaru zesilovaného signálu 2) Způsobuje to nevyrovnanou amplitudovou charakteristiky (záporná zpětná vazba) Nelineární zkreslení Je způsobeno nelineárním chován obvodových součástek (prvků). Změnu tvaru výstupního signálu o proti vstupnímu zabraňuje záporná zpětná vazba. Intermodulační zkreslení Vzniká na vstupu zesilovače při přivedením více než jednoho signálu. Přechodové zkreslení Je způsobeno nelineární V-A charakteristikou. Zpětná vazba Je přenesení výstupního signálu zpět na vstupní svorky zesilovače. Kladná zpětná vazba - Na vstupu se oba signály sčítají - Zvyšuje se zesílení a zkreslení - Zmenšuje se stabilita (rozkmitání zesilovače - oscilátory)

7 Záporná zpětná vazba - Na vstupu se signály odčítají - Zmenšuje se zesílení a zkreslení - Zlepšuje se stabilita - Zvětšuje se šířka pásma Základní zapojení zesilovačů -podle společné elektrody dělíme na zapojení se společným emitorem SE kolektorem SC,SK bází SB Zapojení SE (se spol. emitorem) Zapojení SC (se spol. kolektorem) emitorový sledovač

8 Co je to kolektor? Zapojení SB (se spol. bázi) A u A I A P R R Srovnaní vlastnosti jednotlivých zapojení 2 SE SB SC n0k n0 K M 80 n 0 00K VSTUP B E B E VÝSTUP C 0 C M n0 0 Doporučená literatura: KESL, Jan. Elektronika I - analogová technika. Praha : BEN - technická literatura, ISBN Dílenská příručka ELEKTRONIKA I., Kolektiv autorů

9 Test po ukončení tematického celku: Zesilovače:. Jak pracuje zesilovač? 2. Jaké má zesilovač vlastnosti? 3. Podle čeho dělíme zesilovače? 4. Z čeho se skládá zesilovač? 5. Vysvětli, co to jsou třídy zesilovačů a jaké máme druhy? 6. Co to je zkreslení a zpětná vazba u zesilovače? 7. Jaké máme základní zapojení zesilovačů vyber a popiš libovolné z nich?

10 Ročníková práce Příjmení: Jméno: Třída : UVS : MOV : V prvním a druhém ročníku jste získal určité odborné dovednosti ve zvoleném studijním oboru, které v průběhu druhého ročníku v teoretické výuce a odborném výcviku dále prohloubíte.v rámci odborného výcviku je Vám zadána tato ročníková práce: Dle vlastní výrobní dokumentace zhotovte po mechanické a elektrické stránce funkční přístroj. Stereofonní zesilovač Převážná část práce na tomto přístroji se bude týkat Vašeho oboru a osnov odborného výcviku. Započetí práce:? Ukončení práce:? POKYNY PRO ŽÁKY: Dle vámi vybrané dokumentace si sežeňte všechny potřebné elektronické součástky pro Brno (GM Elektronice, GES...). Mechanické díly taktéž. Přístroj budete samostatně vyrábět v dílnách ISŠ pod dohledem Vašeho MOV. Ročníková práce je součástí osnov a je povinná. Hodnocení provede Váš mistr a známka bude součástí klasifikace za.a 2. pololetí šk. roku. Přejeme Vám hodně trpělivosti a píle do Vaší práce a věříme, že Vámi zhotovený výrobek Vám bude Sloužit k plné spokojenosti a že vědomosti získané při jeho realizaci uplatníte ve Vaší budoucí profesi. POŽADAVKY: Pro třetí ročníky oboru elektro naší školy bude potřeba zakoupit ke stavbě stereofonního zesilovače. Jeden kus kompletní skříňky z plastické hmoty v ceně Kč, trafo pro zhotovovaný zesilovač a stavebnici stereofonního zesilovače nejméně 2 x 20W + k tomu odpovídající korekce. Jelikož se celý zesilovač stává po odevzdaní, změření a ohodnocení majetkem žáka, je nutná investice do bezpečnosti přístroje a také do celkového vzhledu. Vlastní úpravy skříňky budou prováděny během praxe dle pokynů mistrů odborného výcviku. ETAPY:? - návrh přístroje? - součástky + plošný spoj + nákup skříňky? - osazení + oživení desek? - zabudovaní všech komponentů do skříňky + nákres rozmístění ve skříňce? - propojení přístroje a celkové oživení? - měření dle protokolu a odevzdaní přístroje PROTOKOL je nutnou součástí odevzdaní a hodnocení ročníkové práce. Převzal: (Den a Podpis) Předal:......

11 PŘEDAVACÍ PROTOKOL K ROČNÍKOVÉ PRÁCI STEREOFONNÍMU ZESILOVAČI JMÉNO: TŘÍDA: UVS: ŠKOLNÍ ROK: ODEVZDÁNO DNE: Výsledky vlastních měření: (měřit v daném pořadí) A. I. Změřený odpor ochranného přívodního vodiče (mezi vidlicí a kostrou zesilovače) je Ω II. Odpor mezi fázovým vodičem a ochranným vodičem je M Ω B. Jmenovitý sinusový výkon pro oba kanály (po dobu 0min.) Výstupní impedance levý: Z= Ω a pravý Z= Ω Naměřený výkon levý: P= W při Uef= V pravý: P= W při Uef= V Změř ss napětí zdroje při zatížení a proud z něj odebraný pro výpočet bodu E Uss= V Iss= A C. Vypočtená účinnost zesilovače D. Rozepiš všechny použité vstupy a jejich vstupní odpory a citlivost Vstup Název vstupu vstupní odpor citlivost Číslo k Ω mv E. Přeslech mezi kanály. Efektivní napětí na zátěži při vybuzení na plný výkon (khz): V Efektivní napětí na zátěži při zatížení vstupu náhradní impedancí k Ω je Vef Vypočítaný přeslech je db Použité měřící přístroje (druh, výrobní číslo)

12 Další body pro hodnocení při odevzdaní práce:. Přívod do zdroje má být proveden šňůrou 3xmm² nebo silnější. Zajištění přívodní šňůry proti vytržení. 2. Síťové napětí izolovat na všech místech bužírkou. 3. Pro připojení ochranného /žlutozeleného/ vodiče ke kostře použít očko. 4. Na přívodu k transformátoru použít pojistku správné velikosti dle použitého transformátoru. 5. Vodiče svazovat do svazku nebo použít ploché vodiče. 6. Nesmí být spojeny do jednoho svazku přívodní vodiče (230V) a ostatní vodiče. 7. Prověření polarity všech elektrolytických kondenzátorů. 8. Síťový vypínač musí rozepínat FÁZOVÝ A NULOVÝ VODIČ! 9. Světelná indikace zapnutého stavu ( zelené světlo). 0. K tomuto protokolu připnout kompletní dokumentaci celého přístroje. Dokumentace k stereofonnímu zesilovači bude obsahovat:.celá dokumentace bude v modré kroužkové vazbě s průhlednou přední stranou a modrou zadní. 2.Kompletní návrh krabičky přístroje v programu AutoCad. 3.Kompletní dokumentaci přístroje jak v elektronické tak i tištěné podobě v tomto pořadí: - první strana je pro všechny stejná předa mistr v elektronické podobě - druhá strana je pro všechny stejná předa mistr v tištěné podobě - třetí strana bude obsahovat osnovu - čtvrtá str. úvod a popis zesilovače - pátá až osmá str. popis zapojení - devátá až desátá str. postup oživení +případné problémy - jedenáctá až třináctá str. obrázky ( fotografie z průběhu práce) + popis - čtrnáctá str. seznam součástek + cenová bilance - patnáctá str. závěr - šestnáctá str. protokol o měření - sedmnáctá str. použitá literatura či jiné zdroje informací 3. Na celou práci bude vytvořena prezentace nejméně pět snímků. 4. Text bude ve dvanáctce písmu a ve stylu Times New Roman, nadpisy budou čtrnáctkou. 5. Na listech budou okraje jeden a dva centimetry