Понимаем усилитель

[Михаил_]

Света писал(а):

Ну как же? Сигнал имеет оба этих параметра одновременно и нужно их рассматривать нераздельно.

Честно уже голова пухнет )

Берём эбонитовую палочку, наэлектризовываем её. Подносим палочку к полевому транзистору и начинаем палочкой размахивать из стороны в сторону. Если подключить батарейку к этому полевому транзистору то будем принимать сигнал эбонитовой палочки в виде увеличения или уменьшения тока протекающего через транзистор ) Получается, что я передаю сигналы по "воздуху" от эбонитовой палочки к транзистору. Имеет ли эбонитовая палочка ток ? К тому же полевой транзистор управляется только напряжением. Как же удалось передать сигнал без такого параметра как ток ?

Хотя что то я перемудрил ) Просто микрофон подключаем ко входу полевого транзистора ... но ток теч через вход транзистора не может, но сигнал передаётся..усиливается транзистором. Зачем учитывать ток сигнала если он отсутствует ? И нужен ли ток сигналу ?

[Света]

Ну, очень маленький ток через затвор всё равно течёт...
А что, разве через сток-исток тока нет?
Ну ка, перемножьте I*U на входе и на выходе (естественно, на нагрузке).

[Михаил_]

Света писал(а):

Ну, очень маленький ток через затвор всё равно течёт...

Настолько мал что его вообще можно не учитывать. И сам полевой транзистор реагирует не на ток, а на электрическое поле.

Света писал(а):

А что, разве через сток-исток тока нет?

А это уже сам транзистор преобразует сигнал в такой вид. Изначально сигнал с микрофона снимался в виде колебаний напряжения. Почему и задумываюсь, что электрический сигнал не всегда стоит рассматривать как комплекс из тока и напряжения.

[mickbell]

Михаил_ писал(а):

Честно уже голова пухнет )

Уснёшь тут... Вы всё понимаете в принципе правильно, только зачем-то закусились на терминологическом споре.
О мосфете. Можно считать, что в статике, усиливая медленно меняющиеся сигналы, он имеет значительное усиление по мощности, ибо входной ток в затвор очень маленький. Другое дело, что довольно часто каскад на мосфете уже не имеет такого усиления, ибо его входное сопротивление по тем или иным причинам приходится делать не таким уж большим. А если речь идёт о больших частотах, то начинают играть роль ёмкость затвора и миллерова ёмкость.
Об эбонитовой палочке. Поднося её к затвору мосфета, вы вызываете движение зарядов в затворе и его выводе, то есть ток. Есть переменный ток в затвор и от микрофона. Не учитывать его нельзя. Нет, не получится у вас бесконечное усиление, никак не получится.

[Михаил_]

mickbell писал(а):

Уснёшь тут... Вы всё понимаете в принципе правильно, только зачем-то закусились на терминологическом споре.

Я вообще почему стал тут писать.. Меня посетили мысли следующего характера. Вот говорят.. усиление по току либо по напряжению в столько то раз. И.. к примеру, имеем мы в руках микрофон... говорим в него, на выходе микрофона возникает некий электрический сигнал, амплитуда которого изменяется аналогично амплитуде колебаний мембраны микрофона. Вопрос.., колебания мембраны микрофона преобразуются больше в колебания тока или напряжения ? В смысле, каково соотношения размаха колебаний мембраны к размаху генерируемых колебаний тока или напряжения данного микрофона. Может они не равнозначны, скажем колебания мембраны больше отражаются на изменении тока чем напряжения ? Чтобы снять максимальную амплитуду сигнала с микрофона нужен усилитель тока или усилитель напряжения ? Или может я что то не так понимаю

[mickbell]

Михаил_ писал(а):

mickbell писал(а):

Уснёшь тут... Вы всё понимаете в принципе правильно, только зачем-то закусились на терминологическом споре.

Я вообще почему стал тут писать.. Меня посетили мысли следующего характера. Вот говорят.. усиление по току либо по напряжению в столько то раз. И.. к примеру, имеем мы в руках микрофон... говорим в него, на выходе микрофона возникает некий электрический сигнал, амплитуда которого изменяется аналогично амплитуде колебаний мембраны микрофона. Вопрос.., колебания мембраны микрофона преобразуются больше в колебания тока или напряжения ? В смысле, каково соотношения размаха колебаний мембраны к размаху генерируемых колебаний тока или напряжения данного микрофона. Может они не равнозначны, скажем колебания мембраны больше отражаются на изменении тока чем напряжения ?

Они пропорциональны. Коэффициент пропорциональности - сумма сопротивлений в цепи микрофонного тока; скорее всего, это - главным образом входное сопротивление микрофонного усилителя.

Михаил_ писал(а):

Чтобы снять максимальную амплитуду сигнала с микрофона нужен усилитель тока или усилитель напряжения ? Или может я что то не так понимаю

Сигнал снять с микрофона? Тогда имеет значение нагрузка, к которой он подключен. Максимальная мощность, как известно (не буду это доказывать, это есть в любом учебнике ТОЭ) в нагрузке будет тогда, когда её сопротивление равно внутреннему сопротивлению источника. То есть, казалось бы, желательно нагружать микрофон усилителем, входное сопротивление которого равно внутреннему сопротивлению микрофона. НО! Тут могут вмешаться дополнительные ограничения. Например, изменение АЧХ из-за нагрузки, отличающейся от той, на которую этот микрофон рассчитан. Или возрастание шумов. Да мало ли какие факторы могут заставить отступить от правила "сопротивление нагрузки равно сопротивлению источника", тут всегда надо разбирать конкретный случай со всеми возможными нюансами.
Теперь о том, как следует именовать микрофонный усилитель. Ответ такой: усилителем напряжения. Помните, я говорил о двух толкованиях этого термина? Микрофонный усилитель обычно имеет определённое усиление именно по напряжению, поскольку цепь обратной связи обеспечивает именно коэффициент усиления напряжения, а не тока. (Я не вдаюсь в вероятную частотную зависимость этого усиления.) А усиление по току определяется в данном случае, как я говорил, нагрузкой уже усилителя, оно не задано жёстко.

[Михаил_]

mickbell писал(а):

Сигнал снять с микрофона? Тогда имеет значение нагрузка, к которой он подключен. Максимальная мощность, как известно (не буду это доказывать, это есть в любом учебнике ТОЭ) в нагрузке будет тогда, когда её сопротивление равно внутреннему сопротивлению источника.

Что такое внутренне сопротивление электродинамического микрофона, чем оно образованно ? Допустим намотали мы обмотку этого микрофона толстенным серебряным проводом сопротивление которого так мало, что его можно не учитывать. Чем же будет образованно внутренне сопротивление данного микрофона ? Другими словами, сопротивление микрофона это сопротивление провода которым он намотан или есть ещё что то ?

[mickbell]

Михаил_ писал(а):

есть ещё что то

Если бы выходное сопротивление микрофона определялось только толщиной намотанного провода, то можно было бы получать бешеные токи в нагрузке. Понятно, что этого нет. Проведём два умозрительных опыта (можете проделать их и натурально).
1. Подключим к выходам осциллограф и измерим ЭДС (напряжение холостого хода) при подаче на микрофон некоего калиброванного звукового давления.
2. Проделаем то же самое, нагрузив микрофон на шунт - резистор небольшого сопротивления, тем самым мы измерим ток короткого замыкания. Не бойтесь, шунт не сгорит. А почему он не сгорит? Понятно, что эффективность (КПД) преобразования звуковое давление - электрический сигнал очень небольшая, да и сам звук имеет низкую мощность. Так что мощность сигнала (опять эта вездесущая мощность!) оказывается ограниченной и довольно маленькой. Ток короткого замыкания есть частное от деления этой мощности на ЭДС, измеренную в первом опыте. Разделив напряжение холостого хода из первого опыта на ток короткого замыкания из второго, вы получите его выходное сопротивление. Оно окажется, вероятно, сотни ом. У микрофонов, которыми комплектовались старые ламповые магнитофоны, выходное сопротивление могло измеряться и десятками килоомов. Правда, те микрофоны могли иметь встроенный повышающий трансформатор. (Ага, трансформатор!)
Чем конкретно определяется выходное сопротивление микрофона? Из сказанного можно заключить, что следующим:
1. эффективностью преобразования мощности звукового давления в электрический сигнал;
2. конструктивными параметрами самого микрофона: магнитным полем, числом витков, зазорами... в-общем, хрен знает, как именно, формулу не распишу, но это не очень-то интересно.

[Михаил_]

Света писал(а):

Ну как же? Сигнал имеет оба этих параметра одновременно и нужно их рассматривать нераздельно.

Я тут подумал, действительно в реальной жизни нужно рассматривать оба параметра вместе. От величины тока источника сигнала и вообще от величины токов протекающих в усилителе зависит какую нагрузку можно подключить к источнику сигнала или к выходу усилителя, не просаживая напряжение (амплитуду) сигнала. Но опять же, это всё зависит от конкретной электрической схемы. Можно собрать схему усилителя сигнала где входное и выходное сопротивления усилителя будут равны сотням мегаом. Токи протекающие в цепях такого усилителя будут "микроскопическими", а сигнал всё равно будет усиливаться..., хоть и мощности таких сигналов бегающих в данной схеме будут намного меньше. На выходе такого усилителя получим размах амплитуды сигнала той же величины как и в обычном усилители. Разница лишь будет в выходной мощности этих сигналов. Ну..не равнозначные это понятие... мощность сигнала и величина амплитуды сигнала. Можно иметь три источника сигнала разной мощности, но если измерять осциллографом величину амплитуды этих трёх сигналов то они вполне могут быть равны.

Всё же не могу согласиться с тем, что усиление сигнала происходит именно при усиление сигнала по мощности. Нифига подобного... можно усиливать сигнал не увеличивая его мощности, именно это и делает повышающий трансформатор. Если вам не нравиться слово усиливать, могу его заменить на ... увеличение амплитуды сигнала. Но практическое применение такого способа увеличения амплитуды сигнала (усиления) связан с большими техническими трудностями, уменьшается ток сигнала... и для последующей обработке такого сигнала потребуются устройства с огромными входными выходными сопротивлениями и работающие на токах в единицы и десятки наноампер. К тому же такие усилители будут очень чувствительны к воздействию наводок. Единственное преимущество такой техники будет в мизерном потребление электроэнергии. Короче проще делать усилители и усиливать сигналы так как это принято делать и усиливать ))

[mickbell]

Михаил_ писал(а):

Всё же не могу согласиться с тем, что усиление сигнала происходит именно при усиление сигнала по мощности. Нифига подобного... можно усиливать сигнал не увеличивая его мощности, именно это и делает повышающий трансформатор. Если вам не нравиться слово усиливать, могу его заменить на ... увеличение амплитуды сигнала.

Кажется, первый шаг на Пути к Истине вы сделали.

Михаил_ писал(а):

Но практическое применение такого способа увеличения амплитуды сигнала (усиления)

Ну вооот... не отпускает привычка. Вы же вроде встали на Путь Истины. И опять пытаетесь свернуть с него. Низзя. Если уж мы договариваемся, чтобы этот процесс усилением не называть, так давайте не будем.

Михаил_ писал(а):

связан с большими техническими трудностями, уменьшается ток сигнала... и для последующей обработке такого сигнала потребуются устройства с огромными входными выходными сопротивлениями и работающие на токах в единицы и десятки наноампер. К тому же такие усилители будут очень чувствительны к воздействию наводок. Единственное преимущество такой техники будет в мизерном потребление электроэнергии. Короче проще делать усилители и усиливать сигналы так как это принято делать и усиливать ))

А принято по-разному. Вот вам пример. Имеется старый, шестидесятых ещё годов, ламповый магнитофон. (Что мы знаем о лампах? Это те же полевые транзисторы, только выполненные по другой технологии. Соответственно, входное сопротивление лампового каскада - сотни килоомов и даже мегомы.) Всегда было принято комплектовать магнитофон малополезной штуковиной - микрофоном. Вот им и займёмся. Микрофон обычного исполнения имеет выходное сопротивление сотни омов, как мы уже вроде бы знаем; входное сопротивление микрофонного усилителя на три порядка больше. Вроде бы знаем мы и то, что наименьшей потери мощности мы бы достигли, если бы эти две величины были хотя бы приблизительно одинаковые. Но не тупо подгрузив вход резистором - тогда вся мощность сигнала просто его нагреет, а это неправильно. Чтобы эти сопротивления уравнять, возможны по крайней мере два пути. Первый: намотать звуковую катушку микрофона тончайшим проводом, витков как можно больше, чтобы возросло выходное сопротивление, но возросла и ЭДС, не очень реален: не научились. Большая катушка получится массивная, микрофон плохо будет работать, а совсем тонкий провод намотать не получится - будет рваться уже на стадии его изготовления. А вот предложенный вами трансформатор смотреться тут будет вполне на месте. Для того, чтобы увеличить выходное сопротивление в тысячу раз, надо, чтобы число витков вторичной обмотки было в тридцать раз больше, чем число витков первичной. Соответственно, ЭДС микрофона увеличится в тридцать раз. Неплохо, не правда ли? Поначалу именно так и делали. А потом перестали, хотя нынешние мосфеты позволяют сделать усилители с ещё большим входным сопротивлением. Почему? Да потому что трансформатор - компонент, не только не очень технологичный в изготовлении и имеющий не самые маленькие габариты, но и подверженный влиянию наводок от магнитного поля, коего нынче от всяких импульсных блоков питания не просто много, а очень много. Пришлось бы его экранировать, а это - металлоёмкость. Короче, при выборе схемотехнического решения приходится вспоминать о таких низменных вещах, как технологичность, трудо- и материалоёмкость, и ещё много о чём, вплоть до технической эстетики.

PS. Собственно, примерно это всё вы уже описали, ну и ладно, пусть и моя речь останется, зря я, что ли, клапки топтал...

PPS. Что такое электретный микрофон и с чем его едят, я тоже знаю.

[Света]

Михаил_ писал(а):

... Можно собрать схему усилителя сигнала где входное и выходное сопротивления усилителя будут равны сотням мегаом. Токи протекающие в цепях такого усилителя будут "микроскопическими", а сигнал всё равно будет усиливаться..., хоть и мощности таких сигналов бегающих в данной схеме будут намного меньше. На выходе такого усилителя получим размах амплитуды сигнала той же величины как и в обычном усилители. Разница лишь будет в выходной мощности этих сигналов...

Можно собрать, но кому будет нужен такой сигнал? Моторчик не закрутишь, лампочку не зажжёшь, динамик не раскачаешь, телевизор не посмотришь, электрофорез не сделаешь...

[Михаил_]

Наши мозги работают похожим образом, передача нервных импульсов, мощность передаваемых сигналов мизерная, но мощность и не нужна, нужно передать сигнал от органов чувств в мозг и обработать его. Мощность нужна для того чтобы зажечь лампочку и сделать электрофорез ) А для обработки информации или регистрации сигналов мощность сигнала не важна. Можно собрать компьютер на электромагнитных реле .. и оно будет потреблять чудовищную мощность, а можно собрать аналогичный компьютер на современном процессоре .. задачу выполняют одну и туже но мощности сигналов бегающих в этих схемах разные.

Добавлено after 7 minutes 59 seconds:

mickbell писал(а):

Ну вооот... не отпускает привычка. Вы же вроде встали на Путь Истины. И опять пытаетесь свернуть с него. Низзя. Если уж мы договариваемся, чтобы этот процесс усилением не называть, так давайте не будем.

В моём понимание усиление это процесс возрастание какой либо величины сверх того что было. Почему для вас усиление это именно усиление по мощности мне не очень понятно.

Последний раз редактировалось Михаил_ Чт ноя 01, 2018 18:37:24, всего редактировалось 1 раз.

[Slabovik]

Ваше понимание ошибочно и вам об этом уже говорили. Вам придётся либо его скорректировать, либо быть непонятым.

[Михаил_]

В чём именно ошибочно ? Аргумент по типу.. ТАК ПРИНЯТО, как то не убедителен. Само понятие УСИЛЕНИЕ можно здесь изложить ?

[mickbell]

https://www.youtube.com/watch?v=yi4_uV5O05I
Суть усиления - привлечение постороннего источника энергии.

[Slabovik]

Зачем сюда дублировать то, что можно прочитать в заслуживающих большего доверия источниках?

Wiki писал(а):

Электронный усилитель — прибор, способный усиливать электрическую мощность. Приборы, усиливающие только ток или напряжение (например, трансформаторы) к числу усилителей не относятся.

и ещё раз

Усилитель — устройство для усиления входного сигнала (например, напряжения, тока или механического перемещения, колебания звуковых частот, давления жидкости или потока света), но без изменения вида самой величины и сигнала, до уровня достаточного для срабатывания исполнительного механизма (или регистрирующих элементов), за счёт энергии вспомогательного источника.

А в вашем "понимании" любой рычаг уже является усилителем...
И, да... это действительно так принято

[Frensis]

Здравствуйте. Скажите, пожалуйста, можно ли определить, насколько открыт транзистор, если известны U, R и есть справочные данные о транзисторе?Выходную часть транзистора пока не рассматриваем. И если да, то каков алгоритм?

Спойлер

[Slabovik]

Без рассмотрения выходной части вопрос становится бессмысленным, т.к. в данном случае транзистор вырожден в простой диод.

[Света]

Frensis писал(а):

Здравствуйте. Скажите, пожалуйста, можно ли определить, насколько открыт транзистор, если известны U, R и есть справочные данные о транзисторе?Выходную часть транзистора пока не рассматриваем. И если да, то каков алгоритм?

Посмотрите по справочным данным входные характеристики транзисторов (зависимость напряжения б-э от тока базы) и увидите, что они зависят от напряжения на коллекторе...

[Михаил_]

mickbell писал(а):

https://www.youtube.com/watch?v=yi4_uV5O05I
Суть усиления - привлечение постороннего источника энергии.

эх... Может там не хватает ещё слова .. "Суть усиления по мощности " ?

Добавлено after 9 minutes 41 second:

Slabovik писал(а):

Электронный усилитель — прибор, способный усиливать электрическую мощность. Приборы, усиливающие только ток или напряжение (например, трансформаторы) к числу усилителей не относятся.

Это какой то вынос мозга.. приборы усиливающие ток и напряжение есть но усилителями не и являются Усиление производят но не усилители.

Slabovik писал(а):

А в вашем "понимании" любой рычаг уже является усилителем...

Усилителем перемещения или усилителем силы является, а усилителем мощности не является. В некоторых приборах вместо стрелки используют световой зайчик..хотя и сама стрелка прибора чем длиннее тем более меньшие величины отображает.