Unterschied zwischen Leistungsverstärker und Spannungsverstärker

Leistungsverstärker vs Spannungsverstärker

Verstärker sind Geräte, die in der Elektronik verwendet werden, um die Signalstärke zu verbessern oder zu vervielfachen. Je nach Anforderung werden Verstärker verwendet, um die Spannung des Signals oder den Strom des Signals oder die Leistung des Signals zu erhöhen. Im Allgemeinen sind Verstärker 3-Port-Geräte mit einem Eingangsport, einem Ausgangsport und einem Stromversorgungsport. Der generische Betrieb eines Verstärkers dient dazu, eine verstärkte Version des Eingangssignals am Ausgang zu erzeugen, wobei der Strom von der Stromversorgung verbraucht wird. Das Verhältnis zwischen dem Ausgangssignal und dem Eingangssignal einer Eigenschaft wie Spannung, Strom oder Leistung wird als Verstärkung bezeichnet. Beispielsweise ist das Verhältnis zwischen Ausgangsspannung und Eingangsspannung die Spannungsverstärkung des Verstärkers GAIN_{Stromspannung}= V_aus / V_im, und ähnlich GAIN_Leistung = P_aus / P_im. Für den linearen Betrieb eines Verstärkers, wie es in den meisten Fällen erforderlich ist, müssen die Verstärkungswerte im Betriebsbereich konstant sein.

Spannungsverstärker

Spannungsverstärker sind Geräte, die die Eingangsspannung möglichst mit minimalem Strom am Ausgang verstärken. Technisch gesehen ist ein Verstärker mit hoher Spannungsverstärkung ein Spannungsverstärker, er kann jedoch eine geringe Stromverstärkung aufweisen oder nicht. Die Leistungsverstärkung eines Verstärkers ist aufgrund dieser Eigenschaften ebenfalls gering. Transistoren und Operationsverstärker wirken unter bestimmten Vorspannungs- und anderen Bedingungen als grundlegende Spannungsverstärker. Die Hauptanwendung von Spannungsverstärkern besteht darin, das Signal so zu verstärken, dass es durch Rauschen und Dämpfung weniger beeinträchtigt wird. Wenn übertragene Signale an Stärke verlieren und sich verformen, minimiert eine Verstärkung der Spannung am Sender den Effekt, und der Empfänger kann das Signal mit angemessener Genauigkeit erfassen und interpretieren.

Ideale Spannungsverstärker haben eine unendliche Eingangsimpedanz und eine Ausgangsimpedanz von Null. In der Praxis wird ein Verstärker mit einer hohen Eingangsimpedanz relativ zur Ausgangsimpedanz als guter Spannungsverstärker betrachtet.

Leistungsverstärker

Leistungsverstärker sind Einrichtungen zur Verstärkung der Eingangsleistung, wenn möglich mit einer minimalen Änderung der Ausgangsspannung in Bezug auf die Eingangsspannung. Das heißt, Leistungsverstärker haben eine hohe Leistungsverstärkung, aber die Ausgangsspannung kann sich ändern oder nicht. Die Verstärkereffizienz von Leistungsverstärkern liegt immer unter 100%. Daher wird in Leistungsverstärkungsstufen eine hohe Wärmeableitung beobachtet. Leistungsverstärker werden in Geräten verwendet, die eine große Leistung über die Lasten benötigen. In mehrstufigen Verstärkern erfolgt die Leistungsverstärkung in den Endstufen der Verstärkung. Audioverstärker und HF-Verstärker verwenden Endverstärker in der Endphase, um die Last ausreichend mit Strom zu versorgen. Servomotorcontroller verwenden auch Leistungsverstärker, um die Motoren anzutreiben. Leistungsverstärker werden abhängig vom Bruchteil des bei der Verstärkung verwendeten Eingangssignals in verschiedene Klassen eingeteilt. Die Klassen A, B, AB und C werden in analogen Schaltungen verwendet, während die Klassen D und E in Schaltkreisen verwendet werden.

In der modernen Elektronik sind die meisten Leistungsverstärker mit Halbleiterbauelementen aufgebaut, während Verstärker auf der Basis von Vakuumröhren (Ventil) immer noch in Umgebungen eingesetzt werden, in denen Präzision, Frequenzgang und Dauerhaftigkeit eine Hauptanforderung sind. Gitarrenverstärker verwenden beispielsweise Ventile für Qualitäts- und Militärgeräte verwenden Ventile, um starken elektromagnetischen Impulsen standzuhalten.