Spenningsforsterkning

Spenningsforsterkning, eller voltage amplification på engelsk, er en grunnleggende funksjon i elektronikk der en krets øker amplitudeen av et elektrisk signal. Dette skjer vanligvis i aktive enheter som transistorer, rør eller operasjonsforsterkere, og målet er å hente et lite inngangssignal og gi et større utgangssignal uten å endre signalelementets innhold betydelig. Spenningsforsterkning måles ofte som Av = Vout/Vin, og kan også uttrykkes i desibel (20 log10|Av|).

Princip og operasjonsmåte: For å oppnå spenningsforsterkning trenger kretsen adresse på riktig biasing og ofte en viss form for negativ feedback for å forbedre linearitet og stabilitet. Ved små signaler kan man bruke en liten-signalmodell som beskriver forholdet mellom inngang og utgang i hver trinn. Fordi forsterkere opererer i et bedt område av karakteristikken, er det viktig å holde signalet innenfor den lineære regionen for å unngå clipping og betydelig forvrengning.

Typer og konfigurasjoner: I diskrete transistorbaserte trinn finnes populære konfigurasjoner som common-emitter (BJTs) og common-source (FETs), som gir forskjellig innflytelse på spennings- og strømimpedanser samt fase. Op-amp-basert spenningsforsterkning bruker ofte negativ tilbakemelding for å oppnå presis og stabil gain. RF-, audio- og instrumentforsterkere er tilpasset ulike frekvensområder og krav til dynamikk.

Nøkkelegenskaper: Viktige parametere inkluderer gain (også i dB), båndbredde, inngangs- og utgangsimpedans, lineæritet, støy og metning/klipping. Spenningsforsterkning er ofte en del av en større kjede hvor riktig utforming av impedanser og høyfrekvent oppførsel er avgjørende for ytelsen.