Võimendajad

Võimendajad on elektroonikaseadmed, mis suurendavad elektrisignaali amplituudi või jõudu. Neid kasutatakse laialdaselt helisüsteemides, raadiosidekanalites, mõõteseadmetes ja mujal, kus on vaja signaali esitada suuremas võimsuses või muutuda sobivaks koormusele. Võimendajad võivad olla pinge-, voolu- või võimsusvõimendajad ning neid leidub nii analoog- kui digitaaltöös.

Tööpõhimõte: Võimendaja vajab aktiivset elementi (näiteks transistor või vakuumtoru) ja välist toiteallikat. Signaal sisendis muudetakse energiasse, et väljundis ilmuks suurem amplituud või suurem võimsus. Võimendajad on hinnanguid ning nende omadused sõltuvad sisendi ja väljundi impedantsidest, toitepingest ning kasutatavast tehnoloogiast.

Peamised tüübid: pingevõimendajad suurendavad signaali pinget, võimsusvõimendajad suurendavad väljundvõimsust nähtavaks koormale, ning operatsioonivõimendid (OP-amps) on laialdaselt kasutatavad vahendid signaali töötlemiseks ja mitmesuguste filtrite, võimenduste ning võimenduspyoade ehitamiseks. Tänapäeval kasutatakse ka digitaalsetele suunatud ja switching-võimendajaid, eriti klassi D võimendusi, kus energiatõhusus on oluline.

Klassid ja omadused: klass A, B, AB, C ning D kirjeldavad tõhususe ja kõrvalmõjude suhet. Klass A pakub head liniarsust, kuid madalat efektiivsust; klass D on väga tõhus, kuid nõuab täpset filtreerimist koormusel.

Olulised parameetrid hõlmavad võimenduse (gain), sagedusvahemikku, sujuvust (slew Rate), mürataset ja kahju (distortion), sisend- ja väljundimpedantsi ning toitevarustuse stabiilsust.

Ajalugu ja nüansid: võimendajad on arenenud vakuumtorudest transistoriteni ja seejärel integreeritud võimenditeni. Operatsioonivõimendid sai laialt kasutusele 1960. aastatel ning tänapäeval on mängus klass-D ja muud kõrg-efektiivsed lahendused. Võimendajad on kritilise tähtsusega paljudes süsteemides, kus signaali kvaliteedi ja jõu vajadus on suure.