Navrhnite 1- stupňový tranzistorový zosilňovač:b) Vysvetlite funkciu jednotlivých súčiastok:
TRANZISTOR – je jednou z najdôležitejších polovodičových súčiastok. Základom tranzistora je kryštál polovodiča s dvoma prechodmi PN. V germániu alebo kremíku s určitým typom vodivosti sú dve oblasti s opačným typom vodivosti. Tak vznikajú tranzistory NPN a PNP, rozlišujú sa schématickou značkou.Základný kryštál sa nazýva BÁZA (B). V oblasti s opačným typom vodivosti sú KOLEKTOR a EMITOR.

Pri ľubovoľnej polarite zdroja jeden z prechodov do bázy je vždy zapojený v závernom smere a tranzistorom prúd nepreteká. Pripojme kolektor ku kladnému pólu zdroja a emitor k zápornému poľu. Zistíme, že kolektorový prechod je zapojený v závernom smere. Utvorený kolektorový obvod doplníme obvodom bázy. Na bázu pripojíme kladný pól zdroja napätia a na emitor záporný pól. Pretože prechod medzi bázou a emitorom je zapojený v priepustnom smere, obvodom bude pretekať prúd. Pri meraní zistíme, že prúd začal prechádzať aj kolektorovým obvodom napriek tomu, že prechod do bázy je zapojený v závernom smere. Pritom prúd v kolektorovom obvode je oveľa väčší ako prúd v obvode bázy.V obvode bázy veľmi malé napätie vzbudzuje rúd, ktorý vyvolá značný prúd v kolektorovom obvode. Tento jav vysvetľuje prenikanie elektrónov z emitora do bázy. Vzhľadom na to, že objem bázy je veľmi malý, všetky elektróny sa v nej nemôžu kombinovať s dierami. Elektródy sú súčasne silne priťahované kladným kolektorom. Na rozdiel od dier, ktoré je prechod do uzavretý, elektróny môžu prechodom prechádzať a utvárajú kolektorový prúd.

KONDENZÁTOR – zabezpečujú väzobné a blokovacie funkcie. Väzobná funkcia zabezpečuje, aby signál, ktorý zosilňujeme, mohol prechádzať cezvšetky a sebou zapojené zosilňované stupne. V NF obvodoch sa používa na oddelenie jednosmernej zložky a prepúšťa len striedavú zložku signálu. Sú konštruované tak, aby mali kapacitu požadovanej veľkosti. Dôležitá súčasť je dodržanie správnej polarity. Polarita spravidla nemá vplyv na funkciu obvodov, ale pri otočenej polarite sa rozkladá elektrolyt a znižuje sa životnosť kondenzátora. ODPOR – Vytvárajú v obvode potrebné úbytky napätí a prúdov.c) Do akých skupín delíme NF zosilňovače:Podľa veľkosti zosilňovaného signálu, ktorý zosilňovač spracúva, rozdeľujeme zosilňovače nf na:nzosilňovače malých signálovnzosilňovače veľkých signálov.Zosilňovače malých signálov:Sú charakterizované týmito vlastnosťami:- pracujú s malou kolektorovou stratou tranzistorov.- zaťažovací odpor je niekoľkokrát väčší ako odpor kolektorového rezistora výstupného tranzistora.- napätie zdroja U je omnoho menšie ako maximálne napätie tranzistora UCEmax- pokojový prúd je omnoho menší ako kolektorový prúd tranzistora ICmax- kolektorové napätie je menšie ako polovica napájacieho napätia.Zosilňovače veľkých signálov:Tieto zosilňovače využívajú čo najväčšiu časť amplitúdovej charakteristiky

Zosilňovače veľkých signálov nazývame aj výkonové zosilňovače. d) Aké charakt. znaky predzosilňovačov a výkonových zosilňovačov:Predzosilňovače sú v podstate zosilňovače malých signálov a pracujú s budiacim signálovým napätím v rozsahu 10-5 až 10-1. Tito zosilňovače pracujú s pracovným bodom umiestneným do stredu amplitúdovej charakteristiky zosilňovača.Zaraďujeme ich v zosilňovacom reťazci medzi zdroj budiaceho signálu a výkonový zosilňovač.Výkonový zosilňovač je určený na zosilňovanie signálov z predzosilňovača na výkonovú úroveň, na ozvučenie určitého priestoru reproduktorom alebo reprosústavou.Nazývajú sa tiež koncové stupne, ich úlohou je ,okrem výkonového zosilnenia, aj správne impedančné pripojenie k záťaži (reproduktor, vychylovacie cievky v obrazových zosilňovačoch...)e) Aké merania robíme na NF zosilňovačoch:Meranie zosilnenia nf zosilňovača:Toto meranie robíme pri normálnych prevádzkových podmienkach v tomto zapojení:Napäťové zosilnenie nf zosilňovača je dané pomerom výstupného napätia k vstupnému napätiu:Au = IU2 / UIPostup pri meraní je nasledujúci:Pomocou generátora G nastavíme výstupné napätie zdroja signálu UG.

Rezistor Rg sa používa na nastavenie požadovanej impedancie zdroja signálu, ktorý má mať vnútorný výstupný odpor menší ako 10% celkovej impedancie zdroja signálu. Regulátorom zosilnenia nastavíme na zaťažovacom odpore R2 menovité výstupné napätie U2. Keďže meranie má prebiehať pri normálnych prevádzkových podmienkach, musíme znížiť úroveň napätia zdroja signálu UG o 10dB. Tým poklesne aj výstupné napätie U2 a hodnotu U1 odčítame. Namerané hodnoty sú podkladom pre výpočet zosilnenia podľa uvedeného vzťahu.

MERANIE NAPÄŤOVEJ FREKVENČNEJ CHARAKTERISTIKY NF ZOSILŇOVAČA:Meriame ju podľa predchádzajúcej Schémy. Postup prípravy merania je rovnaký ako pri meraní zosilnenia.Frekvenčné konektory zosilňovača sa vyradia z činnosti.Graficky sa napäťová frekvenčná charakteristika vyjadruje ako závislosť výstupného napätia U2 od vstupnej frekvencie:Pričom frekvencia sa vynáša na vodorovnú os a napätie v lineárnej mierke.Z nameraných hodnôt možno zostrojiť aj prenosovú frekvenčnú charakteristiku.Potom odmeriame napäťovú frekvenčnú aj prenosovú frekvenčnú charakteristiku so zaradenými korektormi, pričom volíme rôzne kombinácie polôh korektorov pre vysoké a nízke frekvencie tak, aby sme mohli zistiť vplyv zdôraznenia aj potláčenia jednotlivých korektorov na tento priebeh.

MERANIA VSTUPNEJ IMPEDANCIE NF ZOSILŇOVAČOV:Absolútnu hodnotu vstupnej impedancie zisťujeme obyčajne meraním zosilnenia v zapojení podľa schémyMeriame pri frekvencii 1kHz. Na vstupe je zosilňovač zaťažený menovitým zaťažovacím odporom R2. Na vstupe nastavíme menovité vstupné napätie U1 určené výrobcom, ktoré kontrolujeme voltmetrom V1.Regulátorom zosilnenia nastavíme na výstupe menovité výstupné napätie U2m.Odmeriame napätie na rezistore Rg . Absolútnu hodnotu vstupnej impedancie potom vypočítame zo vzťahu:|Zvst| = U1/U . RgHodnotu napätia U1 môžeme odmerať pri odpojenom Rg pri nominálnej hodnote U2m

MERANIE VÝSTUPNEJ IMPEDANCIE NF ZOSILŇOVAČOV:Výstupná impedancia NF zosilňovača je vnútorná impedancia meraná na výstupných svorkách zosilňovača. Meria sa podľa zapojenia:Normálne prevádzkové podmienky nastavíme pri pripojenej záťaži R2 a odmeriame výstupné napätie U2. Potom odpojíme záťaž R2 vypínačom V a odmeriame napätie naprázdno U20.

MERANIE FÁZOVEJ CHARAKTERISTIKY NF ZOSILŇOVAČOV:Fázová charakteristika nf zosilňovača je závislosť fázového posunu Df medzi napätím zdroja signálu UG a výstupným napätím U2 v závislosti od frekvencie zdroja signálu.

MERANIE NELINEÁRNEHO SKRESLENIA NF ZOSILŇOVAČOV:Signál s frekvenciou f pripojíme pri meraní na vstup zosilňovača, ny výstupe zosilňovača sa objavia aj nové frekvencie f2, f3, f4,.....ktoré neboli privedené na vstup. Vznikli teda v zosilňovači na jeho nelineárnych prvkov. Na výstupe je paralelne pripojený skreslomer.Použitý generátor musí mať vlastné skreslenie minimálne trikrát menšie ako je nameraná hodnota skreslenia, ktorú pred meraním môžeme zistiť skreslomerom.f) Kde všade sa stretávame s NF zosilňovačmi:Hlavným poslaním NF zosilňovačov je zosilnenie elektrického signálu. Stretávame sa s ním v podstate v každej elektronike a elektronickom zariadení. To sú napríklad televízia ( obrazový zosilňovač), rozhlas ( ladené predzosilňovače) a podobne.g) Aké sú perspektívy vývoja NFzosilňovačov:Elektronika ide s vývojom neustále každým dňom dopredu a NF zosilňovače sú skoro v každom elektronickom zariadení. Nové súčiastky umožňujú možnosti úpravy starších typov NF zosilňovačov, prípadné ich nahrádzanie.

Aké bezpečnostné predpisy treba dodržiavať a aké opatrenia treba urobiť pri opravách a meraní zosilňovačov:Je dôležité, aby sme pri opravách dodržiavali logický postup. Ak máme k dispozícii schému zapojenia, treba sa v nej zorientovať a určiť najvhodnejší spôsob vyhľadania poruchy. Ak schému nemáme a dynamickou metódou sme objavili obvod poruchy, je dobré prekresliť si na papier prepojenia na plošných spojov a až potom hľadať konkrétne miesto poruchy. Musíme dbať na to, aby sme sa nechytali nabitých častí plošnej dosky, prípadne nabitých súčiastok vďaka statickej elektrine.i) Vysvetlite metodiku opráv NF zosilňovačov:Poruchy rozdeľujeme na mechanické a elektrické.Mechanické:Takmer vždy zhoršujú elektrické parametre. Na prvé miesto medzi poruchami mechanického charakteru zaraďujeme kontaktové chyby. Stretávame sa s nimi v otočných alebo tlačidlových prepínačoch, potenciometroch, konektoroch, skrátka v tých súčiastkách, v ktorých sa el. obvod uzatvára cez kontakty.Poruchy kontaktov sú spôsobené opotrebovanosťou, stratou pružnosti kontaktov...Stratu pružnosti opravíme napružením pinzetou alebo kliešťami. Zoxidované kontakty vyčistíme kontoxom alebo iným rozpúšťadlom .

Pohybový mechanizmus stačí namazať vhodným mastivom.Chybou potenciometrov je nedostatočný kontakt zberača s odporovou dráhou, ktorý sa prejavuje zmenou prechodového odporu. Porucha sa prejaví „chrastením“, ktoré vždy pôsobí veľmi rušivo. Dočasne možno tento jav odstrániť vstreknutím oleja na odporovú dráhu. Ďalšou poruchou potenciometrov sa stáva opotrebovanie odporovej dráhy, ak sa dá pokúsime sa posunúť dráhu bežca na neopotrebované miesto. V opačnom prípade potenciometer vymeníme.Elektrické:– poruchy spôsobené zmenou jednosmerných pomerov– poruchy spôsobené zmenou striedavých pomerov.Poruchy v jednosmerných pomeroch zosilňovača väčšinou narušia prenos striedavých signálov. Preto pri každej zmene elektrických parametrov zosilňovača kontrolujeme jednosmerné pomery. Zmeny v statických hodnotách sa odrazia v zmene pokojového prúdu. Preto ho pri poruche meriame ako prvý. Ak sa prúd výrazne odchyľuje od normálnej hodnoty, signalizuje to poruchu v niektorých obvodoch.

V taktom prípade postupujeme od jedného stupňa k druhému a porovnávame statické namerané hodnoty s hodnotami udanými v servisnom návode. Overíme si správnu funkciu jednotlivých súčiastok. Najskôr sa venujeme pasívnym a potom aktívnym súčiastkám.Poruchy striedavých pomerov nie sú veľmi časté. Väčšinou ich spôsobujú kondenzátory, ktoré stratia svoju kapacitu.Miesto poruchy hľadáme systematicky generátorom nf, postupujúc od stupňa k stupňu smerom od výstupu k vstupu alebo naopak, ale poruchu potom hľadáme sledovačom signálu. Výborným hľadačom signálu je osciloskop, na ktorom vidíme aj prípadné skreslenie signálu.Poruchu zapríčinenou stratou kapacity kondenzátora zistíme paralelným priložením dobrého kondenzátora k sledovanému kondenzátoru. Ak sa tým porucha odstráni, kondenzátor bol chybný.