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Verstärker,

 

1) Elektrotechnik: englisch Amplifier ['æmplɪfaɪə], Gerät oder Geräteteil, das eine Schaltung enthält, durch die die Stärke eines elektrischen Signals vergrößert wird, ohne dessen Zeitverhalten wesentlich zu verändern; auch Kurzbezeichnung für eine solche Verstärkerschaltung. Je nach Art des dabei zu verstärkenden Signalparameters unterscheidet man Spannungs-, Strom- und Leistungsverstärkung. Verstärker enthalten als wesentliche Komponenten aktive Bauelemente, d. h. Bauelemente, deren Impedanz von der Stärke einer Steuergröße abhängt. Die Funktion eines Verstärkers oder einer Verstärkerschaltung ist damit im Prinzip die eines gesteuerten Widerstands im Ausgangskreis: Mit der vergleichsweise geringen Leistung eines Eingangssignals wird eine vergleichsweise große, aus einer äußeren Energiequelle (z. B. Batterie oder Netzgerät) gespeiste Ausgangsleistung gesteuert. Verstärker werden vielfältig eingesetzt, u. a. in Sendern und Empfängern aller Art (z. B. bei Hörfunk, Fernsehen, Telekommunikation, Sprechfunk), in elektroakustischen Aufnahme- und Wiedergabegeräten und in Geräten der elektronischen Datenverarbeitung und -übertragung.

 

Aktive Elemente in Verstärkern sind v. a. bipolare Transistoren und Feldeffekttransistoren (Transistorverstärker) und, für spezielle Zwecke, Elektronenröhren (Röhrenverstärker). Sowohl für Transistoren als auch für Elektronenröhren gibt es verschiedene (Verstärker-)Grundschaltungen, die danach benannt sind, welche Elektrode des Bauelements jeweils dem Eingang und dem Ausgang gemeinsam zugeordnet ist; bei den Elektronenröhren sind dies: Anodenbasisschaltung, Gitterbasisschaltung und Kathodenbasisschaltung. Die verschiedenen Grundschaltungen weichen in ihren elektrischen Eigenschaften erheblich voneinander ab. Diese Eigenschaften werden durch folgende Größen charakterisiert: Spannungs-, Strom- und Leistungsverstärkung, Eingangs- und Ausgangsimpedanz, Frequenzverhalten (Frequenzbereich und Verzerrungen). Als Verstärkung oder Verstärkungsfaktor wird das jeweilige Verhältnis von Ausgangsgröße zu (gleichartiger) Eingangsgröße bezeichnet; das Verstärkungsmaß ist der in Dezibel ausgedrückte Logarithmus des Verstärkungsfaktors. Zur Berücksichtigung der Nichtlinearität von Kennlinien wird für definierte Arbeitspunkte auch eine differenzielle Verstärkung angegeben.

 

Zur Erzeugung eines Ausgangssignals in der gewünschten Stärke reicht ein einfacher Verstärker häufig nicht aus. In solchen Fällen geschieht die Verstärkung in mehreren Schritten, indem mehrere Verstärkerstufen kaskadiert werden. Dabei wird das Ausgangssignal einer Stufe durch eine zweckmäßige Kopplung als Eingangssignal der nächsten verwendet. Auf diese Weise kann über 10¹⁸fache Leistungsverstärkung erreicht werden. Vorverstärker haben die Aufgabe, sehr kleine Signalwechselspannungen oder Gleichspannungsänderungen zu verstärken, und bestehen im Allgemeinen selbst bereits aus einer Kaskade mehrerer Verstärkerstufen, gegebenenfalls mit dazwischengeschalteten frequenzbestimmenden Netzwerken. Wegen der Kleinheit der Signale spielen Verzerrungen dabei kaum eine Rolle, dagegen ist das Rauschen der Eingangsstufe oft von entscheidender Bedeutung; meist bestimmt deren Eigenrauschen die kleinste noch verstärkbare Signalleistung. Zur Steigerung der Empfindlichkeit werden in Eingangsstufen daher besonders rauscharme Transistoren und Röhren verwendet. Im Bereich der Höchstfrequenzen setzt man zu diesem Zweck spezielle Verstärker wie Maser, parametrische Verstärker und Wanderfeldröhren ein, die sich bauartbedingt durch sehr schwaches Eigenrauschen auszeichnen. Leistungs- oder Endverstärker im engeren Sinn dienen zur Erzeugung einer vorgegebenen Ausgangsleistung. Zur Verminderung nichtlinearer Verzerrungen werden dabei besondere Schaltungen verwendet (z. B. Gegentaktverstärker). Bei Leistungsverstärkern interessiert in der Regel weniger der Verstärkungsfaktor als die erreichte Endleistung.

 

Nach dem Frequenzbereich, in dem ein Verstärker arbeitet, ist es üblich, zwischen Gleichstrom-, Tonfrequenz- oder Niederfrequenz-(NF-), Zwischenfrequenz-(ZF-) und Hochfrequenz-(HF-)Verstärkern zu unterscheiden, die entsprechend der Größe des Übertragungsbereichs, d. h. der Frequenzbandbreite, in der sie arbeiten, weiter in Schmalbandverstärker und Breitbandverstärker unterteilt werden. Schmalbandverstärker haben je nach Verwendungszweck Bandbreiten zwischen etwa einem und wenigen Hertz, die durch Schwingkreise hoher Güte (Resonanzverstärker) oder durch entsprechende Siebschaltungen erzielt werden. Dagegen haben Breitbandverstärker je nach Verwendungszweck Bandbreiten bis zu einigen 100 MHz.

 

Zur Verbesserung bestimmter Verstärkereigenschaften kann ein Teil des Ausgangssignals durch Gegenkopplung oder Mitkopplung auf den Eingang zurückgeführt werden. Besondere Bedeutung in der Analogtechnik hat der Operationsverstärker, der ebenso wie andere Verstärker, die aus einer Vielzahl von Transistoren u. a. Bauelementen aufgebaut sind, als integrierte Schaltung hergestellt wird.

 

 2) Mechanik: Kraftverstärker, Servomechanismen.

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

 

Verstärker von Spannung, Strom und Leistung

 

Verstärker,

 

Abkürzung amp [englisch Amplifier]. Die in allen Bereichen der Tonübertragungstechnik anzutreffenden Verstärker sind elektronische Schaltungsanordnungen, in denen aktive Bauelemente (Röhren, Transistoren, integrierte Schaltkreise) enthalten sind. Die Aufgaben und Eigenschaften von Verstärkern sind äußerst vielfältig und lassen sich aus der Bezeichnung spezieller Geräte bereits ableiten: Leistungsverstärker (Endstufe), Trennverstärker, Regelverstärker, spannungsgesteuerter Verstärker (VCA, Synthesizer), Vorverstärker, Verzerrerverstärker, Bassverstärker, Instrumentalverstärker, Wiedergabeverstärker. Verstärker haben prinzipiell die Eigenschaft, Eingangssignale (elektrische Spannungen, Ströme, Leistungen) auf ein höheres Niveau anzuheben. Das Verhältnis zwischen Ausgang und Eingang wird als Verstärkungsgrad in dB oder als Faktor angegeben.