EN
БЪРЗИ ВРЪЗКИ
Доброкачествен сигнал започва с правилна обработка на сигнала, която осигурява ясни и точни измервания още преди да се случи всякаква реална обработка. Какво включва това? Всъщност тук се случват три основни неща: сигнали се усилват, когато са твърде слаби, за да бъдат използвани, филтрират се, за да се отстрани нежеланото фоново шумове, и преобразуват, така че да съответстват на това, което електрониката очаква по-нататък. Когато усилваме тези слаби сигнали, те стават достатъчно силни за смислена анализа. Филтрирането на нежелания шум помага да се отдели ценливата информация от случайни смущения. Всички тези стъпки регулират силата на сигнала точно според необходимостта, като по този начин се запазва цялостната интегритет на данните при преминаването им през различни части на системата. Ако пропуснем този важен етап, всичко следващо се разстройва. Лоши данни водят до грешни заключения, което може сериозно да повлияе на ефективността на цялата система в практиката.
Транзисторите играят жизненоважна роля при обработката на сигнали, защото действат едновременно като ключове и усилватели, което позволява на инженерите ефективно да контролират и настройват сигнали. Тези малки работни коне увеличават силата на сигнала, така че той да работи правилно с различни устройства, което ги прави изключително универсални в най-различни електронни устройства. Когато проектиращите вериги инженери включват транзистори в настройките си за обработка на сигнали, те обикновено постигат по-добро качество на звука и по-малко изкривяване на изхода, което е абсолютно критично за добрите аналогови системи. Повечето инженери ще ви кажат, че независимо дали работят с биполярни преходни транзистори или с тези MOS полеви транзистори, тези компоненти се справят отлично при усилването на слаби сигнали, докато всичко останало остане правилно модулирано. Затова транзисторите остават толкова важни при задачите по обработка на сигнали, където най-важното е чистото и точно предаване.
Транзисторите с метал-оксиден полеви ефект, или MOSFET, както често се наричат, се отличават с високото си входно съпротивление и ниските нива на шум, което ги прави отличен избор при работа с чувствителни схеми за обработка на сигнали. Тези компоненти наистина се проявяват добре в ситуации, когато е важно сигнализацията да остане чиста, като работят еднакво добре както в аналогови, така и в цифрови вериги. Проучвания от различни сектори показват, че използването на MOSFET в схемите всъщност подобрява общата обработка на сигнали. Това е доста важно за всички, които работят в области, където ясната комуникация между устройствата е критична, защото помага за поддържането на качеството както при процесите на изпращане, така и при тези на получаване, без съществено влошаване по време на предаването.
Биполярните преходни транзистори, или БПТ, както често се наричат, работят отлично, когато става дума за усилване на сигнали, особено в онези ситуации на аналогова обработка на сигнали, с които често се сблъскваме. Тези транзистори се отличават там, където се изисква добро усилване по ток, което обяснява защо често се използват в аудио апаратура и радиочестотни вериги. Онова, което отличава БПТ, не е само техният капацитет за усилване. Те могат също така да се включват и изключват доста бързо, което ги прави полезни за определени видове цифрови приложения. И не трябва да забравяме колко универсални са те в различни честотни диапазони. От много ниски честоти чак до високите, БПТ продължават да се използват в безброй електронни проекти, защото инженерите знаят, че ще се справят надеждно с работата.
PNP транзисторите работят най-добре в вериги, които най-често използват отрицателни напрежения, което всъщност е именно за каквото са предназначени. Те помагат за преминаването на ток през веригите по ефективен начин и са важни при регулирането на сигнали в системи за управление на захранването. Когато някой наистина разбере как работят тези транзистори, проектирането на вериги става много по-лесно, особено при работа с електроника, която изисква прецизен контрол върху ситуации с отрицателно напрежение. Уникалните свойства на PNP транзисторите позволяват на инженерите да настройват проектите си така, че да се справят с различни практически проблеми без особен труд.
Изборът на транзистори за вериги за обработка на сигнали изисква да се разгледа колко добре те се справят с различни честоти. Правилният избор гарантира, че компонентите ще работят правилно в необходимия оперативен диапазон. Едно нещо, на което инженерите трябва да обърнат внимание, е т.нар. продукт на усилването и честотната лента на транзистора. Тази характеристика разкрива много за неговото представяне при работа с бързи сигнали. В реални приложения обикновено се налага да се намери точното съчетание между достатъчна честотна лента и добро ниво на усилване на сигнала. Тъй като изискванията за обработка на сигнали варира значително от едно приложение към друго, това балансиране става критично. Познаването на всички тези детайли прави възможно изборът на транзистори, които действително осигуряват по-добри резултати, вместо просто да отговарят на минималните изисквания, посочени на хартия.
Отстраняването на нежелан шум е от голямо значение, когато се опитваме да поддържаме сигнали чисти и ясни. Видът на използвания транзистор прави всичката разлика относно това колко добре работи една верига като цяло. Транзисторите трябва правилно да се справят с шума, ако искаме добри резултати при обработката на сигнали. Термичната стабилност също играе важна роля тук, защото транзисторите работят по-добре, когато остават стабилни в различни температурни диапазони – нещо наистина важно за вериги, които трябва да функционират надеждно ден след ден. Когато избирате транзистори, обърнете внимание както на тяхната способност да намаляват шума, така и да управляват топлината – това ще направи веригите за обработка на сигнали много по-надеждни в реални приложения, където условията не са винаги перфектни.
Получаването на добри резултати от усилватели, базирани на транзистори, всъщност се свежда до това да знаем какви нива на изход и параметри на сигнала са необходими първоначално. Всичко останало следва от това основно разбиране при избора на компоненти и при разбирането как всъщност работи усилването. За различни приложения в промишлеността инженерите често използват схеми с общ емитер или общ колектор, защото те работят добре в много ситуации. Повечето опитни проектиращи знаят, че провеждането на симулации и изграждането на прототипи не е само препоръчително, а напълно необходимо, преди да се премине към серийно производство. Провеждането на тези тестове позволява засичането на проблеми още в началото и осигурява надеждно представяне на крайния продукт в реални условия. В края на краищата никой не иска верига на усилвател, която да излиза от строя, когато най-много ѝ има нужда.
Правилното филтриране и защита на сигнала в електрическите вериги прави голяма разлика, когато става въпрос за надеждна работа. Основната задача на филтрирането е да намали нежелания шум и интерференция, които иначе биха възпрепятствали ефективността на работата на веригата. Когато става въпрос за защита на компонентите, неща като диоди и кондензатори играят важна роля при предпазването на транзисторите от досадните скокове на напрежение и пренатоварвания с ток, които често се случват в реални условия. Подобни защитни мерки всъщност удължават живота на веригите и подобряват тяхното представяне при неблагоприятни условия. Повечето опитни инженери знаят тези неща дълбоко, защото са виждали какво се случва, когато тези защити не са правилно приложени. Транзисторите имат тенденция да се повреждат много по-рано без подходящи предпазни мерки, особено в индустриални среди, където електрическите смущения са чести явления.
Отстраняването на проблеми в етапите на транзисторното кондициониране изисква систематично мислене, за да се установи какво не е наред и да се поправи правилно. Обичайният подход включва първо проверка на качеството на сигнала, след това извършване на термични проверки на компонентите и накрая свързване на осцилоскоп, за да се видят добре всички тези сигнали, които се появяват. Познаването на начина, по който различните транзистори се държат, прави целия процес на диагностициране много по-плавен, така че грешките се забелязват по-бързо. Когато инженерите прилагат правилно тези методи, те откриват досадните проблеми в електрическите вериги по-бързо отпреди, което означава по-добро представяне във всичко, от аудио оборудване до индустриални системи за управление, където надеждната работа на транзисторите е от най-голямо значение.