دستگاهی که برق یک مدار الکتریکی را تامین می کند، منبع تغذیه نامیده میشود. دستگاه های الکترونیکی قابل حمل معمولا توسط باتری تامین می شوند، که ارائه دهنده جریان مستقیم می باشد.جریان داخلی، جریان متناوب است و منبع تغذیه از تجهیزات الکترونیکی ای طراحی شده که این جریان را به جریان مستقیم تبدیل کند. علاوه بر این، منبع تغذیه، جریان را در مقدار مشخصی از ولتاژ تامین می کند. منبع تغذیه این عملکردهارا با یکسوکننده، فیلتر و تنظیم کننده ولتاژ انجام می دهد. اکثر منبع تغذیه ها، شامل یک ترانسفورماتور هستند که ولتاژ حاصل از جریان عبوری را کاهش و یا افزایش می دهد.
در ادامه به بررسی دستگاه های اصلی ای همچون دیود، یکسوکننده، نوسان ساز و … می پردازیم. با دیجی اسپارک همراه باشید.
دیود معمولی می تواند جریان متناوب را یکسو کند. بدین شکل که قادر است بخشی از جریان را مسدود کرده بطوری که جریان تنها در یکسو از دیود عبور خواهد کرد. با این حال در مسدود کردن بخشی از جریان، دیود میزان برقی که جریان میتواند تامین کند را کاهش می دهد.یکسو کننده تمام موج قادر به یکسو کردن جریان متناوب، بدون نیاز به مسدود کردن بخشی از آن است. ولتاژ بین دو نقطه در مدار AC بطور منظم از مثبت به منفی و بالعکس تغییر می کند. هنگامی که سیگنال ورودی به یکسو کننده مثبت است نقطه X در ولتاژ بالاتری نسبت به نقطه Y قرار دارد.
سیگنال خروجی تولید شده توسط یکسو کننده تمام موج، یک ولتاژ DC، اما متغیر است. برای آنکه سودمند باشد، این سیگنال باید هموار شود تا یک ولتاژ ثابت را در خروجی تولید کند. یک مدار ساده برای فیلتر کردن سیگنال که در آن یک خازن وجود دارد در موازی با خروجی است. بدین ترتیب خازن پر می شود و با ولتاژ سیگنال ساخته شده توسط یکسو کننده، افزایش می یابد. به محض آنکه افت ولتاژ اتفاق بیفتد، خازن شروع به تخلیه می کند و جریان در خروجی نگهداری می شود. این تخلیه تا جایی ادامه میابد که افزایش ولتاژ پالس بعدی مجددا با ولتاژ دو سر خازن برابر شود.
یک تنظیم کننده ولتاژ برای کمک به نگه داشتن ولتاژ خروجی در سطح مورد نظر استفاده می شود. نوع ساده از تنظیم کننده ولتاژ متشکل از یک مقاومت سری با دیود زنر و موازی با منبع تغذیه می باشد.بدلیل آنکه دیود با بایاس معکوس بالا استفاده می شود، شکست ولتاژ اتفاق می افتد به طوری که دیود یک جریان معکوس را هدایت خواهد کرد. در این حالت، یک تغییر کوچک ولتاژ درون دیود منجر به تغییر بزرگ جریان در دیود می شود. با افزایش ولتاژ ورودی به تنظیم کننده، دیود جریان بیشتری را هدایت می کند و جریان سرتاسر مقاومت افزایش می یابد. این اقدام افت ولتاژ را در سراسر مقاومت افزایش می دهد به طوری که ولتاژ در خروجی یکسان باقی می ماند.
تقویت کننده یک دستگاه الکترونیکی است که یک سیگنال الکتریکی را با افزایش ولتاژ یا جریان تقویت می کند. تقویت کننده ها ضروری ترین اجزای دستگاه های الکترونیکی هستند. به عنوان مثال یک گیرنده رادیویی شامل یک یا چند تقویت کننده برای افزایش قدرت سیگنال ضعیف تولید شده توسط امواج رادیویی در یک آنتن می باشد و یا برای تولید یک سیگنال که می تواند گوشی تلفن یا بلندگو را قدرت بخشد.
تقریبا در تمام تقویت کننده هایی که امروزه استفاده می شوند، سیگنال برای تقویت شدن از یک ترانزیستور تغذیه می کند. در یک ترانزیستور، سیگنال شکل موج خود یا ویژگی های دیگر را بر روی یک جریان الکتریکی قوی تر اعمال می کند که توسط منبع تغذیه آمپلی فایر تولید می شود. تقویت کننده ها با توجه به بخشی از سیگنال ورودی که تکثیر می شود به کلاس های مختلفی تقسیم بندی می شوند. تقویت کننده کلاس A تمامی سیگنال و تقویت کننده کلاس B تنها نیمه مثبت سیگنال و تقویت کننده کلاس C تنها قله سیگنال را، هدایت می کنند. تقویت کننده های کلاس A را زمانی که یک سیگنال باید دقیقا همانگونه که هست تکثیر شود استفاده میکنند، مانند تجهیزات صوتی. تقویت کننده های کلاس C کارآمدترین تقویت کننده ها از مجموع ۳ کلاس هستند. آن ها می توانند مقدار زیادی تشدید را با انحراف، تولید کنند. تقویت کننده های کلاس B کارآمدتر از تقویت کننده های کلاس A هستند، اما از انواع کلاس C انحراف کمتری تولید می کنند.
در بسیاری از تقویت کننده ها بخشی از سیگنال خروجی به ورودی به عنوان بازخورد مجددا هدایت می شود. بازخورد به گونه ای استفاده می شود که در تنظیم سیگنال ورودی کمک میکند. بازخورد منفی خارح از فاز ورودی است در نتیجه سیگنال خروجی را کاهش می دهد. این بازخورد کمک به حفظ خروجی از تقویت کننده در سطح مورد نظر می کند. بازخورد مثبت در فاز ورودی قرار دارد و در نتیجه سیگنال خروجی را افزایش می دهد. این بازخورد برای به حداکثر رساندن خروجی از تقویت کننده، استفاده می شود.
تقویت کننده های عملیاتی، تقویت کننده هایی هستند که سطح بالایی از تقویت را ارائه می دهند. تقویت کننده های عملیاتی به این نام خوانده می شوند چراکه آن ها میتوانند برای انجام عملیات های ریاضی بوسیله سیگنال های آنالوگ مورداستفاده قرر گیرند. تقویت کننده های عملیاتی، دستگاه های خطی ای هستند که خروجی آن ها با ورودی کاملا متفاوت است. نوع مشترک، دیفرانسیل تقویت کننده عملیاتی، سیگنالی که قدرت آن با اختلاف قدرت دو سیگنال ورودی متناسب است تولید می کند. چنین تقویت کننده هایی در کنترل عملکرد تجهیزات اتوماسیون استفاده می شوند.
نوسان ساز یک مدار الکترونیکی است که یک سیگنال منظم متغیر الکتریکی را از جریان مستقیم تولید می کند. نوسان سازها در قلب تمام رادیو، تلویزیون و فرستنده های رادیویی هستند. آن ها همچنین نقش حیاتی ای در عملکرد بیشتر رادیوها و همه گیرنده های تلویزیون ایفا می کنند. در کامپیوتر یک مدار نوسان ساز ساعت، تولید کننده پالس بطور منظم، فاصله ای نامیده می شود که هماهنگی عملیات توسط مدار های منطقی انجام می شود. چنین پالس هایی برای نگه داشتن زمان در ساعت های الکترونیکی استفاده می شوند. یک نوع رایج از نوسان ساز شامل یک مدار تانک ( مخزن ) و یک مدار شکل گرفته از یک سلف و یک خازن می شود. چنین مداری یک سیگنال نوسانی می سازد که فرکانس آن بستگی به ظرفیت خازنی و اندکتانس مدار دارد و در مدار با یک منبع تغذیه DC و یک ترانزیستور استفاده می شوند، که قدرت جریان نوسانی با استفاده از بازخورد مثبت حفظ می شود. برخی از نوسان سازها شامل خازن های متغیر هستند که اجازه می دهند فرکانس نوسانات اصلاح شوند. نوسان ساز کوارتز-کنترل شامل یک کریستال کوارتز است که به از بین بردن هرگونه تغییرات در فرکانس سیگنال کمک می کند.
