Zisk (elektrotechnika)

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Zisk operačného zosilňovača sa dá v širokom rozsahu nastaviť voľbou veľkostí spätnoväzobných rezistorov.

Zisk je v elektrotechnike miera schopnosti obvodu, najčastejšie zosilňovača, zväčšiť výkon alebo amplitúdu signálu. Spravidla sa definuje ako pomer výkonu alebo amplitúdy signálu na výstupe obvodu voči výkonu (amplitúde) na vstupe.

Zisky rozličných obvodov môžu nadobúdať hodnoty, líšiace sa aj o niekoľko rádov. Zisk sa preto najčastejšie definuje na logaritmickej stupnici, ako desiatkový logaritmus pomeru hodnôt a vyjadruje sa v decibeloch (dB). Logaritmické vyjadrenie korešponduje aj s ľudskou fyziológiou, keďže človek vníma intenzity (napr. zvuku, svetla) tiež približne logaritmicky – pre každé subjektívne zvýšenie intenzity vnemu o určitú konštantnú mieru je potrebné zniekoľkonásobiť intenzitu podnetu.

Zisk je bezrozmerná veličina (hoci jednotka dB môže zvádzať myslieť si niečo iné, znamená však len to, že ide o logaritmické vyjadrenie veľkosti bezrozmerného pomeru). Pri jeho uvádzaní musí byť preto zrejmé (buď explicitne, alebo z kontextu), na ktorú veličinu, charakterizujúcu signál, sa vzťahuje. V opačnom prípade by bol údaj nejednoznačný. Napr. hodnota zisku 5 môže znamenať zväčšenie výkonu, napätia, alebo prúdu na 5-násobok pôvodnej hodnoty.

Výkonový zisk[upraviť | upraviť zdroj]

Výkonový zisk v decibeloch sa definuje ako:

A_\mathrm{dB} = 10 \log \left( {\frac{P_1}{P_0}}\right)\ \mathrm{dB}

kde P0 je vstupný a P1 výstupný výkon.

Napäťový zisk[upraviť | upraviť zdroj]

V prípade, že chceme výkonový zisk vyjadriť s použitím napätia, dostaneme s využitím substitúcie (P=U 2/R) výraz:

A_\mathrm{dB} = 10 \log{\frac{(\frac{{U_1}^2}{R_1})}{(\frac{{U_0}^2}{R_0})}}\ \mathrm{dB}

V špeciálnom prípade, ak sa vstupná a výstupná impedancia zhodujú (R_1 = R_0), môžeme výraz ďalej zjednodušiť:

A_\mathrm{dB} = 10 \log \left( {\frac{U_1}{U_0}} \right)^2 = 20 \log \left( {\frac{U_1}{U_0}} \right)\ \mathrm{dB}

Tento zjednodušený výraz vyjadruje napäťový zisk obvodu v decibeloch. S výkonovým ziskom sa zhoduje jedine v prípade, ak sú impedancie na vstupe a výstupe obvodu identické.

Prúdový zisk[upraviť | upraviť zdroj]

Podobne, po dosadení (P=I 2R), dostaneme výraz:

A_\mathrm{dB} = 10 \log{\frac{{I_1}^2 R_1}{{I_0}^2 R_0}}\ \mathrm{dB}

A v špeciálnom prípade zhodnej impedancie:

A_\mathrm{dB} = 10 \log \left( {\frac{I_1}{I_0}} \right)^2 = 20 \log \left( {\frac{I_1}{I_0}} \right)\ \mathrm{dB}

Tento výraz vyjadruje prúdový zisk obvodu v decibeloch. Podobne ako pri napäťovovom zisku platí, že s výkonovým ziskom sa zhoduje jedine v prípade, ak sú impedancie na vstupe a výstupe obvodu identické.

Zisk antény[upraviť | upraviť zdroj]

Bližšie informácie v hlavnom článku: Zisk antény

Pre antény sa zisk definuje inak. Udáva smerovosť a účinnosť antény v porovnaní s ideálnou všesmerovou anténou alebo dipólom.

Referencie[upraviť | upraviť zdroj]

  • Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Gain na anglickej Wikipédii.