Verstärker (Elektrotechnik)
Ein Verstärker ist ein (meist) elektronisches Gerät, das ein eingehendes Signal verstärkt weitergibt. Man unterscheidet bei elektronischen Verstärkern zwischen Stromverstärkung, Spannungsverstärkung und Leistungsverstärkung.
Einsatz
Verstärker kommen in allen Bereichen der Technik zum Einsatz. Im täglichen Leben werden sie meistens bei der Spannungsverstärkung und mit Spannungsanpassung in der Nachrichtentechnik, in der Unterhaltungselektronik (Effektgeräte, der elektronischen Musikinstrumente und bei elektrischen Musikinstrumenten) eingesetzt.
In der Unterhaltungselektronik und in der Audiotechnik kommt es besonders auf HiFi-Qualität an. Deshalb muss beim Verstärker für einen großen Frequenzbereich, der im Hörbereich liegen soll, und für einen geraden Frequenzgang der Modulationsspannung sowie für geringe Verzerrungen gesorgt werden. Dies ist in der allgemeinen Leistungs-Verstärkertechnik nicht unbedingt Voraussetzung.
Funktion
Das eigentlich verstärkende Bauelement ist meist elektronisch, zum Beispiel ein Transistor oder eine Elektronenröhre. Aber auch pneumatische und mechanische Verstärker sind bekannt. In der Hochfrequenztechnik kommen auch Maser und IMPATT-Dioden (in parametrischen Verstärkern) zum Einsatz. Als besonders rauscharme Verstärker werden in der Messtechnik in einigen wenigen Fällen auch SQUIDs eingesetzt.
Der Leistungsbereich reicht von wenigen µW (Hörgerät) bis zu mehreren hundert kW (Rundfunk- und Radarsender).
Meistens soll die Verstärkung der Spannung in einem bestimmten Frequenzbereich, der durch die untere und die obere Grenzfrequenz gekennzeichnet ist, konstant sein. Es gibt aber auch andere Übertragungsfunktionen, wie zum Beispiel beim Entzerrer-Vorverstärker (EQ = Equalizer). In solchen Fällen lässt sich der Spannungsverstärker gedanklich in einen idealen, breitbandigen Verstärker und einen Filter zerlegen.
Außer analogen Spannungsverstärkern gibt es auch verschiedene Arten von digitalen Verstärkern, bei denen ein analoges Signal zunächst mit einem Analog-Digital-Umsetzer (ADU) digitalisiert wird, dann verstärkt und mit einem Digital-Analog-Umsetzer (DAU) wieder in eine Modulationsspannung zurückgewandelt wird.
Störungen
Unvermeidbare Störungen beim Verstärken von Signalen sind Rauschen (siehe auch: Signal-Rausch-Abstand) sowie lineare, nichtlineare und Intermodulationsverzerrungen.
Anforderungen
In der Messtechnik werden besondere Anforderungen an die Genauigkeit, Rauschzahl, Stabilität und den Frequenzgang, das ist die Abhängigkeit des Verstärkungsfaktors von der Frequenz, der Verstärker gestellt.
Wenn es in der Unterhaltungselektronik und in der Audiotechnik auf HiFi-Qualität ankommt, muss für einen großen Frequenzbereich, der im Hörbereich liegen soll, für einen geraden Frequenzgang und für geringe Verzerrungen (Klirrfaktor) des Signals gesorgt werden.
Dagegen gehört das Thema "Gehörrichtige Lautstärke" zur Psychoakustik.