Äänivahvistimen historia

Äänivahvistin on laite, jota käytetään lisäämään äänenvoimakkuutta pienellä teholla, jotta sitä voidaan käyttää kaiuttimissa. Se on yleensä viimeinen vaihe äänen palauteketjussa tai äänen siirtyminen äänitulosta äänilähtöön. Tätä tekniikkaa on useita sovelluksia, mukaan lukien niiden käyttö kuulutusjärjestelmissä ja konserteissa. Äänivahvistimilla voi olla merkitystä myös yksilöille, koska niitä käytetään kodin äänijärjestelmissä. Itse asiassa henkilökohtaisten tietokoneiden äänikorteilla on todennäköisesti äänenvahvistimet.

Ensimmäisen äänentoistovahvistimen valmisti vuonna 1906 mies nimeltä Lee De Forest ja se tuli triodiputkiputken muodossa. Tämä erityinen mekanismi kehittyi Audionista, jonka kehitti De Forest. Toisin kuin triodi, jossa on kolme elementtiä, Audionilla oli vain kaksi eikä se vahvistanut ääntä. Myöhemmin samana vuonna keksittiin triodi, laite, joka kykenee säätämään elektronien liikkumista hehkulangasta levyyn ja siten moduloimaan ääntä. Se oli elintärkeää ensimmäisen AM-radion keksimisessä.

Toisen maailmansodan jälkeen tekniikka lisääntyi sodan aikana kehittyneiden edistysaskeleiden vuoksi. Varhaisimmat audiovahvistimet valmistettiin tyhjiöputkista tai venttiileistä. Esimerkki näistä on Williamson-vahvistin, joka otettiin käyttöön vuonna 1946. Tuolloin tätä laitetta pidettiin kärjessä ja tuotti korkealaatuisempaa ääntä verrattuna muihin tuolloin käytettävissä oleviin vahvistimiin. Äänivahvistimien markkinat olivat vahvat ja venttiilityyppisiä laitteita voidaan omistaa kohtuuhintaan. 1960-luvulle mennessä gramofonit ja televisiot tekivät venttiilivahvistimista melko suosittuja.

1970-luvulla venttiilitekniikka korvattiin piitransistorilla. Vaikka venttiilejä ei pyyhitty kokonaan pois, mikä käy ilmi vahvistintarkoituksiin käytettyjen katodisädeputkien suosiosta, piitransistoreita esiintyi yhä enemmän. Transistorit vahvistavat ääntä muuttamalla äänitulon jännitettä puolijohteiden avulla. Syyt transistoreiden etusijalle venttiileihin nähden olivat ne, että ne olivat pienempiä ja siten energiatehokkaampia. Näiden lisäksi ne vähentävät myös paremmin vääristymiä ja olivat halvempia tehdä.

Suurinta osaa nykyään käytössä olevista audiovahvistimista pidetään puolijohdetransistoreina. Esimerkki tästä on kaksisuuntainen liitostransistori, jossa on kolme puolijohdemateriaalista valmistettua elementtiä. Toinen eräänlainen vahvistin, jota on käytetty viime vuosina, on MOSFET tai metallioksidipuolijohdekenttätransistori. Julius Edgar Lilienfeldin keksi, se käsiteltiin ensimmäisen kerran vuonna 1925 ja sillä on sekä digitaalisia että analogisia piirisovelluksia.

Vaikka kiinteän tilan vahvistimet tarjosivat mukavuutta ja tehokkuutta, ne eivät silti pystyneet tuottamaan venttiileistä valmistettujen laatuja. Vuonna 1872 Matti Otala löysi syyn tähän: intermodulaatiovääristymä (TIM). Tämäntyyppinen vääristymä johtui äänen lähtölaitteen jännitteen nopeasta kasvusta. Lisätutkimus korjasi tämän ongelman ja johti siten vahvistimiin, jotka poistavat TIM: n.