Ποια είναι τα λειτουργικά πρinciples ενός ευρύμετρου επεξεργαστή;

Βασική έννοια

Ένα ευρύπεδο ενισχυτής είναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που είναι σε θέση να ενισχύει σήματα σε μεγάλο φάσμα συχνοτήτων. Σε αντίθεση με τους ενισχυτές στενού φάσματος, η αύξηση των ευρύπεδων ενισχυτών παραμένει σχετικά σταθερή σε ένα μεγάλο φάσμα συχνοτήτων.

Σύνθεση λειτουργίας

Επιλογή τρανζίστορ και χρήση χαρακτηριστικών

Οι ευρύπεδοι ενισχυτές χρησιμοποιούν συνήθως τρανζίστορ με υψηλές χαρακτηριστικές συχνοτήτων (όπως τρανζίστορ δίπολων υψηλής συχνότητας ή τρανζίστορ πεδίου) ως στοιχεία ενίσχυσης. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον τρανζίστορ πεδίου (FET), ο FET έχει το χαρακτηριστικό υψηλής εισόδου αντίστασης, το οποίο τον κάνει να μειώνει την επίδραση του φορτίου στο προηγούμενο κύκλωμα, έτσι ώστε να επεξεργάζεται και να ενισχύει καλύτερα το εισερχόμενο σήμα. Σε υψηλές συχνότητες, κάποια χαρακτηριστικά του τρανζίστορ (όπως η ικανότητα των ηλεκτρόδων, η συχνότητα κατακόπτη, κλπ.) θα επηρεάσουν την απόδοση ενίσχυσης. Για ευρύπεδους ενισχυτές, επιλέγονται τρανζίστορ με υψηλότερη συχνότητα κατακόπτη, και οι αρνητικές επιπτώσεις παραγόντων όπως η ικανότητα των ηλεκτρόδων μπορούν να μειωθούν μέσω λογικής σχεδίασης κυκλώματος.

Δομή κυκλώματος και αντιστάθμιση συχνότητας

Κοινή εκπομπή - κοινή βάση (CE-CB) ή κοινή πηγή - κοινό πύλη (CS-CG) δομή

Στους ευρύπεδους ενισχυτές, συχνά χρησιμοποιούνται καταδεξιωμένες δομές κοινής εκπομπής - κοινής βάσης (για τρανζίστορ δίπολων) ή κοινής πηγής - κοινής πύλης (για τρανζίστορ πεδίου). Στην περίπτωση της κοινής εκπομπής - κοινής βάσης, η φάση κοινής εκπομπής παρέχει μεγαλύτερη αύξηση τάσης, ενώ η φάση κοινής βάσης έχει καλύτερα χαρακτηριστικά υψηλών συχνοτήτων (όπως χαμηλότερη εισόδου ικανότητα και υψηλότερη συχνότητα κατακόπτη). Το εξόδικο σήμα της φάσης κοινής εκπομπής συνδέεται άμεσα με την είσοδο της φάσης κοινής βάσης, και το υψηλότερο χαρακτηριστικό συχνότητας κατακόπτη της φάσης κοινής βάσης μπορεί να επεκτείνει το πλάτος του πλήθους του συνόλου του κυκλώματος. Αυτή η δομή μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την απόδοση υψηλών συχνοτήτων του ενισχυτή, ενώ εξασφαλίζει μια συγκεκριμένη αύξηση τάσης, έτσι ώστε να επιτευχθεί η ευρύπεδη ενίσχυση.

Τεχνική αντιστάθμισης συχνότητας

Για να επεκταθεί περαιτέρω το πλάτος του πλήθους του ενισχυτή, χρησιμοποιείται επίσης η τεχνική αντιστάθμισης συχνότητας. Μία από τις κοινές μέθοδοι είναι η χρήση αντιστάθμισης με ικανότητα. Για παράδειγμα, προστίθεται ένα κατάλληλο αντισταθμιστικό καταναλωτής στη σύνδεση μεταξύ σταδίων του ενισχυτή. Όταν η συχνότητα του σήματος αυξάνεται, η αντιδραστική αντίσταση του αντισταθμιστικού καταναλωτή μειώνεται, παρέχοντας ένα επιπλέον μονοπάτι για το σήμα, έτσι ώστε να βελτιωθούν τα χαρακτηριστικά αύξησης του ενισχυτή στο υψηλό συχνότητας φάσμα, κάνοντας την αύξηση του ενισχυτή πιο σταθερή σε ευρύ φάσμα συχνοτήτων.

Η εφαρμογή αρνητικής ανατροφοδότησης

Η τεχνολογία αρνητικής ανατροφοδότησης χρησιμοποιείται ευρέως σε ευρύπεδους ενισχυτές. Μέσω της εισαγωγής ενός δικτύου αρνητικής ανατροφοδότησης μεταξύ της εξόδου και της είσοδου του ενισχυτή, μπορεί να βελτιωθεί αποτελεσματικά η απόδοση του ενισχυτή. Η αρνητική ανατροφοδότηση μπορεί να μειώσει την ευαισθησία αύξησης του ενισχυτή, κάνοντας την αύξηση του ενισχυτή πιο σταθερή σε ευρύ φάσμα συχνοτήτων. Για παράδειγμα, όταν η συχνότητα του εισερχόμενου σήματος αλλάζει, η έξοδος του ενισχυτή δεν βιώνει μεγάλες κυμαίνονται στην αύξηση λόγω της αρνητικής ανατροφοδότησης. Επιπλέον, η αρνητική ανατροφοδότηση μπορεί επίσης να βελτιώσει τη γραμμικότητα του ενισχυτή, να μειώσει το θόρυβο και την καταστροφή, το οποίο είναι πολύ σημαντικό για την επεξεργασία σημάτων διαφορετικών συχνοτήτων και πλάτους σε ευρύπεδη ενίσχυση.