Põhiline mõiste
Laialdaselt sagedusskala katab laiendusvahetaja on elektroniline skeem, mis suudab signaale tugevdada laia sagedusvaldkonnas. Laialdaselt sagedusskala katab laiendusvahetajate võime jätab üheolulise stabiilseks laias sagedusvaldkonnas, erinevalt kitsas sageduskäigu laiendusvahetajatest.
Töötamise printsiip
Transistori valik ja omaduste kasutamine
Laiendusvahetajad kasutavad tavaliselt transistoreid, millel on kõrge sagedusega omadused (nt kõrge sagedusega bipolaarsed transistrid või väljatõmmendustransistrid) tugevduselemendina. Väljatõmmendustransistri (FET) näitel, FET-l on omadus kõrge sisendsüsteem, mis võimaldab laiendusvahetajate skeemides vähendada eelmise süsteemi koormuse mõju, et paremini vastu võtta ja tugevdada sisendsignaali. Kõrgete sagedustega mõned transistri omadused (nt elektroodide kapatsiteet, lõikesagedus jne) mõjutavad tugevduse performantsi. Laiendusvahetajate puhul valitakse kõrgema lõikesagedusega transistreid, ja asjakohase skeemiga saab vähendada negatiivsete tegurite nagu elektroodi kapatsiteedi mõju.
Skeemi struktuur ja sageduse kompenseerimine
Ühise emiteri-ühise baasi (CE-CB) või ühise allikaga-ühise värava (CS-CG) struktuur
Laiendusvahetajates kasutatakse tavaliselt ühise emiteri-ühise baasi (bipolaarse transistri puhul) või ühise allikaga-ühise värava (väljatõmmendustransistri puhul) kaskade struktuure. Ühise emiteri-ühise baasi struktuuri puhul pakub ühine emiteri staadium suurema voltagi tugevduse, samas kui ühine baasi staadiums on paremad kõrge sagedusega omadused (nt madalam sisendkapatsiteet ja kõrgem lõikesagedus). Ühise emiteri staadiumi väljundsignaal on otse kombineeritud ühise baasi staadiumi sisendiga, ja ühise baasi staadiumi kõrge lõikesageduslaieneb terve skeemi laiendusvahetajaks. See struktuur suudab tõhusalt parandada laiendusvahetaja kõrge sagedusega reageerimisvõimet, tagades teatud voltagi tugevduse, et saavutada laiendusvahetamine.
Sageduse kompenseerimistechnika
Laiendusvahetaja laiendamiseks kasutatakse ka sageduse kompenseerimistechnikat. Üks tavalisi meetodeid on kasutada kapatsiteedikompenseerimist. Näiteks lisatakse sobiv kompenseerimiskapatsitor laiendusvahetaja staadiumite vahel. Kui signaali sagedus kasvab, väheneb kompenseerimiskapatsitori kapatsiteedireaktants, mis pakub lisasignaaliteed, parandades laiendusvahetaja tugevduse omadusi kõrge sagedusega, muutes laiendusvahetaja tugevduse stabiilsemaks laias sagedusvaldkonnas.
Negatiivse tagasiside rakendamine
Negatiivne tagasiside tehnikat kasutatakse laialdaselt laiendusvahetajates. Negatiivse tagasiside võrgu lisamisel laiendusvahetaja väljundist ja sisendisse saab tõhusalt parandada laiendusvahetaja performantsi. Negatiivne tagasiside vähendab laiendusvahetaja tugevduse tundlikkust, muutes laiendusvahetaja tugevduse stabiilsemaks laias sagedusvaldkonnas. Näiteks, kui sisendsignaali sagedus muutub, ei pruugi laiendusvahetaja väljund kogeda suuri tugevduse lünki negatiivse tagasiside tõttu. Lisaks parandab negatiivne tagasiside laiendusvahetaja lineaarsust, vähendades müra ja distorsiooni, mis on väga oluline erinevate sageduste ja amplituudidega signaalide töötlemisel laiendusvahetamisel.
