چه اصول عملیاتی برای یک تقویتکننده پهن باند وجود دارد
کانسپی بסיסی
تقویتکننده پهنباند مدار الکترونیکی است که قادر به تقویت سیگنالها در محدوده فرکانسی وسیعی است. برخلاف تقویتکنندههای باریکباند، تقویتکنندههای پهنباند دارای ثبات نسبی در محدوده فرکانسی وسیع هستند.
اصول کاری
انتخاب ترانزیستور و استفاده از مشخصات آن
تقویتکنندههای پهنباند معمولاً از ترانزیستورهای با مشخصات فرکانس بالا (مانند ترانزیستورهای دوقطبی فرکانس بالا یا ترانزیستورهای میدان افکت) به عنوان عناصر تقویت استفاده میکنند. به عنوان مثال، ترانزیستور میدان افکت (FET) دارای مقاومت ورودی بالا است که در مدار تقویتکننده پهنباند میتواند تأثیر بار روی مدار قبلی را کاهش دهد و بهترین شرایط را برای دریافت و تقویت سیگنال ورودی فراهم کند. در فرکانسهای بالا، برخی مشخصات ترانزیستور (مانند ظرفیت الکترودی، فرکانس قطع و غیره) میتواند عملکرد تقویت را تحت تأثیر قرار دهد. برای تقویتکنندههای پهنباند، ترانزیستورهایی با فرکانس قطع بالاتر انتخاب میشوند و تأثیرات منفی عواملی مانند ظرفیت الکترودی میتواند با طراحی مدار مناسب کاهش یابد.
ساختار مدار و جبران فرکانسی
ساختار خروجی مشترک-پایه مشترک (CE-CB) یا منبع مشترک-دریچه مشترک (CS-CG)
در تقویتکنندههای پهنباند، اغلب از ساختارهای پشت سر هم خروجی مشترک-پایه مشترک (برای ترانزیستورهای دوقطبی) یا منبع مشترک-دریچه مشترک (برای ترانزیستورهای میدان افکت) استفاده میشود. در ساختار خروجی مشترک-پایه مشترک، مرحله خروجی مشترک تقویت ولتاژ بیشتری فراهم میکند و مرحله پایه مشترک مشخصات فرکانس بالاتر (مانند ظرفیت ورودی کمتر و فرکانس قطع بالاتر) دارد. سیگنال خروجی مرحله خروجی مشترک مستقیماً به ورودی مرحله پایه مشترک متصل میشود و مشخصه فرکانس قطع بالای مرحله پایه مشترک میتواند پهنای باند کل مدار را افزایش دهد. این ساختار میتواند توانایی پاسخ فرکانس بالا تقویتکننده را به طور موثر افزایش دهد و همزمان تضمین کند که تقویت ولتاژی مناسبی وجود داشته باشد، به طوری که تقویت پهنباند حاصل شود.
تکنیک جبران فرکانسی
برای افزایش بیشتر پهنای باند تقویتکننده، از تکنیک جبران فرکانسی نیز استفاده میشود. یکی از روشهای معمول استفاده از جبران ظرفیتی است. به عنوان مثال، ظرفیت جبرانی مناسبی به اتصال بین مراحل تقویتکننده اضافه میشود. وقتی فرکانس سیگنال افزایش مییابد، واکنش ظرفیتی ظرفیت جبرانی کاهش مییابد که میتواند مسیر سیگنال اضافی فراهم کند، بنابراین مشخصات تقویت تقویتکننده در محدوده فرکانس بالا بهبود مییابد و تقویت تقویتکننده در محدوده فرکانس وسیعتری ثابتتر میشود.
استفاده از بازخورد منفی
تکنولوژی بازخورد منفی به طور گسترده در تقویتکنندههای پهنباند استفاده میشود. با ایجاد شبکه بازخورد منفی بین خروجی و ورودی تقویتکننده، عملکرد تقویتکننده به طور موثر بهبود مییابد. بازخورد منفی میتواند حساسیت تقویت تقویتکننده را کاهش دهد و تقویت تقویتکننده را در محدوده فرکانس وسیعتری ثابتتر کند. به عنوان مثال، وقتی فرکانس سیگنال ورودی تغییر میکند، خروجی تقویتکننده به دلیل بازخورد منفی تغییرات بزرگ در تقویت را تجربه نمیکند. علاوه بر این، بازخورد منفی میتواند خطی بودن تقویتکننده را بهبود بخشد، نویز و تحریف را کاهش دهد که برای پردازش سیگنالهای با فرکانسها و دامنههای مختلف در تقویت پهنباند بسیار مهم است.
