چه اصولی در عملکرد یک تقویتکننده پهن باند وجود دارد
مفهوم پایه
درآمدگر گستردهباند یک مدار الکترونیکی است که قادر به تقویت سیگنالها در یک محدوده فرکانسی گسترده است. برخلاف درآمدگرهای باند ضيق، دامنه تقویت درآمدگرهای گستردهباند در محدوده فرکانسی نسبتاً گسترده ثابت میماند.
اصول کاری
انتخاب ترانزیستور و استفاده از مشخصات آن
درآمدگرهای گستردهباند معمولاً از ترانزیستورهای با مشخصات فرکانس بالا (مانند ترانزیستورهای دوقطبی فرکانس بالا یا ترانزیستورهای میدانی) به عنوان عناصر تقویت استفاده میکنند. به عنوان مثال، ترانزیستور میدانی (FET) دارای مقاومت ورودی بالاست که این ویژگی باعث میشود در مدار درآمدگر گستردهباند بتوان تأثیر بار روی مدار قبلی را کاهش داد و بهتر سیگنال ورودی را دریافت و تقویت کرد. در فرکانسهای بالا، برخی از مشخصات ترانزیستور (مانند ظرفیت الکترودی، فرکانس قطع و غیره) میتواند عملکرد تقویت را تحت تأثیر قرار دهد. برای درآمدگرهای گستردهباند، ترانزیستورهایی با فرکانس قطع بالاتر انتخاب میشوند و با طراحی مدار مناسب میتوان تأثیرات نامطلوب عواملی مانند ظرفیت الکترودی را کاهش داد.
ساختار مدار و جبران فرکانسی
ساختار مشترک امیتر-مشترک پایه (CE-CB) یا مشترک سورس-مشترک گیت (CS-CG)
در درآمدگرهای گستردهباند، معمولاً از ساختارهای کASCADE مشترک امیتر-مشترک پایه (برای ترانزیستورهای دوقطبی) یا مشترک سورس-مشترک گیت (برای ترانزیستورهای میدانی) استفاده میشود. در ساختار مشترک امیتر-مشترک پایه، مرحله مشترک امیتر دامنه ولتاژ بیشتری ارائه میدهد و مرحله مشترک پایه مشخصات فرکانس بالا بهتری دارد (مانند ظرفیت ورودی کمتر و فرکانس قطع بالاتر). سیگنال خروجی مرحله مشترک امیتر مستقیماً به ورودی مرحله مشترک پایه متصل میشود و ویژگی فرکانس قطع بالای مرحله مشترک پایه میتواند پهنای باند کل مدار را افزایش دهد. این ساختار میتواند توانایی پاسخ فرکانس بالا را در حال حفظ یک دامنه ولتاژ معین بهبود بخشد تا تقویت گستردهباند را به دست آورد.
تکنیک جبران فرکانسی
برای افزایش بیشتر پهنای باند درآمدگر، از تکنیک جبران فرکانسی نیز استفاده میشود. یکی از روشهای معمول استفاده از جبران ظرفیتی است. به عنوان مثال، یک ظرفیت جبرانی مناسب به اتصال بین مراحل درآمدگر اضافه میشود. هنگامی که فرکانس سیگنال افزایش مییابد، واکنش ظرفیتی ظرفیت جبرانی کاهش مییابد که میتواند یک مسیر سیگنال اضافی فراهم کند و در نتیجه مشخصات دامنه تقویت درآمدگر در باند فرکانس بالا را بهبود بخشد و دامنه تقویت درآمدگر را در محدوده فرکانسی گستردهتر ثابتتر کند.
استفاده از بازخورد منفی
تکنولوژی بازخورد منفی به طور گستردهای در درآمدگرهای گستردهباند استفاده میشود. با ایجاد یک شبکه بازخورد منفی بین خروجی و ورودی درآمدگر، عملکرد درآمدگر را میتوان به طور موثر بهبود بخشید. بازخورد منفی میتواند حساسیت دامنه تقویت درآمدگر را کاهش دهد تا دامنه تقویت درآمدگر در محدوده فرکانس گستردهتر ثابتتر شود. به عنوان مثال، زمانی که فرکانس سیگنال ورودی تغییر میکند، خروجی درآمدگر به دلیل بازخورد منفی تغییرات بزرگ در دامنه تقویت را تجربه نمیکند. علاوه بر این، بازخورد منفی میتواند خطی بودن درآمدگر را بهبود بخشد، نویز و تحریف را کاهش دهد که این موضوع برای پردازش سیگنالهای با فرکانسها و دامنههای مختلف در تقویت گستردهباند بسیار مهم است.
