Ano ang mga prinsipyo ng operasyon ng isang wideband amplifier?

Pangunahing konsepto

Ang malawak na bandang amplipyer ay isang elektronikong sirkwito na may kakayahan na palakihin ang mga senyal sa isang malawak na saklaw ng frekwensiya. Sa kabaligtaran ng mga narrowband amplipyer, ang gain ng mga malawak na bandang amplipyer ay nananatiling relatibong matatag sa isang relatibong malawak na saklaw ng frekwensiya.

Pamamaraan ng paggana

Pagpili ng transistor at paggamit ng katangian

Karaniwang ginagamit ng mga malawak na bandang amplipyer ang mga transistor na may mataas na katangian ng frekwensiya (tulad ng mataas na frekwensiyang bipolar transistor o field effect transistor) bilang mga elemento ng paglalaki. Bilang halimbawa, ang FET ay may katangian ng mataas na input impedance, na nagbibigay-daan nito sa sirkwito ng malawak na bandang amplipyer upang mabawasan ang epekto ng load sa naunang sirkwito, upang mas mahusay na tumanggap at palakihin ang input signal. Sa mataas na frekwensiya, ilang katangian ng transistor (tulad ng electrode capacitance, cutoff frequency, atbp.) ay maaaring makaapekto sa performance ng paglalaki. Para sa mga malawak na bandang amplipyer, pipiliin ang mga transistor na may mas mataas na cutoff frequency, at maaaring mabawasan ang hindi magandang epekto ng mga factor tulad ng electrode capacitance sa pamamagitan ng maayos na disenyo ng sirkwito.

Struktura ng sirkwito at frequency compensation

Common emitter common base (CE-CB) o common source common gate (CS-CG) structure

Sa mga malawak na bandang amplipyer, karaniwang ginagamit ang cascade structures ng common emitter - common base (para sa bipolar transistors) o common source - common gate (para sa field-effect transistors). Sa kasong ito ng common-fire common-base structure, ang common-fire stage ay nagbibigay ng mas malaking voltage gain, at ang common-base stage ay may mas mahusay na high-frequency characteristics (tulad ng mas mababang input capacitance at mas mataas na cutoff frequency). Ang output signal ng common-emitter stage ay direktang coupled sa input ng common-base stage, at ang mataas na cutoff frequency characteristic ng common-base stage ay maaaring palawakin ang bandwidth ng buong sirkwito. Ang strukturang ito ay maaaring makapag-improve ng mahusay ang high frequency response ability ng amplipyer habang sinisigurado ang tiyak na voltage gain, upang makamit ang broadband amplification.

Frequency compensation technique

Upang mas palawakin pa ang bandwidth ng amplipyer, ginagamit din ang frequency compensation technology. Isa sa mga karaniwang paraan ay ang paggamit ng capacitance compensation. Halimbawa, idinadagdag ang isang angkop na compensation capacitor sa interstage connection ng amplipyer. Kapag tumaas ang frekwensiya ng signal, ang capacitive reactance ng compensation capacitor ay bumababa, na maaaring magbigay ng isang karagdagang signal path, na nagreresulta sa pag-improve ng gain characteristics ng amplipyer sa mataas na frequency band, na nagpapahusay ng stability ng gain ng amplipyer sa malawak na saklaw ng frekwensiya.

Ang aplikasyon ng negative feedback

Malawakang ginagamit ang teknolohiya ng negative feedback sa mga malawak na bandang amplipyer. Sa pamamagitan ng pag-introduce ng isang negative feedback network sa pagitan ng output at input ng amplipyer, maaaring makapag-improve ng mahusay ang performance ng amplipyer. Ang negative feedback ay maaaring mabawasan ang sensitivity ng gain ng amplipyer, na nagpapahusay ng stability ng gain ng amplipyer sa malawak na saklaw ng frekwensiya. Halimbawa, kapag nagbago ang frekwensiya ng input signal, hindi mararanasan ng output ng amplipyer ang malaking pagbabago sa gain dahil sa negative feedback. Bukod dito, maaari ring mapabuti ng negative feedback ang linearity ng amplipyer, bawasan ang noise at distortion, na napakahalaga para sa pagproseso ng mga signal na may iba't ibang frekwensiya at amplitude sa broadband amplification.