Што се оперативните принципи на широкопојасен амплификатор?

Основна концепција

Широкопасни усилувач е електронски кружник способен да усиливa сигнали во широк опсег на фреквенции. Спротивно на теснопасните усилувачи, добивот на широкопасните усилувачи останува релативно стабилен во релативно широк опсег на фреквенции.

Принцип на работа

Избор на транзистор и користење на карактеристики

Широкопасните усилувачи обично користат транзистори со високочестотни карактеристики (како што се високочестотни биполарни транзистори или полеви транзистори) како елементи за усиливaње. Земајќи го полевиот транзистор (FET) како пример, FET-тот има карактеристика на висок входен импеданс, што го прави во широкопасниот усилувачки кружник може да се намали влијанието на оптоварувањето на претходниот кружник, така што поефективно може да се прифати и усили входниот сигнал. На високи фреквенции, некои карактеристики на транзисторот (како што се електродна капацитет, гранична фреквенција итн.) ќе влијаат на перформансите на усиливaњето. За широкопасни усилувачи, избирајќи се транзистори со поголема гранична фреквенција, и неблагоприятните ефекти од фактори како што е електродната капацитет можат да се намалат со разумно дизајнирање на кружника.

Структура на кружникот и компенсација на фреквенција

Структура на заедничка емитер-заедничка база (CE-CB) или заедничка извор-заедничка клапа (CS-CG)

Во широкопасните усилувачи, често се користат каскадни структури на заедничка емитер-заедничка база (за биполарни транзистори) или заедничка извор-заедничка клапа (за полеви транзистори). Во случајот на структурата заедничка емитер-заедничка база, стадиот на заедничка емитер дава подголем добив на напон, а стадиот на заедничка база има подобри високочестотни карактеристики (како што е помала входна капацитет и поголема гранична фреквенција). Излезниот сигнал од стадиот на заедничка емитер е директно поврзан со влезот на стадиот на заедничка база, и високочестотната карактеристика на стадиот на заедничка база може да прошири лентата на фреквенции на целокупниот кружник. Оваа структура може ефективно да подобри високочестотната одговорност на усилувачот додека се осигуруваат одредени добиви на напон, така што се постигнува широкопасно усиливaње.

Техника на компенсација на фреквенција

За да се дополнително прошират лентите на фреквенции на усилувачот, исто така се користи техника на компенсација на фреквенција. Една од честите методи е користење на капацитетна компенсација. На пример, со додавање на соодветен компенсаторски капацитет на меѓустадијата на усилувачот, кога фреквенцијата на сигналот се зголемува, капацитетниот реактивен се намалува, што може да дозволи дополнителен пат за сигнал, со што се подобруваат карактеристиките на добив на усилувачот во високочестотната област, која прави добивот на усилувачот подобро стабилен во широк опсег на фреквенции.

Примена на негативна обратна врска

Техниката на негативна обратна врска е широко користена во широкопасните усилувачи. Со воведување на мрежа за негативна обратна врска помеѓу излезот и влезот на усилувачот, може ефективно да се подобрат перформансите на усилувачот. Негативната обратна врска може да намали чувствителноста на добивот на усилувачот, што го прави добивот на усилувачот подобро стабилен во широк опсег на фреквенции. На пример, кога се менува фреквенцијата на входниот сигнал, излезот на усилувачот не испровокира големи флуктуации на добив поради негативната обратна врска. Поминувајќи тоа, негативната обратна врска исто така може да подобри линеарноста на усилувачот, намали шумот и искривувањето, што е многу важно за процесирање на сигнали со различни фреквенции и амплитуди во широкопасно усиливaње.