Apakah prinsip kerja pengamplifikasi lebar pita?

Konsep asas

Pemalar lebar pita adalah litar elektronik yang mampu memperbesar isyarat dalam julat frekuensi yang luas. Berbeza dengan pemalar sempit pita, keuntungan pemalar lebar pita kekal relatif stabil dalam julat frekuensi yang agak luas.

Prinsip kerja

Pilihan transistor dan penggunaan ciri-ciri

Pemalar lebar pita biasanya menggunakan transistor dengan ciri-ciri frekuensi tinggi (seperti transistor bipolar frekuensi tinggi atau transistor kesan medan) sebagai elemen pemperbesaran. Mengambil contoh transistor kesan medan (FET), FET mempunyai ciri rintangan input tinggi, yang membuatnya dalam litar pemalar lebar pita dapat mengurangkan beban pengaruh pada litar sebelumnya, supaya lebih baik menerima dan memperbesar isyarat input. Pada frekuensi tinggi, beberapa ciri transistor (seperti kapasitans elektrod, frekuensi potong, dll.) akan mempengaruhi prestasi pemperbesaran. Untuk pemalar lebar pita, transistor dengan frekuensi potong yang lebih tinggi akan dipilih, dan kesan buruk faktor-faktor seperti kapasitans elektrod boleh dikurangkan melalui reka bentuk litar yang wajar.

Struktur litar dan kompensasi frekuensi

Struktur emiter biasa pangkalan biasa (CE-CB) atau sumber biasa pintu biasa (CS-CG)

Dalam pemalar lebar pita, struktur bertingkat emiter biasa - pangkalan biasa (untuk transistor bipolar) atau sumber biasa - pintu biasa (untuk transistor kesan medan) sering digunakan. Dalam kasus struktur emiter biasa - pangkalan biasa, tahap emiter biasa menyediakan keuntungan voltan yang lebih besar, dan tahap pangkalan biasa mempunyai ciri-ciri frekuensi tinggi yang lebih baik (seperti kapasitans input yang lebih rendah dan frekuensi potong yang lebih tinggi). Isyarat output tahap emiter biasa disambung secara langsung ke input tahap pangkalan biasa, dan ciri frekuensi potong tinggi tahap pangkalan biasa boleh memanjangkan lebar pita seluruh litar. Struktur ini boleh meningkatkan kemampuan respons frekuensi tinggi pemalar sambil menjamin keuntungan voltan tertentu, untuk mencapai pemperbesaran lebar pita.

Teknik kompensasi frekuensi

Untuk memanjangkan lebar pita pemalar lebih lanjut, teknik kompensasi frekuensi juga digunakan. Salah satu kaedah umum adalah penggunaan kompensasi kapasitans. Sebagai contoh, kapasitor kompensasi yang sesuai ditambah ke sambungan antara tahap pemalar. Apabila frekuensi isyarat meningkat, reaktans kapasitans kapasitor kompensasi berkurang, yang boleh memberikan laluan isyarat tambahan, seterusnya meningkatkan ciri-ciri keuntungan pemalar dalam julat frekuensi tinggi, menjadikan keuntungan pemalar lebih stabil dalam julat frekuensi yang luas.

Penggunaan maklum balik negatif

Teknologi maklum balik negatif banyak digunakan dalam pemalar lebar pita. Dengan memperkenalkan rangkaian maklum balik negatif antara output dan input pemalar, prestasi pemalar boleh ditingkatkan dengan berkesan. Maklum balik negatif boleh mengurangkan sensitiviti keuntungan pemalar, menjadikan keuntungan pemalar lebih stabil dalam julat frekuensi yang luas. Sebagai contoh, apabila frekuensi isyarat input berubah, output pemalar tidak mengalami fluktuasi keuntungan yang besar kerana maklum balik negatif. Selain itu, maklum balik negatif juga boleh meningkatkan lineariti pemalar, mengurangkan hingar dan penyimpangan, yang sangat penting untuk memproses isyarat dengan frekuensi dan amplitud yang berbeza dalam pemperbesaran lebar pita.