Ano ang mga prinsipyo ng operasyon ng isang wideband amplifier?

Pangunahing konsepto

Ang isang malawak na amplipyer ay isang elektronikong sirkwito na may kakayahang palakihin ang mga senyal sa malawak na saklaw ng frekwensiya. Sa kabaligtaran ng mga amplipyer na may mahigpit na band, ang gain ng mga malawak na amplipyer ay nananatiling relatyibong matatag sa isang relatibong malawak na saklaw ng frekwensiya.

Pamamaraan ng paggana

Pagpili at paggamit ng katangian ng transistor

Karaniwang ginagamit ng mga malawak na amplipyer ang mga transistor na may mataas na katangiang pamprekwensiya (tulad ng mataas na prekwensiya na bipolar na transistor o field effect transistor) bilang mga elemento ng pagpapalaki. Bilang halimbawa, ang FET ay may katangian ng mataas na input impedance, na nagpapahintulot nito sa sirkwito ng malawak na amplipyer na mabawasan ang epekto ng load sa nakaraang sirkwito, upang mas maayos na tumanggap at palakihin ang input signal. Sa mataas na prekwensiya, ang ilang katangian ng transistor (tulad ng kapasidad ng electrode, cutoff frequency, atbp.) ay maaaring makaapekto sa performance ng pagpapalaki. Para sa mga malawak na amplipyer, pipiliin ang mga transistor na may mas mataas na cutoff frequency, at maaaring bawasan ang hindi magandang epekto ng mga factor tulad ng kapasidad ng electrode sa pamamagitan ng makatarungang disenyo ng sirkwito.

Struktura ng sirkwito at kompensasyon ng prekwensiya

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

Sa mga malawak na amplipyer, karaniwang ginagamit ang kasunod na strukturang common emitter - common base (para sa bipolar na transistor) o common source - common gate (para sa field-effect transistor). Sa kasong ito ng common-emitter common-base, ang common-emitter stage ay nagbibigay ng mas malaking voltage gain, at ang common-base stage ay may mas mahusay na katangiang pamprekwensiya (tulad ng mas mababang input capacitance at mas mataas na cutoff frequency). Ang output signal ng common-emitter stage ay direktang kinokonekta sa input ng common-base stage, at ang mataas na cutoff frequency characteristic ng common-base stage ay maaaring i-extend ang bandwidth ng buong sirkwito. Ang strukturang ito ay maaaring epektibong mapabuti ang high frequency response ability ng amplipyer habang sinisiguro ang tiyak na voltage gain, upang makamit ang broadband amplification.

Tekniko ng kompensasyon ng prekwensiya

Upang paunlarin pa ang bandwidth ng amplipyer, ginagamit din ang tekniko ng kompensasyon ng prekwensiya. Isa sa mga karaniwang paraan ay ang paggamit ng kapasidad na kompensasyon. Halimbawa, idinaragdag ang angkop na kompensasyon capacitor sa interstage connection ng amplipyer. Kapag tumaas ang prekwensiya ng signal, bumababa ang capacitive reactance ng kompensasyon capacitor, na maaaring magbigay ng karagdagang ruta ng signal, kaya't napapabuti ang gain characteristics ng amplipyer sa mataas na band ng prekwensiya, nagpapahintulot nito na mas matatag ang gain ng amplipyer sa malawak na saklaw ng prekwensiya.

Ang aplikasyon ng negatibong feedback

Ang teknolohiya ng negatibong feedback ay malawak na ginagamit sa mga malawak na amplipyer. Sa pamamagitan ng pagpasok ng negatibong feedback network sa pagitan ng output at input ng amplipyer, maaaring epektibong mapabuti ang performance ng amplipyer. Ang negatibong feedback ay maaaring bawasan ang sensitivity ng gain ng amplipyer, nagpapahintulot nito na mas matatag ang gain ng amplipyer sa malawak na saklaw ng prekwensiya. Halimbawa, kapag nagbago ang prekwensiya ng input signal, hindi maranasan ng output ng amplipyer ang malaking pagbabago sa gain dahil sa negatibong feedback. Bukod dito, maaari rin ang negatibong feedback na mapabuti ang linearidad ng amplipyer, bawasan ang noise at distortion, na napaka-importante para sa pagproseso ng mga signal na may iba't ibang prekwensiya at amplitude sa broadband amplification.