Geniş bant amplifikatörünün çalışma prensipleri nelerdir?
Temel kavram
Geniş bant amplifikatörü, geniş bir frekans aralığında sinyalleri amplifiye edebilen bir elektronik devredir. Dar bant amplifikatörlerden farklı olarak, geniş bant amplifikatörlerin kazancı, nispeten geniş bir frekans aralığında göreceli olarak istikrarlı kalır.
Çalışma prensibi
Transistör seçimi ve özellik kullanımına dayalı çalışma
Geniş bant amplifikatörleri genellikle yüksek frekans karakteristiğine sahip transistörler (örneğin, yüksek frekanslı bipolar transistörler veya alan etkili transistörler) kullanır. Alan etkili transistör (AET) örneğinde, AET'nin yüksek giriş impedansı özelliği, geniş bant amplifikatör devresinde önceki devre üzerindeki yük etkisini azaltarak, girdi sinyali daha iyi alınıp amplifiye edilebilmesini sağlar. Yüksek frekanslarda, transistörün bazı özellikleri (örneğin elektrot kapasitansı, kesme frekansı vb.) amplifikasyon performansını etkileyebilir. Geniş bant amplifikatörleri için, daha yüksek kesme frekansa sahip transistörler seçilir ve elektrot kapasitansı gibi faktörlerin olumsuz etkileri, makul devre tasarımı ile azaltılabilir.
Devre yapısı ve frekans kompensasyonu
Ortak emiter ortak baz (OE-OB) veya ortak kaynak ortak kapı (OK-OG) yapısı
Geniş bant amplifikatörlerde, bipolar transistörler için ortak emiter - ortak baz veya alan etkili transistörler için ortak kaynak - ortak kapı kademeli yapılar sıkça kullanılır. Ortak emiter - ortak baz yapısında, ortak emiter kademesi daha büyük bir voltaj kazancı sağlar ve ortak baz kademesi daha iyi yüksek frekans karakteristiğine (örneğin, daha düşük giriş kapasitansı ve daha yüksek kesme frekansı) sahiptir. Ortak emiter kademesinin çıkışı doğrudan ortak baz kademesinin girişine bağlanır ve ortak baz kademesinin yüksek kesme frekans özelliği, tüm devrenin bant genişliğini genişletir. Bu yapı, belirli bir voltaj kazancı sağlayarak amplifikatörün yüksek frekans tepkisi yeteneğini etkili bir şekilde artırarak, geniş bant amplifikasyonunu gerçekleştirebilir.
Frekans kompensasyon tekniği
Amplifikatörün bant genişliğini daha da artırmak için frekans kompensasyon teknikleri de kullanılır. Yaygın yöntemlerden biri, kapasitif kompensasyonun kullanılmasıdır. Örneğin, amplifikatörün ara bağlantılarına uygun bir kompensasyon kapasitörü eklenir. Sinyal frekansı arttıkça, kompensasyon kapasitörünün kapasitif reaktansı azalır, bu da amplifikatörün yüksek frekans bandındaki kazancı iyileştirmek için ek bir sinyal yolu sağlar, böylece amplifikatörün kazancı geniş bir frekans aralığında daha istikrarlı hale gelir.
Negatif geribeslemin uygulanması
Negatif geribesleme teknolojisi, geniş bant amplifikatörlerde yaygın olarak kullanılır. Amplifikatörün çıkış ve giriş arasında bir negatif geribesleme ağı ekleyerek, amplifikatörün performansı etkili bir şekilde artırılabilir. Negatif geribesleme, amplifikatörün kazanç hassasiyetini azaltarak, geniş bir frekans aralığında amplifikatörün kazancını daha istikrarlı hale getirir. Örneğin, girdi sinyalinin frekansı değiştiğinde, negatif geribesleme sayesinde amplifikatörün çıkışı büyük kazanç dalgalanmalarını deneyimlemez. Ayrıca, negatif geribesleme, amplifikatörün doğrusallığını artırarak, gürültüyü ve distorsiyonu azaltır, bu da geniş bant amplifikasyonda farklı frekans ve amplitüdelere sahip sinyallerin işlenmesi için çok önemlidir.
