Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.2: Розподілені підсилювачі

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    34151

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Розподілені підсилювачі використовують здатність ліній передачі об'єднувати вихід декількох транзисторних каскадів для реалізації підсилювача з пропускною здатністю більше десятиліття [1, 2]. Хоча пропускна здатність ширша, ніж у одноступінчастого широкосмугового підсилювача, розглянутого в попередньому розділі, ефективність набагато нижча.

    Топологія чотириступеневого розподіленого підсилювача показана на малюнку\(\PageIndex{1}\) (а). Розподілений підсилювач має дві лінії передачі, іменовані як лінія воріт і зливна лінія. Кожен етап включає в себе активний пристрій і дві секції ЛЕП, один з яких є частиною лінії воріт, а інший є частиною зливної лінії. Модель малого сигналу входу показана на малюнку\(\PageIndex{1}\) (b), а модель виходу на малюнку\(\PageIndex{1}\) (c). У моделі малого сигналу вхід транзистора моделюється як послідовний опір, і ємність\(R_{i,n}\)\(C_{gs,n}\), і вони навантажують лінію затвора. Ігноруючи\(R_{i,n}\) поки що модель введення малого сигналу - це лінія передачі, яка періодично завантажується конденсаторами. Тому це виглядає як штучна лінія електропередачі. Якщо лінія закінчується відповідним опором\(R_{1}\), то жоден вхідний сигнал не відбивається в кінці відрізка лінії. Правильна конструкція призведе до дуже невеликої потужності на лінії затвора після завершального етапу, оскільки потужність періодично з'єднується з транзисторами. Конструкція також гарантує, що на вхідній лінії електропередачі є незначна хвиля, що рухається назад.

    Малосигнальна модель вихідної лінії зливу аналогічна, з лінією періодично навантажується вихідним опором і ємністю транзисторів. Однак зараз є кероване джерело струму, яке впорскує живлення на дренажну лінію. Якби був тільки один етап, то потужність, що подається на зливну лінію, була б розділена порівну між прямими і назад компонентами. Однак тут є кілька етапів, і фаза впорскування струму стоку змінюється вздовж лінії, і струм переважно з'єднується з вперед біжить хвилею. Ще кінцевий резистор\(R_{2}\) гарантує, що на зливній лінії немає хвилі, що рухається назад.

    Харчування періодично відключається від лінії затвора і періодично вставляється посилений сигнал на зливну лінію. В результаті транзистори

    clipboard_eb1802cf5a0020fc5914211944d427f06.png

    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Розподілений підсилювач з чотирма ступенями.

    часто призначені для збільшення в розмірах по довжині волосіні. При цьому вхідна і вихідна ємності транзисторів збільшуються з кожним каскадом. Навіть якщо транзистори на кожному етапі мають однаковий розмір, характерні імпеданси ліній передачі стоку і затвора змінюються для кожного етапу, а довжини ліній в стадії зливу не збігаються з довжинами ліній в лінії затвора.

    Розподілені підсилювачі можуть спростити обмеження стабільності та забезпечити посилення протягом декількох октав. Вони також знаходять застосування на міліметрових частотах навіть тоді, коли пропускна здатність більше половини октави не потрібна [3]. На міліметрових частотах паразитарні ємності є значними, і вони можуть бути включені в синтез навантажених ліній електропередачі. Оскільки необхідність скасування паразитарних ємностей не потрібно, легше досягти стабільного посилення.