Распределенный усилитель

Типы распределенных усилителей

Распределенный усилитель работает путем разделения входного сигнала между несколькими промежуточными каскадами. Транзистор каждого каскада обеспечивает емкость как входа, так и выхода. Преимущества этого усилителя включают широкую полосу пропускания и хорошую высокоскоростную производительность, что делает его идеальным для транзисторов, которые могут быть интегрированы на одном чипе.

Существует несколько типов распределенных усилителей:

• Напряженный распределенный усилитель

  Этот тип усилителя распределяет входное напряжение между каскадами пропорционально их индивидуальной входной и выходной емкости. Напряженные распределенные усилители изменяют усиление, а полоса пропускания также изменяется с напряжением. Он в основном используется в высокоскоростных приложениях, требующих большого усиления.

• Токовый распределенный усилитель

  Токовый распределенный усилитель распределяет входной ток между своими каскадами. Схема объединяет токи из разных каскадов на выходе. Токовые распределенные усилители имеют лучшую линейность и низкий уровень шума. По этим причинам он предпочтительнее для трактов передачи радиочастотных сигналов, таких как кабельное телевидение, ВЧ-генераторы и мобильные базовые станции.

• Инвариантный распределенный усилитель

  Усиление и полоса пропускания этого усилителя постоянны независимо от нагрузки или входного сопротивления. Инвариантный распределенный усилитель в основном используется в приборах, которые могут заменять свой выход только низкоомной нагрузкой.

• GaAs FET распределенный усилитель

  Произведение усиления на полосу пропускания для GaAs FET обычно выше, чем у биполярных транзисторов. Транзисторы в этих усилителях интегрированы на чипе и тесно связаны через микрополосковые или полосковые линии.

• Гибридные распределенные усилители

  В этом усилителе множество активных компонентов подключены на GaAs-чипе, а пассивные компоненты - на втором чипе из оксида алюминия. Используя технологию поверхностного монтажа для сборки чипов, этот усилитель обеспечивает более низкие затраты и высокую надежность. Гибридные распределенные усилители помогают интегрировать как активные, так и пассивные компоненты в одном модуле.

Функция и особенности распределенного усилителя

В приложениях, использующих сигналы с широкой полосой пропускания, например, в системах связи и измерительных системах, часто применяются распределенные усилители. Ключевой особенностью этих усилителей является их способность управлять и усиливать сигналы с широкой полосой пропускания.

• Управление сигналами с широкой полосой пропускания

  Распределенные усилители используются для манипулирования сигналами с широкой полосой пропускания. Их способность управлять сигналами с широкой полосой пропускания определяется формой сигнала и диапазоном частот.

• Эффект джоулева тепла

  Длинная входная/выходная линия передачи распределенного усилителя является основным фактором, влияющим на его полосу пропускания. Линии передачи генерируют тепло в результате распространения сигнала, что может увеличить уровень окружающего шума в высокотемпературных средах. Чтобы снизить тепловой шум и улучшить производительность усилителя, может быть установлена система охлаждения для снижения температуры и рассеяния тепла.

• Плоскостность усиления

  Плоскостность усиления является важным параметром распределенных усилителей. Любые изменения усиления могут привести к искажению сигналов с широкой полосой пропускания, что приводит к ухудшению отношения сигнал/шум в каналах связи. Плоскостность усиления усилителя влияет на его производительность и является фактором, учитываемым при проектировании системы. Плоское усиление улучшает точность сигнала, в то время как изменяющееся усиление приводит к искажению. Спецификация плоскостности усиления усилителя влияет на его применение; более низкая спецификация плоскостности усиления повышает гибкость в проектировании и приемлемость показателей отношения сигнал/шум.

• Низкий уровень шума

  Широкополосные усилители, особенно с высоким усилением, могут увеличивать уровень шума на выходе, что влияет на производительность системы. Высокий уровень шума на выходе снижает отношение сигнал/шум и ухудшает его. Чтобы предотвратить эти последствия, при проектировании необходимо минимизировать собственный шум усилителя.

Сценарии использования распределенного усилителя

Основное назначение распределенного усилителя - усилить сигнал (кабельный, спутниковый или антенный), чтобы он мог быть распределен по определенной области. Например, кабельный сигнал можно сделать более сильным, чтобы длинная протяженность кабеля к телевизору не теряла сигнал. Или, если антенный сигнал необходимо разделить между несколькими телевизорами, более сильный сигнал гарантирует, что все телевизоры получают качественную картинку. Он также используется для усиления сигналов в системах связи, включая интернет и спутниковые системы.

• Домашние телевизионные системы: Распределенный усилитель помогает распределить четкий и сильный сигнал на несколько телевизоров в доме.
• Офисные здания: В больших офисах со множеством телевизоров распределенный усилитель гарантирует, что кабельные, спутниковые или антенные сигналы отображаются стабильно.
• Стадионы и арены: На площадках со множеством экранов распределенные усилители обеспечивают согласованный просмотр, поддерживая одинаковую силу сигнала.
• Учебные заведения: В кампусах с общими медиаресурсами распределенные усилители используются для обеспечения бесперебойной передачи сигналов на аудиовизуальные системы аудиторий и лекционных залов.

Как выбрать распределенный усилитель

Широкополосные распределенные усилители имеют решающее значение в системах распределения сигналов, обеспечивая усиление и сохраняя качество сигнала на больших расстояниях. При выборе распределенного усилителя необходимо учитывать следующие факторы, чтобы эффективно удовлетворить конкретные требования системы.

• Нагрузка канала: Необходимо проверить нагрузку канала усилителя, которая представляет собой количество каналов, которые усилитель может обрабатывать одновременно. Это необходимо проверить, чтобы убедиться, что усилитель может обрабатывать максимальную нагрузку канала системы без искажения или потери качества сигнала.
• Уровень выхода: Уровень выхода распределенного усилителя - это его максимальная способность к выходу сигнала. Это необходимо проверить, чтобы убедиться, что усиленный сигнал может достичь своего целевого пункта назначения, не превышая допустимого предела.
• Коэффициент шума: Коэффициент шума усилителя - это мера того, сколько шума он добавляет к сигналу; это следует проверить, чтобы гарантировать минимальный добавленный шум и сохранить качество сигнала.
• Линейность: Линейность усилителя гарантирует, что выходной сигнал является точной копией входного сигнала без искажений; это необходимо проверить, чтобы сохранить целостность сигнала.
• Блок питания: Необходимо проверить блок питания распределенного усилителя, чтобы убедиться, что он совместим с источниками питания, доступными в среде установки.
• Варианты монтажа: Необходимо проверить варианты монтажа распределенного усилителя, чтобы убедиться, что его можно удобно и надежно установить в месте установки.
• Условия окружающей среды: Следует оценить условия окружающей среды, в которых будет работать усилитель, чтобы убедиться, что он может выдерживать их, не снижая производительность и надежность.

В&О

В: Как работает распределенный усилитель?

О: Хитрость его работы заключается в специфической топологии схемы с транзисторами, использующими отрицательную обратную связь. Этот усилитель может получить усиление напряжения и иметь большое входное и выходное сопротивление.

В: В чем разница между распределенным усилителем и другими усилителями?

О: Ключевое различие заключается в том, где размещены транзисторы усилителя, что влияет на его частотный диапазон.

В: Где используются распределенные усилители?

О: Они используются во многих отраслях промышленности, таких как телекоммуникации, широкополосные радиочастотные системы и исследования.

В: Каковы преимущества распределенных усилителей?

О: Они имеют хорошее входное/выходное сопротивление, превосходное усиление частоты и широкую полосу пропускания.

В: Каковы недостатки распределенных усилителей?

О: Они, как правило, более сложны и дороги, чем обычные усилители.