Кеңалқапты каскад және арнайы қызметтегі каскад

Кеңалқапты күшейткіштер дыбыстың жиілікті кейбір спецификалық ерекшеліктерімен ажыратылады.

Себебі, кеңалқапты күшейткіштерде электрлік сигналдарды өте кең жиілік жолағына күшейтуді талап етеді - бірлік немесе ондық герцтен бірнеше мегагерцке дейін оларда резисторлы каскад қолданылады (жиіліктік, фазалық және өту сипаттамалары). Тегістеуіш кеңалқапты каскадтар гармоникалық сигналмен коса импульсті сигналды да күшейтуге қолданылады. Кеңалқапты күшейтуде жоғарғы жиілікті деп аталатын, транзисторлар пайдаланылады, олар ток беру коэффициентінің жоғарғы жиілік шамасы немесе кіріс эквивалентті сыйымдылығы аз және үлкен ТІКТІЛІК сипаттамасы бар арнайы экрандалған шамдарға ие. Кеңалқапты каскадтағы транзисторлар, әдетте ортақ эмиттерлі немесе бастау, ал шамдар - ортақ катодты болып қосылады.

Өткізу алқабының ʄ_x жоғарғы шекарасының жоғарғы мәнімен байланысты кеңалқапты күшейткіштің ерекшеліктерін қарастырайық.Жиілік өткізу алқабын үлкейту үшін (f_x көбеюі үшін) коллекторлы R немесе анодты жүктеменің резисторын азайту керек. Бірақ R азайғанда каскадтың күшейту коэффициенті төмендейді, сондықтан кеңалқапты каскадтарда f_ж жоғарғы жұмыс жиілігіне қарағанда күшейту коэффициенті аз болады. К_ор аз шамасы тиімсіз, себебі бұған байланысты күшейткіштің каскад саны да көбейеді, ол өз алдына күшейткішті күрделендіріп, жұмыс сенімділігін төмендетеді. Сондықтан кеңалқапты каскадтың сапасын сипаттайтын маңызды көрсеткіші К_о орта жиілік аймағындағы кернеу күшейту коэффициентінің жоғарғы жиілік шекарасына f_жш туындысы болып табылады, жиіліктік сипаттаманың пропорционалдық ауданын П деп, каскадтың күшейту ауданы:

Күшейту ауданының каскадта қолданылатын күшейткіш элементі және оның жүктеме кедергісіне тәуелділігін қарастырайық. Өрісті транзисторлы немесе электродты шамды резисторлық каскадты күшейтудің ауданын анықтауға болады:

Алынған мән - өрісті транзисторлы немесе электродты шамды кеңалқапты резисторлық каскадтың күшейту ауданы, оның жүктеме кедергісіне байланысты еместігін көрсетіп тұр, ал сипаттаманың тіктілігімен S және сыйымдылығымен С₀ анықталады. R»Я_экаж каскадының жүктеме кедергісін төмендеткенде, күшейту коэффициенті жоғарғы шекаралык; жиілік неше есе өссе, сонша есеге төмендейді, сондықтан олардың туындысы түрақты болады. Осыдан шығады:

Сондықтан, кеңалқапты каскадтағы қорек энергиясының шығынын азайту үшін қажетті күшейтуді және сигнал амплитудасын қамтамасыз ететін, аз энергияны тудыратын транзисторды немесе шамды алу қажет. Қазіргі кездегі кеңалқапты шамдардың өрісті транзисторларға қарағанда күшейту ауданы өте үлкен, бірақ шамды каскад қыздырма қуатын есептегенде қорек көзінен 1-2 Вт тұтынады, ал өрісті транзисторлы каскад тогы 5 мА, қорек кернеуі 8 В кезінде небәрі 0,04 Вт тұтынады, яғни 25- 30 есе аз.

Биполярлы транзисторлық каскадта жоғарғы шамадағы жүктеме кедергісін азайтқанда, күшейту де азаяды да, өрістік транзисторлы каскад сияқты жоғарғы шекаралық жиілік көтеріледі.

Жүктеме кедергісі 100 Ом және одан жоғары болғанда, биполярлық транзисторлы каскадты күшейту ауданы:

Жоғарғы жиілікті биполярлы транзисторлардың күшейту ауданы кеңалқапты шамдарға қарағанда бір-екі есе көп; бірақ жүктеменің аз кедергісінде (ондың Ом және одан аз), база кедергісінің әсерінен күшейтудін, төмендеуіне қарағанда жоғарғы шекаралық жиілік баяулап өседі, сондықтан R = 0 кезінде О-ге ұмтыла отырып, күшейту ауданы азаяды.

Биполярлы транзистордың күштілігі аз кеңалқапты каскадтың қорек энергиясының шығыны өрістік транзисторлы каскад қақарағанда біршама төмен.Сондықтан күшейту және қорек энергиясының шығынына байла-нысты кеңалқапты күшейту үшін ең жақсы күшейту элементі биполярлы транзистор болып табылады. Кеңалкапты күшейту үшін, әдетте резисторлы каскадты қолданады, себебі оларда жиіліктік жөне өту сипаттамалары жақсы; күшейтілетін каскадтың кеңдігін көбейту үшін және жиіліктік, өту сипаттамаларының формасын өзгерту үшін кеңалқапты каскадтарда қосымша тізбектер қолданылады, олар тегістеуші тізбек немесе тегістегіш тізбек болады.

Төменгі жиілік аймағында жиіліктік сипаттаманы және жоғарғы уақыт аймағында өту сипаттамаларын өзгертетін тізбек төменгі жиілікті тегістеу тізбегі деп аталады, ал жиіліктік сипаттаманы жоғарғы жиілікте және өту сипаттамасын төменгі уақыт аймағында өзгертсе - жоғарғы жиілікті тегістеу тізбегі.

Жоғарғы жиілікті тегістеу тізбегін қолдану жоғарғы жиілік аймағында орта жиіліктерде күшейту шамасын жоғалтусыз немесе Ү_ж шамасын өзгертусіз жиіліктік бұрмалануларды төмендетуге мүмкіндік береді, басқаша айтқанда күшейту ауданын көтереді. Төменгі жиіліктерде тегістеу тізбегін қолдану бөлгіш және блокирацияланған конденсаторлардың сыйымдылығын немесе төменгі сыйымдылыңты конденсаторлар Ү_т өзгерусіз жиіліктік бұрмалануларды төмендетуге мүмкіндік береді.

Тегістегішті күшейткіштің жиіліктік сипаттамасын алуда немесе арнайы түрдегі жеке каскадтарды алуда колданады, мысалы беру сызықты жолында немесе басқа каскадтарда күшейтудің төмендеуін компенсациялайды.

Тегістеуші тізбектер жиілікпен қатар каскадтың ф_а-залық және өту сипаттамаларын да тегістейді.