Širokopásmové zesilovače

Širokopásmové zesilovače jsou takové zesilovače, u nichž je šířka zesilovaného pásma kmitočtu podstatně širší než u běžných zesilovačů nízkofrekvenčních nebo vysokofrekvenčních (tedy větší než 10 až 20 kHz). Širokopásmové zesilovače rozdělujeme na dolnopropustné, u nichž je dolní mezní kmitočet v řádu hertzů, nebo nulový (zesilovač stejnosměrně vázaný), a na zesilovače pásmové s vlastnostmi pásmové propusti. Používají se jako obrazové zesilovače, anténní zesilovače nebo impulsní zesilovače. Širokopásmové zesilovače jsou vícestupňové zesilovače, ve kterých tranzistory mají odporovou zátěž. Zesilovače bývají doplněné korekčními obvody pro rozšíření frekvenční charakteristiky na nízkých a vysokých kmitočtech. Často je také u širokopásmových zesilovačů využívána kmitočtově závislá i nezávislá záporná zpětná vazba.

Širokopásmové zesilovače se používají pro krytí ztrát v dlouhých rozvodech, kde jsou dostatečně silné přijímané signály a jsou přibližně stejné úrovně. Nehodí se pro zesilování signálů, ve kterých se může vyskytovat silný rušivý signál. Ten musíme před zesílením (nejlépe na vstupu zesilovače) odladit některým typem kanálové zádrže, nebo odlaďovačem. Podle typu se širokopásmové zesilovače hodí jako koncové zesilovače do menších domovních rozvodů.

Obr. 1: Příklad anténního zesilovače

• Korekce kmitočtové charakteristiky v oblasti dolních kmitočtů

Funkce: posune dolní mezní kmitočet f_D směrem k nižším kmitočtům.

​

Obr. 2: Zapojení širokopásmového zesilovače

 

Obr. 3: Náhradní zapojení pro nízké frekvence

 

Obr. 4: Náhradní zapojení pro střední frekvence

• Korekce kmitočtové charakteristiky v oblasti vysokých kmitočtů

Funkce: posune horní mezní kmitočet f_H směrem k vyšším kmitočtům.

• Pomocí sériové indukčnosti

Obr. 5: Korekce pomocí sériové indukčnosti

 

Obr. 6: Náhradní zapojení pro vysoké frekvence

 

 

 

Obr. 7: Posun kmitočtové charakteristiky bez a s korekcí

​Další použití vf širokopásmových zesilovačů je v měřicí technice, např. v osciloskopech, v televizní technice jako obrazové zesilovače, v přijímačích radiolokátorů, v zesilovačích digitální televize a rozhlasu, v satelitních přijímačích a pod.

Širokopásmové vf zesilovače se dělí na:

- zesilovače s nosnou frekvencí

- zesilovače bez nosné frekvence

Širokopásmové vf zesilovače s nosnou frekvencí

Nejčastěji bývají konstruovány jako vícestupňové vf zesilovače s jednoduchými laděnými obvody mezi jednotlivými stupni. 

Všechny laděné obvody jsou nastaveny na stejnou frekvenci (tzv. souběžně laděné). 

Šířku pásma nastavíme přídavnými tlumicími rezistory, kterými vhodně utlumíme laděné obvody.

Podle celkového požadovaného zesílení určíme počet jednotlivých zesilovacích stupňů. 

Takové zesilovače mají jednoduchou konstrukci a nastavení, ale nevýhodou je zmenšování šířky pásma s rostoucím počtem zesilovacích stupňů. 

 

Šířku pásma je možné zvětšit tak, že jednotlivé zesilovací stupně naladíme na různé frekvence tak, abychom pokryli celé požadované pásmo. Vznikne tak zesilovač s rozloženým laděním.

 

Širokopásmové vf zesilovače bez nosné frekvence

Zesilovače tohoto typu mají rovnoměrně zesilovat signály s velkým rozpětím kmitočtů (od Hz až po několik MHz).

Nejčastěji se používají jako zesilovače obrazového signálu v různých typech videotechniky. 

Nejčastěji jsou konstruovány jako zesilovače bez rezonančních obvodů s vazbou RC členy mezi jednotlivými zesilovacími stupni. V případě potřeby lze výkyvy v amplitudové frekvenční charakteristice ovlivnit korekčními obvody (obr. č 2 až 7). 

Moderní širokopásmové vf zesilovače dosahují v horní oblasti až pásma mikrovln (jednotky až desítky GHz). V konstrukci se často uplatňují kaskády mikrovlnných, mikropáskových polem řízených tranzistorů (MOSFET). Vazby mezi jednotlivými stupni bývají realizovány reaktančními vazebními obvody RLC.  (podrobněji viz "čti také")

 

Zdroje

• DANĚK, Antonín. Širokopásmové zesilovače - doc.[online]. [cit. 2012-09-20]. Dostupný na WWW: http://data.antonindanek.cz/28-Sirokopasmove-a-vf-zesilovace.
• Autor neznámý. Širokopásmové zesilovače [online]. [cit. 2012-09-20]. Dostupný na WWW: http://www.teroz.cz/cs/zesilovace/sirokopasmove.
• Autor neznámý. Širokopásmové zesilovače [online]. [cit. 2012-09-20]. Dostupný na WWW: http://shop.atoselektro.cz/antech-fsz-20-sirokopasmovy-zesilovac_d1488.html.
• JANČAŘÍK, Ladislav. prezentace ORBIS PICTUS 21. století, CZ. 1.07/1.1.08/01.0029 Širokopásmové vysokofrekvenční zesilovače. [online] [cit. 2015-05-24]. Dostupný na WWW: http://slideplayer.cz/slide/2008174/

Obrázky

• Obr. 1: Autor neznámý. Příklad anténního zesilovače. Širokopásmové zesilovače [online]. [cit. 2012-09-20]. Dostupný na WWW: http://shop.atoselektro.cz/antech-fsz-20-sirokopasmovy-zesilovac_d1488.html.
• Obr. 2: DANĚK, Antonín. Zapojení širokopásmového zesilovače. Širokopásmové zesilovače - doc.[online]. [cit. 2012-09-20]. Dostupný na WWW: http://data.antonindanek.cz/28-Sirokopasmove-a-vf-zesilovace.
• Obr. 3: DANĚK, Antonín. Náhradní zapojení pro nízké frekvence. Širokopásmové zesilovače - doc.[online]. [cit. 2012-09-20]. Dostupný na WWW: http://data.antonindanek.cz/28-Sirokopasmove-a-vf-zesilovace
• Obr. 4: DANĚK, Antonín. Náhradní zapojení pro střední frekvence. Širokopásmové zesilovače - doc.[online]. [cit. 2012-09-20]. Dostupný na WWW: http://data.antonindanek.cz/28-Sirokopasmove-a-vf-zesilovace.
• Obr. 5: DANĚK, Antonín. Korekce pomocí sériové indukčnosti. Širokopásmové zesilovače - doc.[online]. [cit. 2012-09-20]. Dostupný na WWW: http://data.antonindanek.cz/28-Sirokopasmove-a-vf-zesilovace.
• Obr. 6: DANĚK, Antonín. Náhradní zapojení pro vysoké frekvece. Širokopásmové zesilovače - doc.[online]. [cit. 2012-09-20]. Dostupný na WWW: http://data.antonindanek.cz/28-Sirokopasmove-a-vf-zesilovace.
• Obr. 7: DANĚK, Antonín. Posun kmitočtové charakteristiky bez a s korekcí. Širokopásmové zesilovače - doc.[online].[cit. 2012-09-20]. Dostupný na WWW: http://data.antonindanek.cz/28-Sirokopasmove-a-vf-zesilovace.