Wzmacniacz zbalansowany
Rysunek 1: Zasada działania wzmacniacza zbalansowanego
Rysunek 1: Zasada działania wzmacniacza zbalansowanego
Wzmacniacz zbalansowany
We wczesnych latach stosowania wzmacniaczy półprzewodnikowych w technologii radarowej najczęściej używano tak zwanego wzmacniacza zbalansowanego. Każdy moduł wzmacniacza tego typu posiadał hybrydę 90° (specjalną formę sprzęgacza kierunkowego) na wejściu i wyjściu w celu równoległej pracy dwóch identycznych stopni tranzystorowych. Hybrydy te są również określane w literaturze jako sprzęgacze -3 dB, sprzęgacze hybrydowe lub „sprzęgacze kwadraturowe“. Sprzęgacze te mają właściwość dzielenia sygnału wejściowego na dwa równie duże sygnały wyjściowe o tym samym obciążeniu. Sygnał wyjściowy z dłuższą ścieżką wewnętrzną ulega przesunięciu fazowemu o 90° w porównaniu do sygnału wyjściowego z krótszą ścieżką. Sygnały na wzmacniaczach pracujących równolegle mają zatem różnicę faz 90°. Sygnały te mogą się sumować na wyjściu hybrydowym z powodu interferencji konstruktywnej lub zanikać na drugim wyjściu z powodu interferencji destruktywnej.
Ten typ wzmacniacza ma następujące zalety:
- dobry współczynnik fali stojącej dzięki korzystniejszemu dopasowaniu impedancji;
- łatwe kaskadowanie stopni wzmacniacza;
- prosta regulacja mocy;
- lepsze wzmocnienie mocy.
Wady to:
- obniżony koszt i możliwości miniaturyzacji modułów (ze względu na podwojoną liczbę tranzystorów na stopień);
- straty wejściowe spowodowane modułem hybrydowym pogarszają współczynnik szumów wzmacniacza;
- ograniczone pasmo przenoszenia (ze względu na problemy z budową hybryd o szerokim kącie 90°).
Obecnie zasada ta jest stosowana głównie w modułach wzmacniaczy nadajników, gdzie wady tej zasady nie mają negatywnego wpływu. Na przykład w modułach wzmacniaczy nadajników eksperymentalnego radaru kosmicznego GESTRA. Ze względu na ograniczenie szerokości pasma do zaledwie 100 MHz w dozwolonym paśmie częstotliwości, można również stosować hybrydy wąskopasmowe. Przybliżoną szerokość pasma wzmacniacza można odczytać z izolatora ferrytowego: 1200 … 1400 MHz.
Galeria zdjęć wzmacniaczy zbalansowanych
Rysunek 2: Moduł wzmacniacza nadajnika radaru kosmicznego GESTRA