Усилители с распределенным усилением УРУ (Distributed Amplifier)

Особой разновидностью широкополосных усилителей являются УРУ — усилители с распределенным усилением (Distributed amplifier), называемые также «усилителями бегущей волны» (Traveling-Wave Amplifier, TWA).


Принцип функционирования УРУ


Распределенный усилитель содержит входную и выходную длинные линии передачи, к которым подключены несколько активных элементов (АЭ) — ламп или транзисторов (рис.). Каждый транзистор синфазно (когерентно) добавляет усиленный сигнал в точках отводов в выходную линии. Каждый АЭ обеспечивает некоторое усиление сигнала, и в силу этого весь усилитель способен обеспечить большую площадь усиления (gain-bandwidth product) — произведение коэффициента усиления на ширину полосы пропускания, чем обычный усилитель.

Для того, чтобы реализовать устройства с приемлемыми габаритами, в реальных УРУ вместо длинных линий с распределенными параметрами применяются искусственные длинные линии ИДЛ, состоящие из ряда секций, выполненных на элементах с сосредоточенными параметрами. В силу этого современный УРУ содержат несколько однотипных активных элементов АЭ — транзисторов, подключенных к звеньям входной искусственной длинной линии, по которой к выходу усилителя распространяется бегущая волна (рис.). АЭ нагружены на звенья выходной линии передачи, на неиспользуемых концах линий подключены балластные резисторы Rб.



Практическая реализация УРУ на ИДЛ


Паразитные емкости транзисторов в УРУ включаются в состав искусственных длинных линий и являются доминирующими компонентами емкостей линий. Это позволяет достигать большей широкополосности усилителей с распределенным усилением по сравнению с обычными РЧУ, но приводит к существенному усложнению конструкции.

 

 

Недостатком УРУ является низкий КПД, поскольку в силу конструктивных и схемотехнических особенностей такого усилителя значительная часть мощности теряется в балластной нагрузке.


 

 

 


 

Примеры ИС УРУ:



HMMC-5025 (Hewlett-Packard)

D1001-BD (Mimix Broadband)

CMD164 (Custom MMIC)

MMA001AA (Microsemi)

HMC-C050 (Hittite)

TGA2237-SM (TriQuint)

Еще инфо:  Логарифмические усилители ЛУ (Logarithmic Amplifier)