مُضخِّمات الإشارة الضعيفة

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

يحتاج الطرف الأمامي (Front End) (مرحلة الحصول على الإشارة من الهوائي) في أيّ مُستقبِل لاسلكي إلى مُضخِّمٍ بحساسية ممتازة تعتمد على الاكتساب وعلى شكل الضجيج (Noise Figure). نُعرِّف ونقيس الاكتساب بالديسيبل (dB).

يُعبِّر شكلُ الضجيج عن قدرة الدارة أو المنظومة على تضخيم الإشارات المنشودة دون إدخال ضجيجٍ غير مرغوبٍ به. تُولِّد جميعُ الترانزستورات ثنائية القطبية أو ترانستورات الأثر الحقلي ضجيجاً ما -طاقة "عشوائية" تغطّي تردّداتُها مدىً واسعاً- عندما "تقفز" حوامِل الشحنة من ذرة لأخرى ضمن نصف الناقِل.

في الحالة العامة، تُنتِج ترانزستورات FET ضجيجاً أقلّ من الترانزستورات ثنائية القطبية. يبدو الضجيجُ عند مخرج المُستقبِل كصوت هسة أو زئير.

تَستخدِم مُضخِّمات الإشارة الضعيفة بشكلٍ دائمٍ تقريباً داراتٍ طنينيّةً. تجعل هذه الممارسة التضخيمَ عند التردّد المنشود أمثليّاً، كما أنها تساعد في جعل الضجيج الناجم عن طاقة التردّدات غير المرغوب بها أصغريّاً.

يُبيّن الشكل 7-11 مُضخّمَ تردّد راديويّ RF لإشارة ضعيفة مُولَّفاً يستعمل ترانزستور (FET) زرنيخ الغاليوم (نرمز له اختصاراً بـ GaAsFET، ونلفظه "ﭼاز-فيت").

تُصمَّم الدارة لتعمل عند تردّد 10 ميغا هرتز تقريباً، أمّا عند التردّدات الأعلى فإن قيم الممانعات والمكثّفات سوف تكون أصغر ممّا يبيّنه الشكل 7-11؛ بينما تكون هذه القيم عند التردّدات الأخفض أكبر من تلك الظاهِرة في الشكل 7-11.