Podręcznik: Wzmacniacz z dysponowanym wzmocnieniem mocy

3. Wzmacniacz jednostopniowy

3.2. Wzmacniacz z dysponowanym wzmocnieniem mocy

Dysponowane wzmocnienie mocy G_A jest stosunkiem dysponowanej mocy wzmacniacza P_LAdo dysponowanej mocy generatora P_GA:

$\mathrm{G_A(\Gamma _G,[S])=\frac{P_{LA}}{P_{GA}}};$

(4-26)

Wzmocnienie mocy staje się dysponowanym, gdy w obu wrotach wzmacniacza uda się uzyskać stan dopasowania energetycznego, co oznacza jednoczesne spełnienie obu warunków (4-27):

$\mathrm{\Gamma _1=\Gamma _{G}^{*}};\, \, \mathrm{\Gamma _2=\Gamma _{L}^{*}};$

(4-27)

Współczynniki Γ₁ i Γ₂ nieco różnią się od S₁₁ i S₂₂. Obliczane są z zależności (4-28):

$\mathrm{\Gamma _1=S_{11}+\frac{S_{12}S_{21}\Gamma _L}{1-S_{22}\Gamma _L}=\frac{S_{11}-\Delta _S\Gamma _L}{1-S_{22}\Gamma _L}};$

$\mathrm{\Gamma _2=S_{22}+\frac{S_{22}-\Delta _S\Gamma _G}{1-S_{22}\Gamma _G}=\frac{S_{22}-\Delta _S\Gamma _G}{1-S_{11}\Gamma _G}};$

(4-28)

gdzie:
Jeśli obwody dopasowujące dobrze zrealizują proces dopasowania, to uzyskane wzmocnienie można obliczyć z zależności (4-29)

$\mathrm{G_A=\frac{\left | S_{21} \right |^{2}(1-\left | \Gamma _G \right |^{2})}{\left | 1-\Gamma _GS_{11} \right |^{2}(1-\left | \Gamma _2 \right |^{2})}};$

(4-29)

Jak wiemy spełnione zostały warunki, aby na wybranej częstotliwości uzyskać wzmocnienie maksymalne określone jako MAG (ang. Maximum Available Gain).

$\mathrm{G_{MAX}=MAG=\left | \frac{S_{21}}{S_{12}} \right |(K-\sqrt{K^{2}-1})};$

(4-30)

Jeśli dla częstotliwości, na którą projektowany jest wzmacniacz współczynnik stabilności K<1, to wprowadzamy rezystywne elementy stabilizujące, aby uzyskać K>1. Wtedy stosujemy powyższe zależności.
Aby lepiej zrozumieć rolę obwodów D1 i D2 dodamy następujący komentarz.
Obwód D1 transformuje współczynnik odbicia właściwego generatora od wartości 0 do wartości $\Gamma$ _G. Obwód wyjściowy D2 transformuje współczynnik odbicia właściwego obciążenia równy 0 do wartości $\Gamma$ _L. W ten sposób właściwości bezstratnych dwuwrotników dopasowujących zostały opisane dwiema liczbami zespolonymi $\Gamma$ _G i $\Gamma$ _L. Tak więc wzmocnienie mocy może być obliczone z zależności (4-29).
Rolę obwodów D1 i D2 można opisać innymi słowami. Obwód D1 transformuje reflektancję Γ₁ tranzystora do wartości $\Gamma$ _WE na wejściu wzmacniacza, a obwód D2 transformuje reflektancję Γ₂ do wartości $\Gamma$ _WY na wyjściu wzmacniacza.
Przyjęte uproszczenie jest uzasadnione gdy obwody D1 i D2 są bezstratne.