Lågfrekvensförstärkningen

Lågfrekvensförstärkningen avser hur en förstärkare eller ett signalsystem förstärker eller bibehåller signaler i låga frekvenser. Den ingår i systemets totala frekvensrespons och definieras ofta av en låg-frekvensgräns, f_L, där förstärkningens styrka sjunker med 3 dB jämfört med mitten av bandet eller någon referensnivå.

I praktiken sätts lågfrekvensförstärkningen ofta av kopplingskondensatorer och motståndarens värden i AC-kopplade förstärkare. En ingångskopplingskondensator tillsammans med ingångsresistansen bildar ett högt pass-band med f_L ≈ 1/(2π R_in C_in). Samma sak gäller för utgången där en kopplingskondensator och belastningen kan passa in ytterligare en lågpass-/högt-passgräns. I DC-kopplade konstruktioner elimineras eller minimeras detta högpassfenomen genom att bias-nätverk och feedback används, vilket möjliggör mycket låg f_L men kräver noggrann temperaturstabilitet och driftkontroller.

Varför lågfrekvensförstärkning är viktig varierar mellan tillämpningar. Inom ljudutrustning och medicinska instrument upplevs ofta behovet av att fånga långsamma variationer och bassignalens rumsliga eller rumstidsvariationer utan onödig dämpning. För instrumentering och sensorapplikationer är en stabil och definierad lågfrekvensrespons avgörande för korrekt avläsning av långsamma fysiska förändringar.

Vanliga utmaningar inkluderar bias-drift, kondensatorläckage, 1/f-brus och yttre störningar. För att förbättra lågfrekvensresponsen används större kopplingskondensatorer, lägre impedanser, DC-koppling där möjligt, eller aktiva servon och specialiserade förstärkare som minimerar drift. Frekvensgången mätes vanligtvis med Bode-diagram där f_L fastställs vid -3 dB-punkten.