wzmacniacze selektywne

Temat: Wzmacniacze selektywne
1. Wzmacniacz selektywny – to układy, których zadaniem jest wzmacnianie sygnałów o
częstotliwości zawartej w wąskim paśmie wokół pewnej częstotliwości środkowej f 0 .
Sygnały o częstotliwości odległej od częstotliwości środkowej, leżące poza pasmem
przenoszenia wzmacniacza, są silnie tłumione.
2. Wzmacniacze selektywne dzielimy na:
wzmacniacze z selektywnym sprzężeniem zwrotnym (nazywane filtrami
aktywnymi lub amplifiltrami
wzmacniacze rezonansowe
3. Parametry wzmacniaczy selektywnych:
wzmocnienie k uo sygnału dla częstotliwości f 0
częstotliwość środkowa f 0
współczynnik prostokątności p - określa stromość zbocza charakterystyki
amplitudowej. Współczynnik ten definiuje się jako stosunek 3-decybelowego
pasma przenoszenia B3 wzmacniacza do 20-decybelowego pasma przenoszenia
wzmacniacza B20
p=
B3
,
B20
p ≤1
wzmocnienie asymtotyczne – jest to wzmocnienie sygnału dla częstotliwości
znacznie różniących się od f 0 (leżących poza pasmem przenoszenia
wzmacniacza)
4. Charakterystyka amplitudowa wzmacniacza selektywnego:
1
5. Wzmacniacz selektywny idealny – układ, którego pasmo 3-decybelowe byłoby równe
pasmowi 20-decybelowemu (charakterystyka amplitudowa miała by kształt
prostokątny). Wówczas współczynnik prostokątności wynosiłby 1. W praktyce
wartość tego współczynnika zawiera się w przedziale od 0,1 (dla wzmacniacza z
pojedynczym obwodem rezonansowym) do 0,85 (dla złożonych filtrów z wieloma
rezonatorami kwarcowymi).
6. Klasyfikacja wzmacniaczy selektywnych ze względu na rodzaj zastosowanych
elementów:
Wzmacniacze bezindukcyjne – zwane również filtrami aktywnymi RC
Wzmacniacze selektywne w.cz. z obwodami LC
Wzmacniacze selektywne w.cz. z filtrami piezoelektrycznymi
7. Podział wzmacniaczy selektywnych ze względu na strukturę budowy
wzmacniacze selektywne skupione
wzmacniacze selektywne rozłożone
8. Charakterystyki – wzmacniacza idealnego i rzeczywistego oraz wpływ dobroci na
kształt charakterystyki amplitudowej
2
Temat: Wzmacniacze rezonansowe LC
1. Wzmacniacze rezonansowe LC – pracują w zakresie częstotliwości od 100 kHz do
kilkudziesięciu gigacherców
2. Wady wzmacniaczy selektywnych LC:
Występowanie cewki indukcyjnej – niewygodny montaż i strojenie oraz
narażonej na urazy mechaniczne
Konieczność stosowania wielu obwodów rezonansowych, kosztownych i
komplikujących proces strojenia
3. Schemat wzmacniacza selektywnego z tranzystorem MOSFET
Analiza obwodu:
R1 , R2 , RE - elementy polaryzujące (ustalają punkt pracy tranzystora)
C E , C B - blokują składową zmienną sygnału (zwierają do masy)
wzmacniacz zbudowany jest na tranzystorze unipolarnym w układzie OS
C S - sprzęga oba stopnie wzmacniaczy
tranzystor T1 jest obciążonym równoległym obwodem rezonansowym LC (obwód ten
jest impedancją wejściową następnego stopnia)
dobroć obwodu wynosi około kilkudziesięciu
wzmacniacz pracuje w konfiguracji OS to przy częstotliwości f 0 obciążenie ma
charakter rzeczywisty i następuje przesunięcie fazy sygnału o − 180 0
3
4. Schemat wzmacniacza selektywnego z tranzystorem bipolarnym
Dzięki zastosowaniu obwodów z dzieloną indukcyjnością i pojemnością uzyskuje się
większą dobroć wzmacniacza przy niezmiennych wartościach elementów polaryzujących
i prądów wejściowych
4
Temat: Wzmacniacze selektywne z filtrami piezoelektycznymi
1. Zalety wzmacniaczy selektywnych z filtrami piezoelektrycznymi
nie wymagają strojenia
małe wymiary i niska cena
odznaczają się dużą stromością charakterystyki amplitudowej (współczynnik
prostokątności p = 0,7 ÷ 0,85
2. Wady wzmacniaczy selektywnych z filtremi piezoelektrycznymi
zbyt małe tłumienie sygnałów położonych poza pasmem przenoszenia
(tłumienie 40 ÷ 70dB )
większe tłumienie uzyskuje się stosując dodatkowe dyskretny obwody LC,
zmniejszające wzmocnienie asymptotyczne
3. Schemat
4. Schemat wzmacniacza selektywnego z rezonatorami pracującymi jako w pętli
ujemnego sprzężenia zwrotnego Q1 i jako zastępcza indukcyjność Q2
sprzężenie z następnym stopniem zostaje wykonane przez kondensator C r i rezonator Q2
pracujący w pobliżu rezonansu równoległego. Rezonator ten reprezentuje indukcyjność
zastępczą L o dużej dobroci, natomiast
5
5. Schemat wzmacniacza selektywnego z rezonatorami pracującymi jako sprzężenie
międzystopniowym (zastosowanie rezonatora we wzmacniaczu selektywnym LC z
dzieloną indukcyjnością i pojemnością jako sprzężenie międzystopniowe)
6. Schemat wzmacniacza z wielorezonatorowym filtrem piezoelektrycznym a) kwarcem;
b) ceramicznym
6
Temat: wzmacniacze selektywne RC – m.cz.
1. Rodzaje selektywnych wzmacniaczy RC
2. Schematy analogów indukcyjności
3. Wykres dobroci rzeczywistych cewek i
częstotliwościowej
4.
symulowanych
indukcyjności w funkcji
7