wzmacniacze selektywne
Transkrypt
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