Избирательные усилители. Структурные схемы избирательных усилителей

Страницы работы

Содержание работы

~ ЛЕКЦИЯ 18 ~

ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Избирательными называются усилители, в которых осуществляют выделение полезного сигнала из ряда входных сигналов, ослабляя сигналы помехи. Используют избирательные усилители во всех многоканальных системах связи: при приеме телерадиопрограмм, в системах автоматического контроля и управления.

Избирательные усилители делят на:

полосовые;

резонансные.

Полосовые усилители осуществляют усиление сигнала в небольшом диапазоне частот, в котором отношение частот fB/fH= 1,001-1,1. Резонансные усилители усиливают сигнал только на частоте резонанса, когда fC= fP.

Зависимость коэффициента усиления в избирательном усилителе от частоты достигается включением частотных фильтров в цепь усиления или обратной связи (ОС).

Структурные схемы избирательных усилителей содержат усилитель (УПТ или с RC-связью) и фильтр (рис. 56).

а)

б)

Рис. 56. Структурные схемы избирательных усилителей:

а – с фильтром в цепи обратной связи; б – с каскадным фильтром.

В усилителях с фильтром в цепи обратной связи фильтры состоят из RC-цепей, у которых коэффициент передачи e снижается до нуля в интервале частот от fB до fH.

Рис. 57. Схема избирательного усилителя с двойным Т-образным мостом в цепи обратной связи на ИМС.

Наибольшее распространение получили избирательные усилители с двойным Т-образным мостом в качестве полосового фильтра в цепи ОС (рис 57).

Делитель RBX, R1 – частотно- независимая стабилизирующая ОС. Снижает KU микросхемы до нужного коэффициента K. RBX – входное сопротивление усилителя по инвертирующему входу 9.

Коэффициент передачи двойного Т-образного моста зависит от частоты:

На очень низких частотах f®0, , так как сопротивление конденсаторов становится очень большим и все напряжение UВЫХ через верхний Т-образный мост (R, 2C, R) передается на вход усилителя в виде напряжения обратной связи UOC. На очень высоких частотах f®¥,  вследствие того, что сопротивление конденсаторов становится небольшим и все выходное напряжение через нижний одинарный Т-образный мост (С, R/2, С) передается на вход усилителя. И только на квазирезонансной частоте fP= 1/RC коэффициент передачи , так что UOC= 0. Частотная характеристика двойного Т-образного моста приведена на рис. 58.

Рис. 58. Частотная характеристика двойного Т-образного моста.

Коэффициент усиления избирательного усилителя с двойным Т-образным мостом в цепи отрицательной обратной связи выражают через параметры усилителя и цепи обратной связи:

Анализ этого выражения показывает, что на частотах f= 0 и f= ¥ при :

,

а на квазирезонансной частоте при :

Частотная характеристика избирательного усилителя с двойным Т-образным мостом в цепи ОС показана на рис. 59.

Рис. 59. Частотная характеристика избирательного резонансного усилителя с двойным

Т-образным мостом: 1АЧХ усилителя без фильтра;

2АЧХ усилителя с фильтром в цепи ООС.

В диапазонах нижних и верхних частот, когда , сигнал основной цепи усилителя практически гасится сигналом цепи отрицательной обратной связи. На частоте fP, когда , на выходе выделяется сигнал основного усилительного звена.

Избирательные усилители с двойным Т-образным мостом в цепи ОС хорошо работают на квазирезонансных частотах от единиц до десятков тысяч герц.

При каскадном включении (рис. 56, б) применяют фильтры LC-типа. Простейшим из них является резонансный контур. Используют избирательные усилители с LC-фильтрами на частотах fP>500 кГц, так как на высоких частотах RC-фильтры непригодны по технико-экономическим показателям: R и C сильно уменьшаются, что снижает стабильность работы усилителя и ухудшает его характеристики.

Рассмотрим работу избирательного резонансного усилителя с LC-фильтром на биполярном транзисторе (рис. 60).

Рис. 60. Избирательный резонансный усилитель на биполярном транзисторе с LC-фильтром.

В таком усилителе максимальное усиление достигается на резонансной частоте fP и коэффициент усиления становится действительной величиной:

Сопротивление контура  зависит от частоты и достигает максимума на резонансной частоте:

,

где r – активное сопротивление контура.

При   и

На рис. 61 показана амплитудно-частотная характеристика резонансного усилителя с LC-фильтром.

Рис. 61. Частотная характеристика избирательного резонансного усилителя с LC-фильтром.

Для реализации полосовых усилителей используют трансформаторное включение LC-фильтров, настроенных на разные частоты резонанса fP1 и fP2 (рис. 62).

Рис. 62. Полосовой усилитель с LC-фильтрами на биполярном транзисторе.

Полосовой усилитель имеет амплитудно-частотную характеристику, полоса пропускания которой больше, чем у резонансного усилителя, за счет двух резонансных контуров, настроенных на разные, но близкие fP(рис. 63).

Рис. 63. Амплитудно-частотная характеристика полосового усилителя:

1АЧХ усилителя с fP1; 2АЧХ усилителя с fP2; 3 – суммарная АЧХ полосового усилителя.

Избирательные усилители изготовляют на биполярных, полевых транзисторах, электронных лампах, интегральных микросхемах и операционных усилителях (ОУ).

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Электроника
Тип:
Конспекты лекций
Размер файла:
171 Kb
Скачали:
0