С уменьшением g11 уменьшается различие входной и выходной проводимости и облегчается согласование каскадов между собой. В этом случае можно применить полное включение УП к полосовому фильтру, что значительно упрощает межкаскадные связи, конструкцию п настройку резонансного усилителя.
Используя выводы теории каскада с постоянными параметрами, оценим параметры усилителя.
Коэффициент усиления напряжения:
где
— эквивалентная проводимость контура.
При условии резонанса
Резонансный коэффициент усиления характеризует
усилительные возможности каскада. Эквивалентная проводимость (сопротивление)
одиночного колебательного контура зависит От его параметров и
частоты усиливаемых колебаний
где
— обобщенная (относительная) расстройка.
—
резонансная частота;
абсолютная
расстройка (отклонение частоты от резонансной);
резонансная проводимость нагруженного контура -
Qэ— эквивалентная добротность контура с учетом шунтирующего действия выходной проводимости g22 и входной проводимости следующего каскада на частоте ώ0.
Комплексный коэффициент передачи по напряжению одноконтурного каскада зависит от частоты усиливаемого сигнала:
Эта характеристика называется частотной (резонансной) характеристикой усилительного каскада. Зависимость отдельно модуля
и фазы φ(а) коэффициента передачи называют соответственно амплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) характеристиками.
При частоте, равной резонансной, (α=0) коэффициент передачи достигает наибольшего значения:
Нормированная амплитудно-частотная характеристика
или обратная ей зависимость
называемая характеристикой избирательности (ослабления или затухания), характеризует его частотную избирательность. Обе характеристики показаны на рис. 2.34 сплошной и пунктирной линиями соответственно.
Область частот, в пределах которой
или
.
называют полосой пропускания
Поскольку резонансный , усилитель служит для
усиления сигналов с частотным спектром конечной ширины, то от каскада
требуется вполне определенная полоса пропускания П1.
Изменение полосы пропускании П1 одноконтурного
каскада производят путем шунтирования контура дополнительным резистором
(увеличение gэ) или перераспределения реактивных проводимостей.
Однако шунтирование сопровождается уменьшением коэффициента усиления из-за
дополнительны потерь энергии сигнала на сопротивлении шунта. Поэтому шунтирование
применяют только в случае малых входной и выходной проводимостей УП,
шунтирующее действие которых оказывается недостаточным для обеспечения
требуемой полосы пропускания. Максимальная полоса пропускания с нешунтированным
контуром.
соответствует отсутствию контурных конденсаторов.
Сужение полосы пропускания производят путем увеличения эквивалентной емкости контура Сэ и одновременного уменьшения его индуктивности Ь.
В резонансных усилителях резонансный коэффициент усиления и полоса пропускания являются взаимозависимыми параметрами АЧХ каскада. Максимальное значение произведения характеризующее усилительные возможности в полосе частот и называемое эффективностью или «площадью» усиления каскада, определяется проводимостью прямой передачи и емкостями усилительного каскада, а также паразитными емкостями конструкции каскада.
2.4.1. Способы фильтрации сигнальных колебаний
Наиболее простыми в настройке и некритичными в эксплуатации являются УПЧ с одиночными L,C-контурами, настроенными на одну частоту.
Подключение контура к усилительному элементу и к входу следующего каскада может быть как полное, так и частичное.
Рассмотрим усилительные и избирательные свойства УПЧ с идентичными каскадами, настроенными на частоту f0.
Коэффициент усиления усилителя на резонансной частоте при одинаковых N каскадах:
где
— резонансный коэффициент
усиления одного каскада; 
— числю каскадов.
Нормированная амплитудно-частотная характеристика N-каскадного УПЧ
где Δf— величина расстройки.
Приравнивая нормированную АЧХ к величине
и решая полученное уравнение,
находим полосу пропускания УПЧ:
где П1 — полоса пропускания одного каскада.
Значение величины 
приведено
в табл. 2.3.
Из таблицы следует, что с увеличением числа идентичных каскадов полоса пропускания всего усилителя сравнительно уменьшается. Это является основным недостатком метода формирования АХЧ с помощью одиночных одинаково настроенных контуров. Кроме того, избирательность у этого усилителя мала в силу того, что АЧХ имеет пологие скаты. Поэтому в тех случаях, когда необходимо обеспечить широкую относительную полосу пропускания, применяют другие методы формирования амплитудно-частотных характеристик.
Характерной особенностью рассмотренных усилителей с распределенной избирательностью является то, что колебательных, системы, обеспечивающие требуемую избирательность, одновременно определяют и усиление каскада, поскольку являются нагрузками его активных элементов. Поэтому изменение избирательности вызывает изменение усиления и наоборот. Это обстоятельство не позволяет в некоторых случаях независимо изменять усиление и избирательность, что является одним из существенных недостатков.
Чтобы устранить этот нежелательный эффект, функции усиления и избирательности разделяют между каскадами. В одном каскаде ставится сложный фильтр, так называемый фильтр сосредоточенной избирательности (ФСИ). Коэффициент усиления этого каскада не регулируется. Остальные каскады выполняются со значительно большей полосой пропускания и на полосу пропускание усилителя практически не влияют, обеспечивая только требуемый коэффициент усиления. В этих каскадах осуществляют регулировку усиления без опасения, что это повлияет на полосу пропускания и избирательность усилителя в целом.
В радиоприемных устройствах в качестве ФСИ применяют LС-фильтры различной сложности, пьезоэлектрические фильтры на объемных акустических волнах (ОАВ) и поверхностных акустических волнах (ПАВ), дискретные и цифровые фильтры.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.