Дослідження діапазонного резонансного підсилювача, страница 5

Найбільше значення добротності, що забезпечує необхідну смугу пропускання  при заданій нерівномірності  АЧХ:

.                                (2.7)

Поєднуючи вимоги до  і , і одержавши подвійну нерівність, яку повинна задовільняти еквівалентна добротність контуру двоконтурного смугового фільтра при правильно обраному числі

,                                                 (2.8)

Рисунок 2.2 – АЧХ двоконтурного смугового підсилювача

визначивши , легко визначити конструктивне значення добротності:

,                                    (2.9)

де  – коефіцієнт шунтування, що залежить від робочої частоти і виду ПЕ (звичайно ).

Перевагами розглянутих СП є відносна простота виготовлення, настроювання і регулювання. До недоліків варто віднести:

низьку стійкість тракту з декількох таких СП, що призводить до необхідності застосування засобів нейтралізації  й зумовлює ускладнення схеми;

залежність частотних характеристик усього тракту від параметрів ПЕ, що виявляється при їхній заміні.

Розглянуті СП відносяться до пристроїв, що реалізують принцип рівномірного розподілу функції підсилення і вибірності.

СП, що реалізують принцип зосередженого поділу функції підсилення і вибірності, вільні від перелічених недоліків і забезпечують додаткові можливості:

високий і стійкий коефіцієнт підсилення тракту, за рахунок використання аперіодичних каскадів, що забезпечують основне підсилення;

високу вибірність, що забезпечується використанням ефективних фільтрів зосередженої селекції;

високу завадозахищеність тракту;

можливість мікромініатюризації.

Однієї з різновидів СП, що реалізують другий принцип, є СП із п'єзоелектричним фільтром (рис.2.3).

Рисунок 2.3 –  СП з п’єзоелектричним фільтром

П'єзоелектричні фільтри випускаються вітчизняною промисловістю серійно. Як приклад, можна розглянути параметри і характеристики п'єзоелектричного фільтра типу ПФ1П-2. Резонатори такого фільтра виконані з матеріалів типу КНБС–47 (тверді розчини метанобатів і барію).

Основні параметри фільтра ПФ1П–2:

центральна частота смуги пропускання – 465 кГц;

ширина смуги пропускання на рівні 6дб – (8,8...12,5)кГц;

нерівномірність вершини АЧХ – не більш 2дБ;

згасання на центральній частоті смуги пропускання – не більше 8 дб;

номінальні значення характеристичних опорів:

 , .

Особливістю характеристики згасання такого фільтра  (рис.2.4) є відсутність монотонно зростаючої характеристики згасання в смузі затримки (суцільна лінія).

Така обставина призводить до того, що цей фільтр при високій вибірності у відношенні сусідніх каналів не забезпечує достатньої фільтрації завад з більшими частотами.

Зазначений недолік п'єзоелектричного фільтра частково може бути усунений ввімкненням послідовно з фільтром резонансного контуру (рис.2.3). Смуга пропускання такого контуру в 2–3 рази перевищує смугу пропускання п'єзоелектричного фільтра. Характеристика згасання контуру зображена на рис.2.4. (пунктирна лінія). АЧХ об'єднаної системи (паралельний контур – п'єзоелектричний фільтр) являє собою суму характеристик ланок системи. Одночасно коливальний контур забезпечує узгодження імпедансів п'єзоелектричного фільтра й ПЕ.

Рисунок 2.4 – Залежність згасання  ПФ1П – 2

При виконанні узгодження без додаткових коливальних контурів необхідно виконати умови , . Коефіцієнт підсилення такого СП на центральній частоті:

,                                        (2.10)

де  – коефіцієнт передачі фільтра на центральній частоті (відповідає внесеному загасанню).

Інший різновид даних СП – підсилювачі з багатоланковим фільтрами, зокрема на основі реактивних  ланок (рис.2.5).

Рисунок 2.5 – СП з багатоланковим LC фільтром

Такі фільтри виконуються з високодобротних – і –елементів. Необхідна смуга пропускання фільтра забезпечується відповідним вибором значень  і  і визначається їхнім відношенням. Розрахунок таких фільтрів, як правило, виконується графоаналітичним методом. Резонансний коефіцієнт підсилення СП із таким фільтром визначається з виразу

,                                      (2.11)

де        – характеристичний опір фільтра;

           – коефіцієнт передачі фільтра на центральній частоті.