Rys.1. Schematy układów wzmacniaczy selektywnych: a) ze skupioną selektywnością; b) z rozłożoną selektywnością; c) układ praktyczny.

Budowa wzmacniaczy selektywnych zależy głównie od zakresu częstotliwości oraz od szerokości pasma. Wyróżnia się wzmacniacze z selektywnością skupioną i z selektywnością rozłożoną. Jeżeli zakładana charakterystyka przenoszenia wzmacniacza ma przebieg możliwy do osiągnięcia w pojedynczym filtrze , to stosuje się strukturę wzmacniacza z selektywnością skupioną (rys. 1a).

Składa się on z pojedynczego filtru (czasami o bardzo złożonej strukturze) i jednego lub kilku stopni wzmacniających. Za ukształtowanie charakterystyki przenoszenia całego wzmacniacza jest wówczas odpowiedzialny tylko ten jeden filtr FPP.
Odpowiada ona kształtem charakterystyce amplitudowej filtru, odpowiednio wzmocnionej. Praktycznym przykładem takiego wzmacniacza jest układ, którego schemat przedstawiono na rys. 1c. Układy rezonansowe tworzące filtr FPP mają częstotliwości rezonansowe niewiele różniące się od siebie. Przy wystąpieniu trudności z uzyskaniem pożądanej charakterystyki przenoszenia stosuje się wzmacniacze z selektywnością rozłożoną (rys.1b). Charakterystyka wypadkowa takiego wzmacniacza powstaje w wyniku wymnożenia charakterystyk poszczególnych filtrów. Stopnie wzmacniające wzmacniają sygnał i separują od siebie poszczególne filtry.

Klasyfikację wzmacniaczy selektywnych można również przeprowadzić ze względu na rodzaj zastosowanych elementów:
- wzmacniacze bezindukcyjne, zwane filtrami aktywnymi RC (wzmacniacze pasmowe z selektywnym sprzężeniem zwrotnym RC);

- wzmacniacze selektywne w.cz. z obwodami LC. Pierwszy i drugi stopień wzmacniacza sprzęga się rozbudowanymi filtrami LC o znacznej stromości zboczy przebiegu charakterystyki częstotliwościowej. Przy większych częstotliwościach stosuje się wzmacniacze z obwodami rozłożonymi LC wykonanymi jako odcinki falowodów (odcinki odpowiednio wyprofilowanych ścieżek pełniących rolę indukcyjności lub pojemności przedzielanych tranzystorami w.cz.);

- wzmacniacze selektywne w.cz. z filtrami piezoelektrycznymi (tzn. filtry ceramiczne, rezonatory kwarcowe i filtry magnetostrykcyjne - elektromechaniczne). Charakteryzują się one dużym współczynnikiem prostokątności. Coraz powszechniej są stosowane filtry z falą powierzchniową ze względu na bardzo dobrą powtarzalność parametrów, dużą łatwość kształtowania charakterystyk (amplitudowa i fazowa) wewnątrz pasma przenoszenia (na etapie produkcji), dobre parametry i relatywnie niskie ceny. Podstawową ich zaletą jest minimalizacja czynności podczas ich strojenia.

Na rysunku 2 przedstawiono zakresy częstotliwości, odpowiadające zastosowaniom poszczególnych rodzajów wzmacniaczy selektywnych.

Rys.2. Zakres częstotliwości poszczególnych wzmacniaczy selektywnych.

Najważniejsze parametry wzmacniaczy selektywnych są związane z ich charakterystyką częstotliwościową i z realizacją funkcję selektywności. Do tych parametrów należą:
częstotliwość środkowa, szerokość pasma, współczynniki prostokątności. Charakteryzuje się je również takimi parametrami, jak skuteczne wzmocnienie mocy, impedancje: wejściową i wyjściową, współczynnik szumów, dynamika określana stosunkiem maksymalnej mocy wyjściowej do mocy szumów własnych, stałość wzmocnienia, zniekształcenia sygnału.

Częstotliwość środkowa f₀ zależy od zastosowania wzmacniacza. W niektórych zastosowaniach wartość f₀ jest stała i unormowana, jak np. we wzmacniaczach pośredniej częstotliwości odbiorników radiowych. Do częściej stosowanych wartości częstotliwości pośredniej należą: 465 kHz w zakresach fal długich i średnich, 10,7 MHz w zakresie UKF, 70 MHz w odbiornikach mikrofalowych linii radiowych, 479,5 MHz w odbiornikach telewizji satelitarnej itd. Częstotliwość środkowa f₀ wzmacniaczy stosowanych w odbiornikach mikrofalowych (radar, łączność satelitarna, radioastronomia) leży w zakresie od jednego do kilkudziesięciu gigaherców. Obwody selektywne takich wzmacniaczy są realizowane jako obwody rozłożone z odcinkami linii długich.

Rys.3. Typowe charakterystyki wzmacniacza selektywnego w.cz.

Podstawowym parametrem wzmacniacza selektywnego jest szerokość pasma przepustowego B₃ określana dla spadku wzmocnienia o 3 dB. Pasmo wzmacniacza powinno być dopasowane do widma sygnału -zbyt mała szerokość pasma powoduje zniekształcenia sygnału, zbyt duża zwiększa poziom szumów i zakłóceń. W odbiornikach radiowych w zakresach aż do fal krótkich stosuje się wartości B₃ rzędu 6-8 kHz, na zakresie UKF - ok. 200-250 kHz, w telewizorze - ok. 6-7 MHz.

Z charakterystyką amplitudową jest zwykle powiązana jednoznacznie charakterystyka fazowa wzmacniacza j(w).

We wzmacniaczach sygnałów z modulacją częstotliwości lub fazy oraz sygnałów impulsowych (np. w telewizji) jest potrzebna dobra liniowość charakterystyki fazowej, określana na podstawie przebiegu pochodnej tej charakterystyki względem w=2pf  -czyli opóźnienia grupowego t_g.

Jest pożądane, aby opóźnienie grupowe było możliwie stałe w paśmie przepustowym wzmacniacza.
Selektywność wzmacniaczy charakteryzuje szerokość pasma przy określonym spadku wzmocnienia (np. B₂₀ przy spadku o 20 dB, B₆₀ przy spadku o 60 dB) oraz za pomocą tzw. współczynników prostokątności

oznaczenia wg rys. 3. Współczynnik p określony powyższym wzorem jest używany dla prostych filtrów i wzmacniaczy, np. w odbiornikach powszechnego użytku, a współczynnik p_6/60 - dla urządzeń profesjonalnych, w których są potrzebne duże tłumienia sygnałów zakłócających. Dla wzmacniacza idealnego o prostokątnej charakterystyce p=1, dla układów rzeczywistych p<1. Wartość p powinna być bliska jedności ze względu na tłumienie sygnałów niepożądanych, co wymaga jednak stosowania skomplikowanych i drogich filtrów, często zbudowanych z rezonatorów kwarcowych.

Do parametrów określających selektywność wzmacniacza należy również minimalna wartość tłumienia przy dużym odstrojeniu od pasma przepustowego ( na rys. 3). W niektórych realizacjach obwodów selektywnych, zwłaszcza piezoelektrycznych, występują dodatkowe pasma przepustowe i jest ważne, aby wzmocnienie układu przy tych częstotliwościach było dostatecznie małe. Dla dużych częstotliwości, zwłaszcza większych niż 100 MHz, często jest wymagane dopasowanie wejścia i wyjścia wzmacniacza do impedancji falowej Z_o przewodów współosiowych (zwykle 50 lub 75 W) łączących wzmacniacz z innymi urządzeniami, np. z anteną. Jakość dopasowania określa się w tym przypadku za pomocą współczynnika odbicia G lub współczynnika fali stojącej (WFS)

przy czym Z jest impedancją wejściową lub wyjściową wzmacniacza. Przy idealnym dopasowaniu çGô=0 i WFS=1.

Wzmacniacze stosowane w stopniach wejściowych odbiorników i czułych urządzeń pomiarowych powinny odznaczać się małym poziomem szumów własnych. W tych układach minimalizuje się współczynnik szumów, zwykle kosztem pogorszenia selektywności i wzrostu niedopasowania. Nieliniowość wzmacniacza selektywnego może być powodem nie tylko zniekształcenia sygnału, lecz również zakłóceń pochodzących od sygnałów spoza pasma przepustowego. Duże sygnały mogą spowodować nieliniową pracę wstępnych stopni układu, wywołując zjawiska intermodulacji i modulacji skrośnej oraz kompresji sygnału pożądanego. Problem ten występuje zwłaszcza w odbiornikach komunikacyjnych, w których amplitudy sygnałów o różnych częstotliwościach odbierane przez antenę mogą różnić się bardzo znacznie. Nierzadko sygnał użyteczny o amplitudzie 1 mV trzeba wyodrębnić spośród innych o amplitudach rzędu kilkudziesięciu -kilkuset miliwoltów.

Selektywność wzmacniacza w odniesieniu do dużych sygnałów spoza pasma przepustowego charakteryzuje tzw. selektywność wielko sygnałowa, określana dopuszczalnym (przy założonych zniekształceniach) poziomem sygnałów zakłócających w funkcji odstrojenia od f_o. Głównym środkiem poprawy selektywności wielko sygnałowej jest skupienie obwodów filtrujących w stopniach wejściowych wzmacniacza (odbiornika). We wzmacniaczach selektywnych małych częstotliwości, realizowanych bez użycia indukcyjności, niektóre parametry, w tym częstotliwość środkowa i szerokość pasma, mogą zależeć od wzmocnienia elementów aktywnych. Ważnym kryterium jakości takich wzmacniaczy jest wrażliwość parametrów na zmiany wzmocnienia wzmacniaczy operacyjnych bądź tranzystorów.

Wzmacniacze selektywne małych częstotliwości mają często właściwości napięciowego źródła sterowanego (mała impedancja wyjściowa, duża - wejściowa) i wówczas nie specyfikuje się wzmocnienia mocy, lecz jedynie wzmocnienie napięciowe.

Zakres częstotliwości, w którym są używane wzmacniacze selektywne, rozciąga się od ułamków herca do dziesiątek gigaherców. W tak szerokim zakresie są stosowane bardzo różnorodne metody realizacji układów, jak również różne elementy aktywne:

- wzmacniacze operacyjne
- tranzystory bipolarne
- tranzystory unipolarne MOS, MESFET i HEMT.

Sposób realizacji układów selektywnych zależy od zakresu częstotliwości oraz względnej szerokości pasma. W podziale podstawowym wyróżnia się wzmacniacze bezindukcyjne -nazywane także filtrami aktywnymi (w zasadzie dla zakresu małych częstotliwości) - oraz wzmacniacze wielkiej częstotliwości z obwodami LC lub z filtrami piezoelektrycznymi. Granica częstotliwościowa tego podziału nie jest precyzyjnie określona. Można przyjąć, że górna granica zakresu częstotliwości, w którym są stosowane filtry aktywne, sięga 1 MHz - a dolna granica dla wzmacniaczy w.cz. wynosi ok. 150 kHz (początek zakresu fal długich). Wraz z postępem technologii granica stosowania filtrów aktywnych przesuwa się w stronę większych częstotliwości.

Wzmacniacze selektywne w.cz. są budowane zasadniczo w układzie kaskady elementów aktywnych i filtrów. Sprzężenie zwrotne może być stosowane lokalnie do poprawy liniowości elementów aktywnych, nie jest natomiast używane do realizacji, jakichkolwiek funkcji związanych z selektywnością wzmacniacza. Przeciwnie jest w filtrach aktywnych, w których selektywność charakterystyk jest skutkiem działania sprzężenia zwrotnego.

Specyficzną odmianą układów selektywnych są filtry cyfrowe. Są to procesory arytmetyczne, przetwarzające według założonego algorytmu ciąg liczb reprezentujących próbki sygnału analogowego w inny ciąg liczb. Wyjściowy ciąg jest przekształcany w sygnał analogowy w przetworniku cyfrowo-analogowym. Wypadkowa charakterystyka częstotliwościowa filtru cyfrowego zależy od algorytmu realizowanego w procesorze.

Obwody selektywne wzmacniaczy w.cz. buduje się z różnych elementów, zależnie od zakresu częstotliwości i względnej szerokości pasma. Przy szerokości pasma większej niż ok. 0,01 f_o są zwykle stosowane skupione obwody LC (do częstotliwości ok. 0,5-1 GHz) oraz obwody rozłożone przy większych częstotliwościach. W celu uzyskania dobrej selektywności we wzmacniaczach o stałej częstotliwości środkowej (np. częstotliwość pośrednia w odbiorniku radiowym) stosuje się filtry zbudowane z elementów o dużej dobroci: np. z rezonatorów ceramicznych lub kwarcowych, a czasem (dla f_o ?500 kHz) z rezonatorów wykonanych z metali wykazujących zjawisko magnetostrykcyjne (filtry elektromechaniczne). Przy bardzo wąskich pasmach - rzędu 0,001 f_o i mniejszej - używa się filtrów kwarcowych (przy częstotliwościach do ok. 80 MHz) i filtrów z falą powierzchniową (ang.SAW - surface acoustic wave) - do ok. 1 GHz.

Rys.4. Struktura wzmacniaczy selektywnych wielkiej częstotliwości a) z filtrem o skupionej selektywności b) kaskada filtrów i wzmacniaczy

Ogólną tendencją w budowie współczesnych wzmacniaczy selektywnych w.cz. jest rozdzielenie funkcji wzmacniania i selektywności, realizowane w strukturze pokazanej na rysunku 4. Praktycznie cała selektywność wzmacniacza jest uzyskiwana w wieloobwodowym filtrze poprzedzającym wzmacniacz szerokopasmowy, często wykonywany jako układ scalony. W celu zmniejszenia współczynnika szumów, na wejściu układu może być włączony stopień o niewielkim wzmocnieniu, równoważący straty w filtrze, a na wyjściu - obwód selektywny ograniczający pasmo i poziom szumów wyjściowych. 

Do zalet rozwiązania z rysunku 4a. należą:

- dobra selektywność wielkosygnałowa
- przystosowanie do masowej produkcji z gotowych bloków
- łatwe projektowanie i uruchomienie (często brak strojenia).

Wady są to:

- zwiększony współczynnik szumów
- zakres częstotliwości ograniczony możliwościami konstrukcji filtrów (w praktyce do kilkudziesięciu megaherców).

W strukturze z rys. 4. kolejne stopnie wzmocnienia (najczęściej pojedyncze tranzystory) są rozdzielone obwodami rezonansowymi. Obwody rezonansowe są stosowane również do transformacji impedancji w celu dopasowania kolejnych stopni wzmacniacza i osiągnięcia wzmocnienia większego niż w wariancie z rysunku 4a. Poszczególne stopnie mogą być optymalizowane niezależnie, np. ze względu na współczynnik szumów lub moc wyjściową. Struktura z rys. 4b jest bardziej podatna na zakłócenia dużymi sygnałami spoza pasma roboczego (ze względu na małą selektywność stopni wejściowych), a także jest trudniejsza w projektowaniu i strojeniu niż struktura rys. 4a. Według tego schematu współcześnie są budowane głównie wzmacniacze na zakres częstotliwości większy niż 100 MHz, a zwłaszcza wzmacniacze mikrofalowe, gdy wzmocnienie pojedynczego tranzystora jest niewielkie i jest ważne pełne wykorzystanie jego możliwości.