Najprostszym i najcześciej stosowanym układem wzmacniacza jest stopień wzmacniajcy obciążony równoległym obwodem rezonansowym. W celu otrzymania dobrej selektywności oraz dużego współczynnika wzmocnienia w takich stopniach stosuje się elementy wzmacniające o dużej oporności wejściowej oraz o dużym współczynniku amplifikacji (lamp y z siatką ekranową, tranzystory). W takim przypadku Rwy jest dużo wiekszy niż oporność opciażenia elementu wzmacniającego, a współczynnik wzmocnienia stopnia praktycznie jest proporcjonalny do oporności obciążenia. |
Rys.1. Budowa wzmacniacza selektywnego ze sprzężeniem zwrotnym.W
zakresie małych częstotliwości wykorzystuje się wzmacniacze selektywne RC,
budowane zgodnie z ideą przedstawioną na rys. 1. Czwórniki RC stosowane we wzmacniaczach selektywnych w zależności od ich struktury dzieli się na; drabinkowe (łańcuchowe) RC i CR, typu T i podwójne T, mostkowe, realizowane zwykle w postaci mostka Wiena. |
Charakterystyki amplitudowe czwórników mostkowych
typy T oraz podwójne T (2T) dla pewnej częstotliwości fo,
nazywanej częstotliwością quasi-rezonansową, mają ekstrema. Są to obwody
umożliwiające uzyskanie charakterystyki selektywnej, podobnej do
charakterystyki obwodu rezonansowego. Charakterystyki bu
= f(f) czwórników łańcuchowych są monotonicznie wzrastające lub malejące.
Czwórniki te umożliwiają budowę filtrów dolnoprzepustowych lub górnoprzepustowych W celu otrzymania układu selektywnego pasmowoprzepustowego, czwórniki selektywne RC dołącza się
do wzmacniacza w dwojaki sposób: - czwórniki, których charakterystyka
amplitudowa ma maksimum, np. mostek Wiena, stosuje
się w gałęzi sprzężenia zwrotnego dodatniego; - czwórniki, których charakterystyka
amplitudowa ma minimum, np. układ 2T, stosuje się w gałęzi sprzężenia
zwrotnego ujemnego. Przy budowie układów selektywnych pasmowozaporowych zasady łączenia wzmacniacza i czwórnika
selektywnego są odwrotne. Rys.2. Wzmacniacz selektywny z czwórnikiem 2T
Wzmacniacze selektywne ze sprzężeniem zwrotnym
dodatnim pracują blisko granicy samowzbudzenia, co utrudnia utrzymanie
stabilnych warunków pracy. Dlatego unika się stosowania takich układów. Często natomiast jest wykorzystywany układ 2T. Jeżeli układ taki zostanie włączony w obwód sprzężenia
zwrotnego ujemnego wzmacniacza (rys.2), to przy częstotliwości
quasi-rezonansowej współczynnik sprzężenia zwrotnego jest najmniejszy i
wzmocnienie osiąga maksimum (rys.2). Przy odstrojeniu od quasi-rezonansu
wzrasta współczynnik sprzężenia zwrotnego i wzmocnienie maleje. Maksymalna wartość wzmocnienia zależy od
wartości rezystorów R2 i R w pętli sprzężenia zwrotnego (Kuf max
» R2/R), natomiast dobroć zastępcza układu Wadą wzmacniacza selektywnego z układem 2T jest duża wrażliwość na zmiany wartości elementów układu. Ponadto zmianę częstotliwości środkowej fo można uzyskać przez jednoczesną zmianę obydwu elementów R i C. |
Współczynnik prostokątności charakterystyki filtru rośnie ze
zwiększaniem liczby obwodów rezonansowych, z których filtr jest zbudowany.
Ten sposób poprawy selektywności filtru napotyka na granicę, wynikającą z ograniczonej
dobroci obwodów. Rys.3.
Przykłady konstrukcji filtru czteroobwodowego. a)
schemat, b) charakterystyki dla różnych dobroci cewek, zaznaczono pasmo 3dB.
Stosunkowo łatwo realizuje się filtry szerokopasmowe (B >
0,1-0,2f0) o charakterystykach zbliżonych do idealnych, natomiast
w filtrach wąskopasmowych wraz ze zwiększaniem liczby obwodów znacznie rosną
straty mocy, a stromość charakterystyki w pobliżu częstotliwości
wyznaczającej granicę pasma przepustowego wyraźnie maleje. Projektowanie
wąskopasmowych filtrów wieloobwodowych jest trudne, gdyż nie ma ogólnych
dokładnych metod syntezy. W praktyce korzysta się w znacznym stopniu z
optymalizacji komputerowej. Tytułem przykładu na rys. 3. jest pokazany schemat i charakterystyki dopasowanego obustronnie filtru czteroobwodowego. Wyraźnie jest widoczny wpływ dobroci obwodów na tłumienie filtru i na kształt charakterystyki w pobliżu częstotliwości środkowej. |