Избирательных усилителях

Избирательные усилители. Избирательный усилитель с характеристикой по 10.59, д реализуется на основе ОУ с параллельной отрицательной обратной связью по напряжению ( 10.86) и резонансным

В зависимости от диапазона частот входных сигналов, для усиления которых предназначены усилители, последние подразделяют на несколько видов. Для усиления медленно изменяющихся сигналов используют усилители постоянного тока (УПТ), для усиления сигналов в диапазоне звуковых частот (от десятков герц до 15—20 кГц) — усилители низкой частоты (УНЧ), для усиления сигналов в диапазоне частот от десятков килогерц до десятков и сотен мегагерц — усилители высокой частоты (УВЧ). Для усиления импульсных сигналов, имеющих спектр частот от десятков герц до сотен мегагерц, применяют импульсные усилители, которые называют также широкополосными (ШПУ). При необходимости усиления сигналов в узком диапазоне частот применяют узкополосные, или избирательные, усилители.

§ 6.5. Избирательные усилители

Избирательные усилители с Ж?-фильтрами в цепях обратной связи. В качестве 7\?С-фильтров в избирательных усилителях могут

Избирательные усилители с двойным Т-образным мостом в цепи обратной связи хорошо \ивых работают на квазирезонансных т частотах от единиц герц до нескольких мегагерц. Их избирательные свойства зависят от коэффициента усиления /С: чем больше этот коэффициент, тем лучше усиливается полезный сигнал по сравнению с очень

низкими и очень высокими частотами. Такие избирательные усилители легко могут быть выполнены с полосой пропускания

Избирательные усилители с LC-фильтрами. Для работы на высоких частотах /0>l-f-5 МГц

ичбипятрггкныр V™TTMTPT™ г РГ ТТР Рис- 6-38- .Схема замещения резо-избирательные усилители с ЯС-це- нансного усилителя на биполярном

денсаторы с "низким сопротивлением и малой емкостью. При этом резисторы начинают заметно нагружать усилитель (потреблять значительные токи), а емкости конденсаторов становятся соизмеримыми с паразитными емкостями монтажа, входной и выходной емкостью усилителя, что ухудшает характеристики избирательного усилителя и снижает стабильность его работы. Поэтому на частотах /о>1-:-5 МГц и до самых высоких частот, достигающих десятков мегагерц, применяют избирательные усилители с LC-фильтрами (резонансными контурами).

Для получения большого коэффициента усиления используют многокаскадные избирательные усилители, резонансные контуры в которых могут включаться в выходную цепь каскада (коллекторную, стоковую) или на входе каскада, или сразу на входе и выходе.

Селективные вольтметры предназначены для измерения синусоидального напряжения в узкой полосе частот. В их состав входят высококачественные перестраиваемые избирательные усилители, поэтому такие приборы удобны для исследования сигналов при наличии помех. Селективные вольтметры характеризуются диапазоном измерений 1 мкВ — 1В, могут быть настроены на любую частоту в диапазоне 20 Гц — 30 МГц при полосе пропускания 1 или 10 кГц, имеют погрешность измерения 10—16%. Приборы имеют выход, который позволяет использовать их как избирательные усилители. К вольтметрам этого типа относятся приборы В6-9 (20 Гц— 100 кГц) и В6-10 (0,1—30 МГц).

максимального выходного напряжения возможно при условии rl = г2 = /• и С\ = С2 = С при так называемой квазирезонансной частоте ы0 = 1/гС, при этом /0 = со0/2л. Зависимость выходного напряжения от частоты представлена на 5.15. б. Избирательные rC-цепи широко используются в избирательных усилителях.

В избирательных усилителях, в усилителях мощности для связи каскадов между собой и для связи усилительного каскада с нагру-

Режим С. Режим С характеризуется тем, что рабочую точку П выбирают за точкой отсечки и ток в транзисторе возникает только в течение некоторой части положительного полупериода входного напряжения ( 5.20). Этот режим сопровождается большими искажениями усиливаемого напряжения, но к. п. д. устройства может быть очень высоким и приближаться к единице. Режим С применяют в избирательных усилителях и автогенераторах, которые благодаря наличию колебательных контуров или других частотно-зависимых устройств выделяют лишь основную гармонику из несинусоидального напряжения, возникающего вследствие больших нелинейных искажений.

Избирательные усилители с Ж?-фильтрами в цепях обратной связи. В качестве 7\?С-фильтров в избирательных усилителях могут

Из выражений (6.51), (6.52) видно, что зависимость коэффициента усиления резонансного усилителя от частоты совпадает с частотной зависимостью сопротивления резонансного контура, так как параметры Ли и Л21, применяемые в избирательных усилителях, всегда выбирают не зависящими от частоты вблизи резонансной частоты контура /рез = о)рез/2я.

В усилителях звуковых частот /н»20 Гц и /в« ж 15 кГц; в широкополосных усилителях fB может достигать десятков МГц; в частотно-избирательных усилителях /н~/в и для высокочастотных вариантов может достигать сотен МГц; в усилителях постоянного тока /н = 0, а /в может составлять несколько десятков МГц.

Наличие обратной связи может привести к увеличению либо к уменьшению сигнала на выходе устройства и соответственно коэффициента усиления. В первом случае фазы входного сигнала и сигнала обратной связи совпадают и амплитуды складываются— такую обратную связь называют положительной (ПОС). Во втором случае фазы противоположны и амплитуды сигналов вычитываются — такую обратную связь называют отрицательной (ООС). Положительная обратная связь находит применение в различных генераторах, а иногда и частотно-избирательных усилителях (см. гл. 4). В большинстве же усилителей положительная обратная связь является: нежелательной и используется крайне редко.

Какая нагрузка используется в избирательных усилителях?

Избирательное усиление осуществляют специальными избирательными узкополосными усилителями, у которых отношение частот FB/FH= 1,001 — 1,1. Такая избирательность нужна, чтобы отстроиться от ненужных сигналов и помех. Резкая зависимость коэффициентов усиления избирательного усилителя от частоты достигается, как правило, включением частотных фильтров в цепь усилителя или цепь обратной связи. В качестве усилителя в избирательных усилителях может быть использован любой широкополосный усилитель (УПТ или усилитель с резистивно-емкостной связью). Частотные фильтры обратной связи обычно представляют собой цепи, состоящие только из резисторов и конденсаторов ^С-цепи. Частотные фильтры усилителей выполняют на реактивных элементах (дросселях L и конденсаторах С), на так называемых LC-фильтрах.

Какая нагрузка используется в избирательных усилителях?

Для раскачки LC-контуров в интегральных избирательных усилителях особенно целесообразно применение каскодного усилителя с дифференциальным каскадом (cvi. 4.3). В таком усилителе ка-скодное включение существенно ослабляет влияние паразитной обратной связи через проходную емкость, благодаря чему заметно уменьшается вероятность самовозбуждения усилителя. Кроме того, уменьшается выходная емкость усилителя и увеличивается его выходное сопротивление, что позволяет использовать полное включение контура к усилителю даже в высокочастотных устройствах, не опасаясь снижения добротности и стабильности резонансной частоты. Дифференциальные входы усилителя часто используются для подачи сигнала АРУ или для других целей.