Wzmacniacze selektywne stosowane są do wzmacniania sygnałów w określonym paśmie częstotliwości (Rys. 3.14). Poza tym pasmem sygnały powinny być możliwie silnie tłumione. Wzmacniacze selektywne znalazły zastosowanie w takich urządzeniach jak telewizory, odbiorniki radiowe, systemy łączności satelitarnej, ale również w układach telekomunikacyjnych oraz do filtracji sygnałów z czujników pomiarowych.
Zakres częstotliwości stosowania wzmacniaczy selektywnych rozciąga się od ułamków Hz do dziesiątek GHz. Z tego powodu występuje różnorodność elementów oraz sposobów realizacji wzmacniaczy selektywnych. Podział wzmacniaczy związany jest przede wszystkim ze sposobem wykonania obwodu odpowiedzialnego za selektywność układu. Wyróżnia się wzmacniacze dużych częstotliwości (z obwodami LC, filtrami piezoelektrycznymi lub liniami długimi) oraz wzmacniacze małych częstotliwości (z elementami RC lub cyfrowymi układami filtracji).
Najistotniejszymi parametrami wzmacniaczy selektywnych są wielkości związane z zakresem częstotliwości. Należy do nich częstotliwość środkowa i szerokość pasma. Ważnym parametrem określającym właściwości wzmacniacza jest także współczynnik prostokątności, który określa stromość zbocza charakterystyki amplitudowej (stosunek pasma przenoszenia 3 dB do pasma 20 dB).
RdC1jzfOeDfnr Ilustracja przedstawia wykres. Oś pozioma określa częstotliwość ef, oś pionowa opisana jest jako ka z indeksem dolnym u w nawiasie de be. Na wykresie opisana jest parabola biegnąca w górę, symetrycznie opadająca ku dołowi. Na niej zaznaczonych jest pięć punktów określonych skrzyżowaniem przerywanych linii biegnących od osi pionowej i poziomej. Krzyżują się one w punkcie najwyższym, nieco niżej punktu najwyższego symetrycznie po obydwóch stronach, oraz powyżej wartości zero, symetrycznie po obydwóch stronach. Na osi pionowej zaznaczone są dwie odległości między punktami. Pierwsza między najniższym a najwyższym ka z indeksem dolnym u o to dwadzieścia de be oraz między najwyższym a środkowym, o wartości trzy de be. Na osi poziomej zaznaczone są dwie odległości między punktami: dwoma najniższymi be dwadzieścia oraz dwoma zlokalizowanymi poniżej najwyższej wartości, przez którą przechodzi parabola opisane jako ef z indeksem dolnym zero. Jest to częstotliwość środkowa.
Rys.3.14 Charakterystyka amplitudowa wzmacniacza selektywnego. f0 - częstotliwość środkowa, B - 3‑decybelowe pasmo przenoszenia, B20 - 20‑decybelowe pasmo przenoszenia, p - współczynnik prostokątności
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula , licencja: CC BY 3.0.
p = B B 20
Przykłady wzmacniaczy selektywnych:
R1KFID2peFbAw Ilustracja przedstawia schemat wzmacniacza selektywnego z obwodem rezonansowym LC. Po lewej stronie schematu znajdują się dwa punkty położone na tej samej wysokości. Od punktu położonego niżej do tego położonego wyżej prowadzi strzałka opisana jako u z indeksem dolnym wu e. Od punktu położonego wyżej biegnie w prawo linia, która kończy się w punkcie el z indeksem dolnym jeden zlokalizowanego na środku wybrzuszenia będącego lewym bokiem prostokąta. Od górnej ściany prostokąta biegnie do góry linia, następnie skręca w prawo i biegnie aż do punktu, zlokalizowanego po prawej stronie schematu, opisanego jako plus u z indeksem dolnym cece, wcześniej przechodząc przez cztery czarne punkty. Od ostatniego czarnego punktu biegnie w dół linia przechodząca przez punkt oznaczony dwiema poziomymi kreskami: ce z indeksem dolnym be. Na prawej ścianie prostokąta, na którego boku znajduje się symbol el z indeksem dolnym jeden, znajdują się dwie podwójne poziome kreski opisane jako ce z indeksem dolnym jedenaście oraz ce z indeksem dolnym dwanaście. Między nimi znajduje się czarny punkt, od którego biegnie w prawo linia. Przechodzi ona przez biały punkt, poniżej którego znajduje się kolejny biały punkt, od którego biegnie strzałka do punktu na linii. Strzałka opisana jest jako u z indeksem dolnym jeden. Linia biegnie dalej, kończąc się na pionowej linii znajdującej się w okręgu. Od niej prowadzą po skosie w prawo, jedna do góry, druga w dół, dwie linie, z których dolna zakończona jest strzałką. Dolna rozdwaja się. Pierwsza jej część biegnie w dół przechodząc przez prostokąt er z indeksem dolnym e jeden, łączy się z długą linią, która biegnie poziomo na dole. Druga skręca w prawo, by biec następnie w dół i po przejściu przez symbol ce z indeksem dolnym e jeden, połączyć się z tą samą co pierwsza odnoga linią. Od ukośnej linii biegnącej w górę biegnie w prawo linia do punktu el z indeksem dolnym dwa, znajdującego się na wielokrotnym wybrzuszeniu, będącym lewym bokiem prostokąta, od którego górnej ściany biegnie linia połączona z długą poziomą linią zakończoną punktem plus u z indeksem dolnym cece. Na prawej ścianie prostokąta znajdują się dwa punkty oznaczone podwójnymi poziomymi kreskami, nazwane ce z indeksem dolnym dwadzieścia jeden oraz ce z indeksem dolnym dwadzieścia dwa. Między nimi znajduje się czarny punkt. Od niego biegnie w prawo linia. Przechodzi ona przez punkt biały, poniżej którego znajduje się kolejny biały punkt, od którego biegnie strzałka do punktu na linii. Strzałka opisana jest jako u z indeksem dolnym em igrek. Linia biegnie dalej, kończąc się na pionowej linii znajdującej się w okręgu. Od niej prowadzą po skosie w prawo, jedna do góry, druga w dół dwie linie, z których dolna zakończona jest strzałką. Dolna rozdwaja się. Pierwsza jej część biegnie w dół, przechodząc przez prostokąt er z indeksem dolnym e dwa, łączy się z długą linią biegnącą poziomo na dole. Druga skręca w prawo, by biec następnie w dół i po przejściu przez symbol ce z indeksem dolnym e dwa biegnie w dół, by skręcić w lewo, będąc początkiem długiej linii poziomej zlokalizowanej na dole schematu, z którą łączyły się wszystkie wspomniane, biegnące w dół linie. Linia rozdwaja się również na wysokości dwóch czarnych punktów umiejscowionych przed okręgami. Pierwsza od prawej określa jej koniec, biegnąc w górę, przechodząc przez prostokąt er z indeksem dolnym dwanaście, czarny punkt, następnie prostokąt er z indeksem dolnym jedenaście, ostatecznie łącząc się z najdłuższą linią poziomą biegnącą na górze w miejscu pierwszego czarnego punktu na niej zlokalizowanego. Z drugiego czarnego punktu narysowanego na linii górnej prowadzi linia do drugiego prostokąta, na którego lewej ścianie znajduje się punkt el z indeksem dolnym dwa. Od trzeciego od prawej strony licząc czarnego punktu umiejscowionego na poziomej linii górnej biegnie linia w dół, która przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym dwadzieścia jeden, następnie czarny punkt zlokalizowany na linii przed drugim okręgiem. Potem dalej biegnie w dół i po przejściu przez prostokąt er z indeksem dolnym e dwa łączy się z pierwszym czarnym punktem, licząc od prawej strony, znajdującym się na najdłuższej linii poziomej u dołu schematu. Obszar między dwiema skośnymi liniami znajdującymi się w okręgach opisany jest odpowiednio jako tez indeksem dolnym jeden oraz te z indeksem dolnym dwa.
Rys.3.15 Przykład wzmacniacza selektywnego z obwodem rezonansowym LC
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula , licencja: CC BY 3.0.
RMnxlEEUjGgT6 Ilustracja przedstawia schemat wzmacniacza selektywnego z filtrem piezoelektrycznym. Po lewej stronie schematu znajdują się dwa punkty położone na tej samej wysokości. Od punktu położonego niżej do tego położonego wyżej prowadzi strzałka opisana jako u z indeksem dolnym wu e. Od punktu położonego wyżej biegnie w prawo linia. Przechodzi ona przez punkt ce z indeksem dolnym jeden oznaczony dwoma pionowymi kreskami. Linia biegnie dalej w prawo, przechodzi przez czarny punkt i biegnie dalej w prawo, łącząc się z pionową linią umiejscowioną w okręgu. Od niej prowadzą po skosie w prawo, jedna do góry, druga w dół, dwie linie, z których dolna zakończona jest strzałką. Dolna rozdwaja się. Pierwsza jej część biegnie w dół przechodząc przez prostokąt er z indeksem dolnym e, łączy się z linią biegnącą poziomo na dole. Druga skręca w prawo, by biec następnie w dół i po przejściu przez prostokąt ku z indeksem dolnym jeden, biegnie w dół, by skręcić w lewo będąc początkiem linii poziomej zlokalizowanej na dole schematu, przez którą łączy się linia biegnąca od prostokąta er z indeksem dolnym e. Dolna linia biegnie dalej w lewo, by skręcić ku górze. Przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym dwa, następnie czarny punkt umiejscowiony na linii biegnącej do okręgu. Biegnie dalej w górę, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym jeden, po czym skręca w prawo. Biegnie w prawo, przechodząc przez czarny punkt aż do białego punktu opisanego jako plus u z indeksem dolnymce ce. Linia biegnąca od linii zorientowanej ukośnie, wychodzącej z pionowej linii, znajdującej się w okręgu, rozdwaja się. Pierwsza jej część biegnie w górę, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym ce i kończy się w czarnym punkcie znajdującym się na linii górnej poziomej, biegnącej do punktu plus u z indeksem dolnym cece. Druga odnoga biegnie w prawo, przechodzi przez punkt ce z indeksem dolnym dwa, oznaczony dwiema pionowymi kresami i biegnie dalej w prawo do białego punktu po prawej stronie schematu. Poniżej tego punktu znajduje się kolejny biały punkt. Od niego biegnie w górę strzałka do punktu powyżej. Strzałka opisana jest u z indeksem wu igrek. Obszar między dwiema skośnymi liniami znajdującymi się w okręgu opisany jest jako te z indeksem dolnym jeden.
Rys.3.16 Przykład wzmacniacza selektywnego z filtrem piezoelektrycznym
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula , licencja: CC BY 3.0.
Zastosowanie w wzmacniaczach selektywnych rezonatorów ma wpływ na osiągane parametry, tzn. na regulację szerokości pasma i transmisję mocy. Zastosowanie rezonatorów LC pozwala na uzyskanie zakresu częstotliwości rzędu kilkudziesięciu GHz, lecz wiąże się z stratami wynikającymi z rezystancji cewki. Z kolei zastosowanie w wzmacniaczach selektywnych rezonatora piezoelektrycznego (ceramicznego lub kwarcowego) pozwala na uzyskanie dużej dobroci i dużej stałości częstotliwości rezonansowej. Ponadto układy takie charakteryzują się dużą stromością charakterystyki amplitudowej.
Wróć do spisu treści DYwCnCGuz Wróć do spisu treści
Powrót do materiału głównego Derb8l5kQ Powrót do materiału głównego