Лекция: Вибірні підсилювачі з ФЗС на LC-контурах

У підсилювачах з зосередженою вибірністю необхідна селективність створюється в ФЗC. В якості останніх крім розглянутих п'єзоелектричних фільтри і фільтрів на поверхневих акустичних хвилях також застосовують електромеханічні, п’єзомеханічні та електричні LС-фільтри різної складності. Роглянемо вибірний підсилювач з ФЗС на LС-контурах (рис. 9.10). Для того, щоб характеристики фільтра не спотворювалися, він повинен бути узгоджений з джерелом сигналу і навантаженням за допомогою елементів зв'язку.

Рисунок 9.10 – Електрична схема вибірного підсилювача з ФЗС

на LС-контурах

У підсилювачах з ФЗВ на LС-контурах використовують автотрансформаторний, трансформаторний або ємнісний зв'язок. На рис. 9.10 наведено приклад ФЗС на 4 LС-контурах з ємнісним зв’язком. Коефіцієнти трансформації визначаються, відповідно, для першого і останнього контуру ФЗС

, ,

де — характеристичний (хвильовий) опір фільтра; і — параметри еквівалентної схеми біполярного транзистора, які розраховуються по формулах

; .

Якщо коефіцієнти трансформації виявляються більше одиниці, то застосовують повне включення контуру фільтра (n = 1). При цьому паралельно входу і (або) виходу фільтра вмикають шунтуючі резистори з провідностями

; .

Розрахунок елементів фільтра для відносної смуги пропускання здійснюють за такими формулами:

— ємність конденсаторів зв'язку

;

— ємність контурів проміжних ланок

;

— ємність вхідного контуру

;

— ємність вихідного контуру

;

— індуктивність контурів проміжних ланок

;

— індуктивність контурів крайніх ланок

.

У наведених формулах — це різниця між верхньою і нижньою частотами зрізу фільтра, яка залежить від власної добротності контуру, смуги пропускання, кількості ланок і селективності фільтра. Величину визначають за графіками [21] або розраховують на ЕОМ.

При трансформаторному зв’язку індуктивність котушок зв’язку

,

де — коефіцієнт зв’язку ( ).

При автотрансформаторному зв’язку

.

Коефіцієнт підсилення каскаду з ФЗС обраховується по формулі

,

де — затухання, внесене фільтром у смугу пропускання; — параметр біполярного транзистора; — кількість контурів.

Вибірні підсилювачі із ФЗС на LС-контурах мають ряд недоліків основними з яких є складність настроювання й регулювання таких підсилювачів, великі габарити та маса. Як на переваги підсилювачів із ФЗС на LС-контурах слід вказати їх високу надійність і довговічність, а також малий вплив температури на частотні властивості ФЗС.

Запитання та завдання для самоконтролю

1. Чому як нвавантаження резонансного підсилювача використовую паралельний коливальний, а не послідовний?

2. Виходячи з чого обирається максимальна і мінімальна ємності резовансного контуру?

3. Які елементи схеми резонансного підсилювача впливають на добротність змінного контуру? Які схемні рішення зменшують цей вплив?

4. Чим обумовлюється зростання коефіцієнта підсилення у межах піддіапазону при безпосередньому і автотрансформаторному ввімкненні? Поясніть можливість непропорційної його зміни.

5. З яких міркувань обирається підсилювальний елемент резонансного підсилювача? Поясніть частотну залежність його параметрів?

6. У чому полягають переваги та недоліки принципів розподіленої та зосередженої вибірності й підсилення?

7. Як забезпечити режим узгодження для п’єзоелектричного?

8. Як змінюється фактор зв’язку в двоконтурному смуговому фільтрі при додатковому шунтуванні контурів?

9. Яким чином і в яких межах можливе регулювання смуги пропускання двоконтурного фільтра?

10. Класифікація й маркування п’єзоелектричних фільтрів.

11. Які основні електричні параметри й характеристики серійно виготвлюваних п’єзоелектричних фільтрів?

12. Переваги й недоліки вибірних підсилювачів із ФЗС на LС-контурах. Підходити до розрахунків їхніх елементів.

Література [4, 5, 29]