4.3. Підсилювач проміжної частоти з двоконтурними смуговими фільтрами

Спрощена схема одного каскаду підсилювача проміжної частоти з двоконтурним смуговим фільтром (ДСФ) приведена на рис 4.4. Навантаженням активного елемента є ДСФ, який складається з двох ідентичних паралельних контурів, між якими існує індуктивний або ємнісний зв’язок.

Величину індуктивного зв’язку між контурами можна регулювати змінюючи віддаль між котушками, а ємнісного - за допомогою зміни величини ємності конденсатора зв’язку C_ЗВ. Обидва контури настроєні на проміжну ч

Рис.4.3

астоту.

Коефіцієнт передачі каскаду визначається виразом:

де - фактор зв’язку, який дорівнює відношенню

Як бачимо, величина фактора зв’язку прямо пропорційна взаємній індуктивності між контурами М. Величина резонансного коефіцієнта підсилення дорівнює:

Рівняння АЧХ:

Подібно як і для попереднього підсилювача, форма АЧХ залежить від значення зв’язку між контурами і може бути одногорбою, максимально плоскою або двогорбою (рис.4.5). Оптимальною в більшості випадків слід вважати АЧХ з максимально плоскою вершиною, яку одержуємо при β = β₀ = 1. Запишемо для цього випадку рівняння АЧХ для n-каскадного ППЧ.

Смуга пропускання на рівні а

Смуга пропускання на рівні 0,7

Коефіцієнт прямокутності на рівні а

.

При збільшенні кількості каскадів коефіцієнт прямокутності на рівні 0,1 наближається до значення 1,76.

4. Підсилювачі проміжної частоти

Внаслідок того, що підсилювачі проміжної частоти (ППЧ) працюють на фіксованій частоті, в них використовують складні селективні системи, які формують близьку до прямокутної АЧХ і забезпечують необхідну селективність на частотах сусідніх каналів. Значення проміжних частот стандартизовані і вони вибираються в залежності від призначення приймача. Наприклад, такими частотами є 115 кГц, 465 кГц, 500 кГц, 1,6 МГц, 6,5 МГц, 10,7 МГц, 21,9 МГц тощо. Смуга пропускання ППЧ приймачів АМ-сигналів може лежати в межах від 0,03 до 12 кГц, приймачів ЧМ-сигналів – від 15 до 300 кГц, радіолокаційних приймачів – від 1,0 до 10 МГц. Значення проміжних частот і смуг пропускання ППЧ приймачів супутникового зв’язку можуть бути значно більшими. Підсилення ППЧ лежить в межах 10³ ... 10⁶. Інші параметри і вимоги до ППЧ вказано нижче.

Розглянемо декілька методів побудова ППЧ.

4.1. Підсилювач проміжної частоти з одноконтурними настроєними на одну частоту каскадами

Спрощена схема частини такого підсилювача показана на рис.4.1. Каскади підсилення навантажені ідентичними LC-контурами, настроєними на частоту f₀ = f_ПР, з коефіцієнтами ввімкнення до виходів підсилювачів n₁ і до входів n₂. Кількість активних елементів і контурів однакова і дорівнює n. Загальний коефіцієнт підсилення дорівнює добутку коефіцієнтів підсилення окремих каскадів.

Оскільки каскади ідентичні, то можна записати:

Резонансний коефіцієнт передачі визначимо за умови . У цьому випадку

.

Рівняння частотної характеристики , селективність

З рівняння для частотної характеристики визначимо узагальнене розстроювання ξ_а ППЧ на рівні у_а: З другої сторони, узагальнене розстроювання дорівнює: де - смуга пропускання ППЧ на рівні а, а - смуга пропускання одного контуру на рівні . Смуга пропускання n-каскадного підсилювача ППЧ на рівні дорівнює:

Визначимо коефіцієнт прямокутності ППЧ на рівні а:

Якщо задано смугу пропускання ППЧ на рівні 0,7, то для її забезпечення смуги пропускання окремих каскадів необхідно збільшити до значення:

Наприклад, при смузі підсилювача П_0,7 = 10 кГц і п = 4 необхідно мати П₁ = 23 кГц. Необхідність розширення смуги пропускання окремих каскадів при збільшенні їх кількості приводить до обмеження зростання загального підсилення ППЧ.

З тієї ж причини при збільшенні кількості каскадів підсилювача коефіцієнт прямокутності на рівні 0,1 прямує до значення К_П0,1 = 3,1. На рис.4.2 приведено частотні характеристики для одного каскаду (крива 1) і для чотирьох каскадів (крива 2). При збільшенні кількості каскадів підсилення вершина АЧХ стає більш плоскою.

До переваг розглянутого підсилювача слід віднести простоту побудови і легкість налагодження. До недоліків - обмеження коефіцієнта прямокутності значенням 3,1, обмеженість коефіцієнта підсилення при збільшенні кількості каскадів, значну залежність АЧХ від можливого розкиду резонансних частот окремих каскадів. З вказаних причин загальна кількість резонансних каскадів в підсилювачі не повинна перевищувати чотирьох. Збільшення їх кількості не викликає суттєвого покращання загальних параметрів ППЧ.