2.2. Вибірний підсилювач з частотно-залежним від’ємним зворотнім зв’язком

В області низьких частот (до ста кілогерц) застосовуються вибірні підсилювачі з частотно-залежним від’ємним зворотнім зв’язком. У якості ланки частотно-залежного зворотнього зв’язку найчастіше використовують подвійний Т-подібний міст. Електрична принципова схема такого підсилювача наведена на рис. 5.

Рис. 5. Вибірний підсилювач з подвійним Т-подібним мостом

При умові, що та С₃=С₁+С₂, квазірезонансна частота .

На квазірезонансній частоті ₀ від’ємний зворотній зв’язок найслабший (рис. 6), а тому коефіцієнт підсилення вибірного підсилювача максимальний.

Рис. 6. Амплітудно-частотні характеристики:

а) подвійного Т-подібного моста; б)підсилювача без зворотнього зв’язку; в)підсилювача із зворотнім зв’язком

Для покращення вибірності потрібно використовувати в якості активного елемента підсилювальний каскад з високим коефіцієнтом підсилення, великим вхідним та малим вихідним опорами.

3. Імпульсні підсилювачі

Головною вимогою, яка ставиться до імпульсних підсилювачів, є збереження форми підсилюваного імпульса на виході. Імпульсний сигнал має широкий спектр, а тому для збереження форми імпульса необхідно забезпечити якомога більшу широкосмуговість підсилювача. У звичайній схемі підсилювача із спільним емітером (рис.1а) добитися рівномірності АЧХ в широкій смузі частот без спеціальних заходів не можна, оскільки на низьких частотах зменшення підсилення викликається зростанням опору розділювального конденсатора, а на високих – шунтуючою дією вихідної ємності транзистора та ємності навантаження.

Для розширення смуги пропускання використовують спеціальні кола низькочастотної та високочастотної корекції АЧХ підсилювача. Коректуючі кола дозволяють знизити нижню граничну частоту _н в 5…20 разів при заданому рівні частотних спотворень і підвищити в 2…3 рази верхню граничну частоту _в порівняно з нескоректованим підсилювачем. Оскільки _в_н, то корекція в області високих частот розширює смугу підсилюваних частот також у 2…3 рази.

Низькочастотна корекція найчастіше реалізується за допомогою RC-фільтра, увімкненого в коло колектора (рис. 7а). Корекція полягає в тому, що на дуже низьких частотах шунтуюча дія конденсатора С_ф зменшується і повний опір навантаження в колекторному колі зростає, а отже, збільшується підсилення.

Рис. 7. Підсилювач з низькочастотною корекцією:

а) електрична принципова схема; б) еквівалентна схема вихідного кола

Опір вихідного кола в перетині 1-1 рівний , де

(9)

Тут позначено:

Таким чином

(10)

В області нижніх частот коректованого діапазону можна вважати _н достатньо малою величиною, а оскільки R_к/R_н<1, то другим доданком можна знехтувати і записати:

(11)

По аналогії з формулою (3) для коефіцієнта передачі напруги аперіодичного підсилювача запишемо вираз для коефіцієнта передачі напруги імпульсного підсилювача в області низьких частот:

(12)

Тут позначено К_max=SR_к.

Середній співмножник забезпечує корекцію початкової ділянки АЧХ підсилювача (рис. 8). Умовою оптимальної корекції вважають рівність _ф=_н. Точна корекція досягається при великому значенні опору фільтра R_ф, тобто при а_ф>>1. Таким чином, величина R_ф повинна вибиратися якомога більшою, обмежуючись зверху лише з міркувань мінімально допустимого значення колекторного струму.

Рис. 8. Нормована АЧХ підсилювача з низькочастотною корекцією

Високочастотна корекція реалізується шляхом вмикання в коло колектора індуктивності L (рис. 9а). При цьому наступає відносне збільшення повного опору навантаження за рахунок зростання на високих частотах індуктивного опору котушки. Коректуюче коло діє особливо ефективно за умови, що R_н>>R_к. Ємнісним опором розділювального конденсатора С_р при аналізі підсилювача в області високих частот можна знехтувати.

Рис. 9. Підсилювач з високочастотною кореляцією:

а) електрична принципова схема; б) еквівалентна схема вихідного кола

Коефіцієнт передачі напруги рівний:

. (13)

Введемо для зручності позначення:

_в=R_кС_вих; ,

де Q – добротність коливального контура (LR_кC_вих.).

З врахуванням прийнятих позначень коефіцієнт передачі напруги імпульсного підсилювача в області високих частот можна подати у вигляді:

. (14)

Аналіз показує, що найменшим частотним спотворенням відповідає значення q=0,41.

Рис. 10. Нормована АЧХ підсилювача з високочастотною корекцією

Вибір параметрів коректуючого кола повинен визначитися вимогою не лише максимальної рівномірності АЧХ підсилювача, але й мінімальних фазових спотворень, тобто максимальної наближеності ФЧХ до прямолінійної. Аналіз показує, що найменшим фазовим спотворенням відповідає значення q=0,32.

Залежно від вибраного значення q розглянута схема високочастотної корекції дозволяє розширити смугу підсилюваних частот в 1,5 … 2 рази.