16. Полосовые усилители: двухкаскадный усилитель с одиночными взаимно расстроенными контурами (расстроенная пара), усилитель с двухконтурным полосовым фильтром

Двухкаскадный усилитель с одиночными взаимно расстроенными контурами (расстроенная пара)

На рисунке 3.12 приведена принципиальная схема двухкаскадного усилителя с одиночными взаимно расстроенными контурами. Резонансные частоты контуров определяются следующими соотношениями

,

где -средняя частота полосы пропускания усилителя. Эквивалентные затухания контуров одинаковы.

Рисунок 3.12 – Двухкаскадный усилитель с одиночными взаимно расстроенными контурами

На рисунке 3.13 приведены АЧХ первого (К₁) и второго (К₂) каскадов и результирующая АЧХ двухкаскадного усилителя .

Рисунок 3.13 – АЧХ первого (К₁), второго (К₂) каскадов и двухкаскадного

усилителя (К)

Комплексный коэффициент усиления двухкаскадного усилителя равен

, (3.20)

где и - резонансные коэффициенты усиления первого и второго каскадов соответственно, и - обобщенные расстройки контуров первого и второго каскадов, которые равны

, ,

где - обобщенная расстройка относительно средней частоты полосы

пропускания,

- параметр расстройки.

С учетом последних соотношений выражение для комплексного коэффициента передачи можно представить в следующем виде

(3.21)

Модуль комплексного коэффициента передачи равен

. (3.22)

Исследование последнего соотношения на экстремум дает экстремальную точку при и еще две точки экстремума при при .

При АЧХ усилителя является двугорбой, как показано на рисунке 3.13, а при - одногорбой.

Коэффициент усиления на центральной частоте полосы пропускания получим из (3.22) при

. (3.23)

Коэффициент усиления на центральной частоте полосы пропускания прямо пропорционален резонансным коэффициентам усиления первого и второго каскадов и уменьшается с увеличением параметра расстройки контуров усилителя.

При определении селективности усилителя учтем, что коэффициентом усиления для сигнала является коэффициент усиления на центральной частоте полосы пропускания К₀, а коэффициентом усиления для помехи К при .

Разделив коэффициент усиления для сигнала на коэффицент усиления для помехи, получим

, где . (3.24)

Можно показать, что полоса пропускания усилителя определяется следующим соотношением

. (3.25)

Из него видно, что полоса пропускания прямо пропорциональна центральной частоте полосы и эквивалентному затуханию контуров и увеличивается с увеличением допустимой неравномерности усиления в полосе. Кроме того она зависит от параметра расстройки: чем больше параметр расстройки , тем шире полоса пропускания.

Наряду с расстроенными парами для формирования требуемой АЧХ используются расстроенные тройки колебательных контуров контуров.

3.6.2.Усилитель с двухконтурным полосовым фильтром

Схема усилителя приведена на рисунке 3.14.

Рисунок 3.14 – Усилитель с двухконтурным полосовым фильтром

Двухконтурный полосовой фильтр состоит из двух колебательных контуров (L,C), настроенных на одну частоту. Первый контур фильтра включен в коллекторную цепь транзистора данного каскада, а второй контур во входную цепь следующего. Связь между контурами индуктивная. Фактор связи , где - коэффициент связи, М –взаимная индуктивность между контурными катушками, d_э – эквивалентное затухание контуров.

Резонансный коэффициент усиления усилителя равен

. (3.26)

Он отличается от коэффициента усиления усилителя с одиночным контуром сомножителем, зависящим от фактора связи между контурами. При увеличении фактора связи коэффициент усиления усилителя сначала увеличивается, достигает максимального значения при факторе связи , а затем уменьшается из-за усиления взаимного влияния контуров друг на друга и появления провала АЧХ на центральной частоте полосы пропускания.

АЧХ усилителя по форме совпадает с АЧХ расстроенной пары при одинаковых затуханиях контуров и при условии, что фактор связи усилителя с двухконтурным полосовым фильтром равен параметру расстройки расстроенной пары. Селективность и полосу пропускания усилителя с двухконтурным полосовым фильтром можно рассчитать по соответствующим формулам для расстроенной пары, заменив в них на .