Дослідження роботи резонансного підсилювача

Мета роботи. дослідження схеми транзисторного резонансного підсилювача та вивчення його основних характеристик.

1. Введення

При посиленні високочастотних коливань в якості навантажувального опору транзистора або електронною ламою можна використовувати паралельний коливальний контур, налаштований в резонанс, з частотою посилюється коливань. Такий підсилювач називається резонансний.

Резонансний підсилювач має ряд переваг в порівнянні з резисторного:

1. У резонансному підсилювачі вхідна ємність, ємність з'єднувальних провідників і вихідна ємність компенсується налаштуванням контуру в резонанс, тому опір навантаження, рівне еквівалентному опору контуру, може бути великим і забезпечує велику посилення. Резисторний підсилювач, внаслідок шунтирующего впливу ємностей на дуже високих частотах, не дає посилення.

2. У резонансному підсилювачі немає падіння постійної напруги на опорі навантаження, тому опір навантаження можна вибирати дуже великим, що дозволяє отримати більш високий коефіцієнт посилення.

3. Резонансний підсилювач володіє частотної вибірковістю.

2 Основні характеристики підсилювача

2.1 Коефіцієнт посилення

Коефіцієнт посилення є ставлення комплексної амплітуди напруги вихідного сигналу

до комплексної амплітуді напруги вхідного сигналу.

Модуль цього виразу

характеризує зміну амплітуди напруги, а кут- фазовий зсув, що виникає при проходженні сигналу через підсилювач. Залежність модуля коефіцієнта посилення від частоти підводиться сигналу називається амплітудно-частотної характеристикою (рисунок 1), а залежність фазового зсуву від частоти - фазо-частотної характеристикою (рисунок 2). Вид частотних характеристик в основному визначається властивостями коливальної системи, включеної в якості навантаження в вихідний ланцюг підсилювального елемента.

Малюнок 1 - Амплітудно-частотна характеристика підсилювача

Малюнок 2 - Фазо-частотна характеристика підсилювача

при частоті

, що дорівнює власній частоті коливальної системи, коефіцієнт посилення досягає максимального значенья і називається резонансним коефіцієнтів посилення. ставленняназивається резонансною характеристикою підсилювального каскаду.

2.2 Вибірковість

Вибірковість характеризує здатність підсилювача виділити напруга корисного сигналу з усієї суми напрузі різних частот. Вибірковість визначається видом резонансної характеристики і характеризується числом, наприклад,

, показує у скільки разів зменшується коефіцієнт посилення в порівнянні з резонансним при даній розладі, наприклад,. Чим більшепри заданому, тим вище вибірковість. Для більш повної характеристики вибірковості її частоти визначає двома парами величин:,і,.

2.3 Смуга пропускання

Під смугою пропускання підсилювача мається на увазі різниця частот, що визначаються з резонансної характеристики, на яких коефіцієнт посилення падає в певну кількість разів відносно свого резонансного значення. Зазвичай смугу пропускання визначає як різницю частот, при яких коефіцієнт посилення падає в

раз, і позначають, тому при цьому. Таким чином,, де- є величина відбудови від резонансної частоти. Ширина смуги пропускання також залежить від виду резонансної кривої. Чим більш полога резонансна крива, тим більше смуга пропускання (рисунок 3).

Малюнок 3 - Резонансна характеристика одноконтурной системи

Малюнок 4 - Резонансна характеристика двухконтурной системи

Таким чином, вимога високої вибірковості і досить широкої смуги пропускання суперечливі. Для одночасного задоволення цим двом вимогам резонансна характеристика повинна мати прямокутну форму: плоску вершину і вертикальні скати. У теорії фільтрів доводиться, що отримання такої ідеальної характеристики принципово неможливо. Досить добре наближення до ідеальної характеристиці можна отримати, використовуючи в якості коливальні системи підсилювача систему пов'язаних контурів. Зразковий вид резонансної характеристики системи, утвореної з двох зв'язаних контурів, наведено на малюнку 4 (суцільна лінія). Збільшення кількості пов'язаних контурів наближає характеристику до ідеальної, але при цьому, як показує розрахунок, істотно падає коефіцієнт посилення. Тому застосування багатоланкових пов'язаних резонансних систем типу ФСС (фільтра зосередженої селекції) вимагає додаткового посилення сигналу.