Tipi di amplificatori sintonizzati
Esistono due tipi principali di amplificatori sintonizzati. Sono -
- Amplificatore singolo sintonizzato
- Doppio amplificatore sintonizzato
Amplificatore sintonizzato singolo
Un circuito amplificatore con una singola sezione sintonizzatore che si trova sul collettore del circuito amplificatore è chiamato circuito amplificatore sintonizzatore singolo.
Costruzione
Un semplice circuito amplificatore a transistor costituito da un circuito sintonizzato in parallelo nel suo carico di collettore, forma un singolo circuito amplificatore sintonizzato. I valori di capacità e induttanza del circuito sintonizzato sono selezionati in modo tale che la sua frequenza di risonanza sia uguale alla frequenza da amplificare.
Il seguente schema circuitale mostra un singolo circuito amplificatore sintonizzato.
L'uscita può essere ottenuta dal condensatore di accoppiamento C C come mostrato sopra oppure da un avvolgimento secondario posto in L.
Operazione
Il segnale ad alta frequenza che deve essere amplificato viene applicato all'ingresso dell'amplificatore. La frequenza di risonanza del circuito sintonizzato in parallelo è resa uguale alla frequenza del segnale applicato alterando il valore di capacità del condensatore C, nel circuito sintonizzato.
In questa fase, il circuito sintonizzato offre un'elevata impedenza alla frequenza del segnale, che aiuta a offrire un'uscita elevata attraverso il circuito sintonizzato. Poiché l'alta impedenza è offerta solo per la frequenza sintonizzata, tutte le altre frequenze che ottengono un'impedenza inferiore vengono rifiutate dal circuito sintonizzato. Quindi l'amplificatore sintonizzato seleziona e amplifica il segnale di frequenza desiderato.
Risposta in frequenza
La risonanza parallela si verifica alla frequenza di risonanza f r quando il circuito ha un Q alto.La frequenza di risonanza f r è data da
$$ f_r = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} $$
Il grafico seguente mostra la risposta in frequenza di un singolo circuito amplificatore sintonizzato.
Alla frequenza di risonanza f r l'impedenza del circuito sintonizzato in parallelo è molto alta ed è puramente resistiva. La tensione ai capi di R L è quindi massima, quando il circuito è sintonizzato sulla frequenza di risonanza. Quindi il guadagno di tensione è massimo alla frequenza di risonanza e scende sopra e sotto di essa. Più alto è il Q, più stretta sarà la curva.
Doppio amplificatore sintonizzato
Un circuito amplificatore con una sezione a doppio sintonizzatore che si trova sul collettore del circuito dell'amplificatore è chiamato circuito amplificatore a doppio sintonizzatore.
Costruzione
La costruzione di un amplificatore a doppia sintonia si comprende guardando la figura seguente. Questo circuito è costituito da due circuiti sintonizzati L 1 C 1 e L 2 C 2 nella sezione del collettore dell'amplificatore. Il segnale all'uscita del circuito sintonizzato L 1 C 1 è accoppiato all'altro circuito sintonizzato L 2 C 2 tramite il metodo dell'accoppiamento reciproco. I restanti dettagli del circuito sono gli stessi del circuito dell'amplificatore sintonizzato singolo, come mostrato nello schema circuitale seguente.
Operazione
Il segnale ad alta frequenza che deve essere amplificato è dato all'ingresso dell'amplificatore. Il circuito di sintonizzazione L 1 C 1 è sintonizzato sulla frequenza del segnale di ingresso. In questa condizione, il circuito sintonizzato offre un'elevata reattanza alla frequenza del segnale. Di conseguenza, una grande uscita appare all'uscita del circuito sintonizzato L 1 C 1 che viene poi accoppiato all'altro circuito sintonizzato L 2 C 2 per induzione reciproca. Questi circuiti a doppia sintonia sono ampiamente utilizzati per accoppiare vari circuiti di ricevitori radiofonici e televisivi.
Risposta in frequenza del doppio amplificatore sintonizzato
Il doppio amplificatore sintonizzato ha la particolarità di couplingche è importante per determinare la risposta in frequenza dell'amplificatore. La quantità di induttanza reciproca tra i due circuiti sintonizzati indica il grado di accoppiamento, che determina la risposta in frequenza del circuito.
Per avere un'idea sulla proprietà dell'induttanza reciproca, esaminiamo il principio di base.
Induttanza reciproca
Poiché la bobina che trasporta corrente produce un campo magnetico attorno ad essa, se un'altra bobina viene avvicinata a questa bobina, in modo tale che si trovi nella regione del flusso magnetico del primario, il flusso magnetico variabile induce un EMF nella seconda bobina. Se questa prima bobina è chiamata comePrimary coil, il secondo può essere chiamato come file Secondary coil.
Quando l'EMF è indotto nella bobina secondaria a causa del campo magnetico variabile della bobina primaria, allora tale fenomeno è chiamato come il Mutual Inductance.
La figura sotto dà un'idea di questo.
Il corrente is in figura indicare la sorgente di corrente while iindindica la corrente indotta. Il flusso rappresenta il flusso magnetico creato attorno alla bobina. Questo si diffonde anche alla bobina secondaria.
Con l'applicazione della tensione, la corrente isflussi e flusso vengono creati. Quando la corrente varia, il flusso varia, producendoiind nella bobina secondaria, a causa della proprietà di mutua induttanza.
Accoppiamento
Secondo il concetto di mutua induttanza, l'accoppiamento sarà come mostrato nella figura seguente.
Quando le bobine sono distanziate, i collegamenti di flusso della bobina primaria L 1 non collegheranno la bobina secondaria L 2 . A questa condizione, si dice che le bobine abbianoLoose coupling. La resistenza riflessa dalla bobina secondaria in questa condizione è piccola e la curva di risonanza sarà acuta e il circuito Q è alto come mostrato nella figura sotto.
Al contrario, quando le bobine primarie e secondarie sono ravvicinate, lo sono Tight coupling. In tali condizioni, la resistenza riflessa sarà grande e il circuito Q è inferiore. Si ottengono due posizioni di guadagno massimi, una sopra e l'altra sotto la frequenza di risonanza.
Larghezza di banda del doppio circuito sintonizzato
La figura sopra indica chiaramente che la larghezza di banda aumenta con il grado di accoppiamento. Il fattore determinante in un doppio circuito sintonizzato non è Q ma l'accoppiamento.
Abbiamo capito che, per una data frequenza, più stretto è l'accoppiamento maggiore sarà la larghezza di banda.
L'equazione per la larghezza di banda è data come
$$ BW_ {dt} = k f_r $$
Dove BW dt = larghezza di banda per doppio circuito sintonizzato, K = coefficiente di accoppiamento e f r = frequenza di risonanza.
Ci auguriamo che ora abbiate acquisito una conoscenza sufficiente del funzionamento degli amplificatori sintonizzati. Nel prossimo capitolo, impareremo a conoscere gli amplificatori di feedback.