튜닝 된 앰프
지금까지 논의한 앰프의 유형은 오디오 주파수에서 우수하더라도 무선 주파수에서 효과적으로 작동 할 수 없습니다. 또한 이러한 증폭기의 이득은 넓은 범위에서 신호의 주파수에 따라 변하지 않을 것입니다. 이를 통해 주파수 범위에 걸쳐 신호를 똑같이 잘 증폭 할 수 있으며 다른 주파수를 거부하면서 특정 원하는 주파수를 선택할 수 없습니다.
따라서 선택하고 증폭 할 수있는 회로가 필요합니다. 따라서 튜닝 된 회로와 같은 선택과 함께 증폭기 회로는Tuned amplifier.
튜닝 된 앰프는 무엇입니까?
튜닝 된 증폭기는 다음과 같은 목적으로 사용되는 증폭기입니다. tuning. 튜닝은 선택을 의미합니다. 사용 가능한 주파수 집합 중에서 특정 주파수를 선택하고 다른 모든 주파수를 거부해야하는 경우 이러한 프로세스를 호출합니다.Selection. 이 선택은 다음과 같은 회로를 사용하여 수행됩니다.Tuned circuit.
증폭기 회로의 부하가 튜닝 된 회로로 대체 될 때 이러한 증폭기는 Tuned amplifier circuit. 기본 튜닝 된 증폭기 회로는 아래와 같습니다.
튜너 회로는 LC 회로 일뿐 resonant 또는 tank circuit. 주파수를 선택합니다. 튜닝 된 회로는 공진 주파수를 중심으로하는 좁은 주파수 대역에서 신호를 증폭 할 수 있습니다.
인덕터의 리액턴스가 커패시터의 리액턴스와 균형을 이루면 일부 주파수의 튜닝 된 회로에서 이러한 주파수를 다음과 같이 부를 수 있습니다. resonant frequency. 다음과 같이 표시됩니다.fr.
공명 공식은 다음과 같습니다.
$$ 2 \ pi f_L = \ frac {1} {2 \ pi f_c} $$
$$ f_r = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} $$
튜닝 된 회로의 유형
동조 회로는 주회로 연결 유형에 따라 직렬 동조 회로 (직렬 공진 회로) 또는 병렬 동조 회로 (병렬 공진 회로)가 될 수 있습니다.
직렬 튜닝 회로
직렬로 연결된 인덕터와 커패시터는 다음 회로 다이어그램과 같이 직렬 튜닝 회로를 만듭니다.
공진 주파수에서 직렬 공진 회로는 낮은 임피던스를 제공하여 높은 전류를 허용합니다. 직렬 공진 회로는 공진 주파수에서 멀리 떨어진 주파수에 점점 더 높은 임피던스를 제공합니다.
병렬 튜닝 회로
병렬로 연결된 인덕터와 커패시터는 아래 그림과 같이 병렬 튜닝 회로를 만듭니다.
공진 주파수에서 병렬 공진 회로는 높은 임피던스를 제공하여 높은 전류를 허용하지 않습니다. 병렬 공진 회로는 공진 주파수에서 멀리 떨어진 주파수에 점점 더 낮은 임피던스를 제공합니다.
병렬 튜닝 회로의 특성
병렬 공진이 발생하는 주파수 (예 : 회로 전류의 무효 성분이 0이 됨)를 공진 주파수라고합니다. fr. 튜닝 된 회로의 주요 특징은 다음과 같습니다.
임피던스
라인 전류에 대한 공급 전압의 비율은 튜닝 된 회로의 임피던스입니다. LC 회로에서 제공하는 임피던스는 다음과 같습니다.
$$ \ frac {공급 \ : 전압} {선 방정식} = \ frac {V} {I} $$
공진시 라인 전류는 증가하고 임피던스는 감소합니다.
아래 그림은 병렬 공진 회로의 임피던스 곡선을 나타냅니다.
공진 주파수 위아래 값에 대해 회로의 임피던스가 감소합니다. fr. 따라서 특정 주파수를 선택하고 다른 주파수를 거부 할 수 있습니다.
회로 임피던스에 대한 방정식을 얻으려면 다음을 고려하십시오.
라인 전류 $ I = I_L cos \ phi $
$$ \ frac {V} {Z_r} = \ frac {V} {Z_L} \ times \ frac {R} {Z_L} $$
$$ \ frac {1} {Z_r} = \ frac {R} {Z_L ^ 2} $$
$$ \ frac {1} {Z_r} = \ frac {R} {L / C} = \ frac {CR} {L} $$
이후 $ Z_L ^ 2 = \ frac {L} {C} $
따라서 회로 임피던스 Zr 은 다음과 같이 구합니다.
$$ Z_R = \ frac {L} {CR} $$
따라서 병렬 공진에서 회로 임피던스는 L / CR과 같습니다.
회로 전류
병렬 공진에서 회로 또는 라인 전류 I는인가 전압을 회로 임피던스 Z r로 나눈 값으로 주어집니다 .
라인 전류 $ I = \ frac {V} {Z_r} $
$ Z_r = \ frac {L} {CR} $
Z r 이 매우 높기 때문에 라인 전류 I는 매우 작습니다.
품질 요인
병렬 공진 회로의 경우 공진 곡선의 선명도가 선택성을 결정합니다. 코일의 저항이 작을수록 공진 곡선이 더 선명 해집니다. 따라서 코일의 유도 리액턴스와 저항이 튜닝 된 회로의 품질을 결정합니다.
공진시 코일의 유도 성 리액턴스 대 저항의 비율은 다음과 같이 알려져 있습니다. Quality factor. 다음과 같이 표시됩니다.Q.
$$ Q = \ frac {X_L} {R} = \ frac {2 \ pi f_r L} {R} $$
Q의 값이 높을수록 공명 곡선이 더 날카 로워지고 선택성이 더 좋아집니다.
튜닝 된 증폭기의 장점
다음은 튜닝 된 앰프의 장점입니다.
L 및 C와 같은 리 액티브 구성 요소를 사용하면 전력 손실을 최소화하여 튜닝 된 증폭기를 효율적으로 만듭니다.
공진 주파수에서 더 높은 임피던스를 제공함으로써 원하는 주파수의 선택 성과 증폭이 높습니다.
더 작은 컬렉터 전원 VCC는 병렬 튜닝 회로에서 저항이 적기 때문에 가능합니다.
저항성 콜렉터 부하가 높을 때는 이러한 장점이 적용되지 않는다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.
튜닝 된 증폭기의 주파수 응답
증폭기가 효율적이려면 이득이 높아야합니다. 이 전압 이득은 β, 입력 임피던스 및 콜렉터 부하에 따라 달라집니다. 튜닝 된 증폭기의 컬렉터 부하는 튜닝 된 회로입니다.
이러한 증폭기의 전압 이득은 다음과 같습니다.
전압 이득 = $ \ frac {\ beta Z_C} {Z_ {in}} $
여기서 Z C = 유효 콜렉터 부하이고 Z in = 증폭기의 입력 임피던스입니다.
Z C 의 값은 튜닝 된 증폭기의 주파수에 따라 다릅니다. Z C 는 공진 주파수에서 최대이므로 증폭기의 이득은이 공진 주파수에서 최대입니다.
대역폭
튜닝 된 증폭기의 전압 이득이 최대 이득의 70.7 %로 떨어지는 주파수 범위를 Bandwidth.
f 1 과 f 2 사이의 주파수 범위를 튜닝 된 증폭기의 대역폭이라고합니다. 튜닝 된 증폭기의 대역폭은 LC 회로의 Q, 즉 주파수 응답의 선명도에 따라 달라집니다. Q의 값과 대역폭은 반비례합니다.
아래 그림은 튜닝 된 증폭기의 대역폭 및 주파수 응답을 자세히 설명합니다.
Q와 대역폭의 관계
대역폭의 품질 계수 Q는 대역폭에 대한 공진 주파수의 비율로 정의됩니다.
$$ Q = \ frac {f_r} {BW} $$
일반적으로 실제 회로는 Q 값이 10보다 큽니다.
이 조건에서 병렬 공진의 공진 주파수는 다음과 같이 주어진다.
$$ f_r = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} $$