Ayarlanmış Amplifikatörler

Şimdiye kadar tartıştığımız amplifikatör türleri, ses frekanslarında iyi olsalar bile radyo frekanslarında etkili bir şekilde çalışamazlar. Ayrıca bu amplifikatörlerin kazancı, geniş bir aralıkta sinyalin frekansına göre değişmeyecek şekildedir. Bu, sinyalin bir frekans aralığı boyunca eşit derecede yükseltilmesine izin verir ve diğer frekanslar reddedilirken istenen belirli frekansın seçilmesine izin vermez.

Bu nedenle, hem seçebilen hem de yükseltebilen bir devreye ihtiyaç vardır. Böylece, ayarlanmış bir devre gibi bir seçimle birlikte bir amplifikatör devresi birTuned amplifier.

Ayarlanmış Amplifikatör nedir?

Ayarlanmış amplifikatörler, amaç için kullanılan amplifikatörlerdir. tuning. Akort, seçmek demektir. Mevcut bir dizi frekans arasında, diğer tüm frekansları reddederken belirli bir frekansı seçme ihtiyacı ortaya çıkarsa, böyle bir işlem denir.Selection. Bu seçim, adı verilen bir devre kullanılarak yapılır.Tuned circuit.

Bir amplifikatör devresinin yükünü ayarlanmış bir devre ile değiştirdiğinde, böyle bir amplifikatör olarak adlandırılabilir. Tuned amplifier circuit. Temel ayarlanmış amplifikatör devresi aşağıda gösterildiği gibi görünür.

Tuner devresi, aynı zamanda olarak da adlandırılan bir LC devresinden başka bir şey değildir. resonant veya tank circuit. Frekansı seçer. Ayarlanmış bir devre, rezonans frekansında ortalanmış dar bir frekans bandı üzerinden bir sinyali yükseltebilir.

İndüktörün reaktansı, kapasitörün reaktansını belirli bir frekansta ayarlanmış devrede dengelediğinde, böyle bir frekans şöyle adlandırılabilir: resonant frequency. İle gösterilirf_r.

Rezonans formülü şudur:

$$ 2 \ pi f_L = \ frac {1} {2 \ pi f_c} $$

$$ f_r = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} $$

Ayarlı Devre Türleri

Ayarlanmış bir devre, ana devreye bağlantı türüne göre Seri ayarlı devre (Seri rezonans devresi) veya Paralel ayarlı devre (paralel rezonans devresi) olabilir.

Seri Ayarlı Devre

Seri bağlı indüktör ve kapasitör, aşağıdaki devre şemasında gösterildiği gibi bir dizi ayarlanmış devre oluşturur.

Rezonans frekansında, bir seri rezonans devresi, içinden yüksek akıma izin veren düşük empedans sunar. Bir seri rezonans devresi, rezonans frekansından uzaktaki frekanslara giderek daha yüksek empedans sunar.

Paralel Ayarlanmış Devre

Paralel bağlanmış indüktör ve kapasitör, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi paralel ayarlanmış bir devre oluşturur.

Rezonans frekansında, paralel bir rezonans devresi, içinden yüksek akıma izin vermeyen yüksek empedans sunar. Paralel bir rezonans devresi, rezonans frekansından uzaktaki frekanslara giderek daha düşük empedans sunar.

Paralel Ayarlanmış Devrenin Özellikleri

Paralel rezonansın meydana geldiği frekansa (yani devre akımının reaktif bileşeni sıfır olur) rezonans frekansı denir. f_r. Ayarlanmış bir devrenin temel özellikleri aşağıdaki gibidir.

İç direnç

Besleme voltajının hat akımına oranı, ayarlanmış devrenin empedansıdır. LC devresi tarafından sunulan empedans,

$$ \ frac {Arz \: voltaj} {Çizgi denklemi} = \ frac {V} {I} $$

Rezonansta, empedans azalırken hat akımı artar.

Aşağıdaki şekil, paralel bir rezonans devresinin empedans eğrisini temsil etmektedir.

Rezonans frekansının altındaki ve üstündeki değerler için devrenin empedansı azalır. f_r. Bu nedenle, belirli bir frekansın seçilmesi ve diğer frekansların reddedilmesi mümkündür.

Devre empedansı için bir denklem elde etmek için, düşünelim

Hat Akımı $ I = I_L cos \ phi $

$$ \ frac {V} {Z_r} = \ frac {V} {Z_L} \ times \ frac {R} {Z_L} $$

$$ \ frac {1} {Z_r} = \ frac {R} {Z_L ^ 2} $$

$$ \ frac {1} {Z_r} = \ frac {R} {L / C} = \ frac {CR} {L} $$

Bu yana, $ Z_L ^ 2 = \ frac {L} {C} $

Bu nedenle, devre empedansı Z _r şu şekilde elde edilir

$$ Z_R = \ frac {L} {CR} $$

Bu nedenle paralel rezonansta, devre empedansı L / CR'ye eşittir.

Devre Akımı

Paralel rezonansta, devre veya hat akımı I, uygulanan voltajın devre empedansı Z _r'ye bölünmesiyle verilir, yani,

Hat Akımı $ I = \ frac {V} {Z_r} $

$ Z_r = \ frac {L} {CR} $ nerede

Z _r çok yüksek olduğu için hat akımı I çok küçük olacaktır.

Kalite faktörü

Paralel bir rezonans devresi için, rezonans eğrisinin keskinliği seçiciliği belirler. Bobinin direnci ne kadar küçükse, rezonans eğrisi o kadar keskin olacaktır. Bu nedenle, bobinin endüktif reaktansı ve direnci, ayarlanmış devrenin kalitesini belirler.

Bobinin rezonanstaki endüktif reaktansının direncine oranı olarak bilinir. Quality factor. İle gösterilirQ.

$$ Q = \ frac {X_L} {R} = \ frac {2 \ pi f_r L} {R} $$

Q değeri ne kadar yüksekse, rezonans eğrisi o kadar keskin ve seçicilik o kadar iyi olacaktır.

Ayarlanmış Amplifikatörlerin Avantajları

Aşağıdakiler, ayarlanmış amplifikatörlerin avantajlarıdır.

L ve C gibi reaktif bileşenlerin kullanılması güç kaybını en aza indirir, bu da ayarlanmış amplifikatörleri verimli hale getirir.
Rezonans frekansında daha yüksek empedans sağlayarak istenen frekansın seçiciliği ve amplifikasyonu yüksektir.
Daha küçük bir kolektör kaynağı VCC, paralel ayarlanmış devredeki küçük direnci nedeniyle yapacaktır.

Yüksek dirençli kolektör yükü olduğunda bu avantajların uygulanamayacağını unutmamak önemlidir.

Ayarlanmış Amplifikatörün Frekans Tepkisi

Bir amplifikatörün verimli olması için kazancının yüksek olması gerekir. Bu voltaj kazancı β, giriş empedansı ve kollektör yüküne bağlıdır. Ayarlanmış bir amplifikatördeki toplayıcı yükü, ayarlanmış bir devredir.

Böyle bir amplifikatörün voltaj kazancı şu şekilde verilir:

Gerilim kazancı = $ \ frac {\ beta Z_C} {Z_ {in}} $

Z _C = etkin kolektör yükü ve Z _in = amplifikatörün giriş empedansı.

Z _C'nin değeri , ayarlanmış amplifikatörün frekansına bağlıdır. Rezonans frekansında Z _C maksimum olduğundan, bu rezonans frekansında amplifikatörün kazancı maksimumdur.

Bant genişliği

Ayarlanmış amplifikatörün voltaj kazancının maksimum kazancın% 70.7'sine düştüğü frekans aralığı denir. Bandwidth.

F ₁ ve f ₂ arasındaki frekans aralığı , ayarlanmış amplifikatörün bant genişliği olarak adlandırılır. Ayarlanmış bir amplifikatörün bant genişliği, LC devresinin Q'suna, yani, frekans yanıtının keskinliğine bağlıdır. Q'nun değeri ve bant genişliği ters orantılıdır.

Aşağıdaki şekil, ayarlanmış amplifikatörün bant genişliğini ve frekans yanıtını detaylandırmaktadır.