ГЛАВА 13. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Избирательными называются усилители, обладающие способностью выделять полезный сигнал, соответствующий заданной частоте или полосе частот, из всей совокупности сигналов поступивших на вход усилителя.

В зависимости от назначения избирательные усилители можно разделить на следующие группы: 1) узкополосные -усилители, предназначенные для работы в области звуковых и дозвуковых частот; 2) резонансные -усилители, которые делятся на усилители напряжения, работающие в режиме А (они используются обычно в качестве усилителей высокой и промежуточной частот радиоприемников), и усилители мощности, работающие в режиме В и предназначенные в основном для усиления мощности высокочастотного сигнала, поступающего с задающего генератора радиопередатчика; такие усилители называются еще генераторами с независимым (внешним) возбуждением.

§ 13.1. Узкополосные RC-усилители

Узкополосные усилители строятся на основе обычного усилителя с частотно-зависимой обратной связью.

В качестве цепей частотно-зависимой обратной связи узкополосных усилителей можно использовать мост Вина и фазовращающую -цепь (см. рис. 12.4 и 12.6). Однако усилители с такими цепями легко самовозбуждаются, так как для получения избирательной амплитудно-частотной характеристики цепи нужно создавать положительную обратную связь. Поэтому для устранения самовозбуждения в таких усилителях используется еще и частотно-независимая отрицательная обратная связь.

Поэтому чаще используют так называемый двойной Т-образный мост (рис. 13.1, а), включенный в цепь отрицательной обратной связи.

Рис. 13.1.

Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики реального двойного Т-образного моста приведены на рис. 13.1, б.

Частота, на которой коэффициент передачи имеет минимальное значение (в идеале равен нулю), называется квазирезонансной и определяется по формуле

Рис. 13.2.

Если принять

и

то можно записать

Из рис. 13.1, б видно, что на частоте фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями моста равен нулю. Поэтому для включения моста как цепи отрицательной обратной связи необходимо, чтобы фаза выходного сигнала усилителя изменялась на 180°. При соблюдении этого условия отрицательная обратная связь на частоте практически не действует. Следовательно, коэффициент усиления схемы на частоте будет иметь максимальное значение, равное коэффициенту усиления усилителя без обратной связи . На всех остальных частотах действует сильная отрицательная обратная связь, уменьшающая коэффициент усиления схемы до значения . На рис. 13.2 приведена амплитудно-частотная характеристика узкополосного усилителя (кривая 1). Штриховыми линиями показаны характеристики усилителя без обратной связи (кривая 2) и двойного Т-образного моста (кривая 3).

Рис. 13.3.

На эквивалентную добротность амплитудно-частотной характеристики узкополосного усилителя с двойным мостом существенно влияет коэффициент усиления .

Если выполняются условия (13.2) и (13.3), то

Выражения (13.4) и (13.5) справедливы, если двойной Т-образный мост работает на высокоомную нагрузку от генератора с малым внутренним сопротивлением. Эти требования легко выполняются при использовании операционного усилителя. В схеме

Рис. 13.4.

узкополосного усилителя (рис. 13.3) сигнал обратной связи с двойного Т-образного моста поступает на инвертирующий вход операционного усилителя. В других случаях применяют буферные (согласующие) каскады. Например, узкополосный усилитель, изображенный на рис. 13.4, содержит дифференциальный каскад и эмиттерный повторитель на транзисторе . В базу транзистора на всех частотах, кроме , поступает сигнал, синфазный с входным.

При коэффициент усиления схемы на частоте определяют из формулы (6.76) с соответствующей корректировкой обозначений.