Vahvistin, joka vahvistaa tarkan taajuuden tai kapeakaistaisen taajuuden, tunnetaan viritettynä vahvistimena. Tätä vahvistinta käytetään enimmäkseen korkean muuten radion taajuuksien vahvistamiseen. Nämä vahvistimet tarjoavat erittäin korkean impedanssin resonanssitaajuudella sekä erittäin pienen impedanssin kaikilla muilla taajuuksilla. Viritetyt vahvistimet luokitellaan kolmeen tyyppiin, nimittäin yksiviritetyt, kaksisuuntaiset ja porrastetut vahvistin . Näiden edut vahvistimet Sisältää pääasiassa tehohäviöitä on vähemmän selektiivisyys on suuri, vähemmän harmonisia vääristymiä, tutka, TV, RF-vahvistimet jne. Tässä artikkelissa käsitellään yleiskatsausta porrastetusta viritetystä vahvistimesta ja sen sovelluksista.

Mikä on porrastettu viritetty vahvistin?

Porrastettu viritetty vahvistimen määritelmä on vahvistin, jota käytetään viritetyn vahvistimen kokonaistaajuusvasteen parantamiseen. Yleensä nämä vahvistimet on suunniteltu näyttämään kokonaisvaste maksimaalisen tasaisuuden saavuttamiseksi keskitaajuuden alueella.

Tämä vahvistin käyttää viritettyjä piirejä toimiakseen liitoksessa. Tämän vahvistimen kokonaistaajuusvaste voidaan saavuttaa lisäämällä erillinen vaste yhtenä. Kun eri viritetyn piirin resonanssitaajuudet on porrastettu muuten siirtymällä, se tunnetaan porrastettuna viritettynä vahvistimena.

Porrastettu viritetty vahvistin toimii

Alla oleva piirikaavio on kaksivaiheinen porrastettu viritetty vahvistin. Tässä piirissä porrastettu viritys voidaan saavuttaa tuottamalla viritetyt piirit, kuten L1C1 ja L2C2, hieman eri taajuudella. porrastettu viritetty vahvistinpiiri näkyy alla.

porrastettu-viritetty vahvistin

kaksisuuntainen vahvistin tarjoaa korkean BW: n kuten 3dB. Tämän vahvistimen järjestäminen ei kuitenkaan ole helppoa. Joten tämän vaikeuden voittamiseksi käytetään kahta yksiviritettyä kaskadoitua vahvistinta, joilla on tietty kaistanleveys. BW: n resonanssitaajuudet säädetään ja jaetaan määrän kautta, joka vastaa jokaisen vaiheen BW: tä.

Koska nämä taajuudet on porrastettu ja kutsutaan porrastetusti viritetyiksi vahvistimiksi. Näiden vahvistimien ominaisuudet on esitetty alla. Seuraava kuva näyttää yksittäisten vaiheiden vahvistusominaisuuksien pääsuhteen porrastetusti viritetyssä vahvistimessa.

Porrastettua viritystä käyttävällä vahvistimella on suurempi BW, nopeampi päästökaista ja käytettyjen vaiheiden määrä. Tasaisempi on päästökaista. Piiriä kutsutaan porrastetuksi, koska viritetyn piirin resonanssitaajuudet siirtyvät.

“kaavio ydinvoimaloista ”

porrastettu-viritetty-vahvistin-lähtö-vaste

Porrastetun viritetyn vahvistimen kokonaistaajuusvaste on vastakkainen vastaavien ja erillisten yksittäisten viritettyjen vaiheiden kanssa. Nämä vaiheet sisältävät samanlaisia resonanssipiirejä. Seuraavissa ominaisuuksissa keskitaajuuden kokonaisvahvistuksen hämmästyttävä lasku 0,5: een erotusasteen harjanteen vahvistuksesta. Keskitaajuudella jokainen vaihe sisältää erotusvaiheen 0,707 harjanteen vahvistuksen. Siksi vastaava jännitteen vahvistus porrastuksen jokaiselle vaiheelle on 0,707 kertaa suurempi, kun kahta samanlaista vaihetta käytetään ilman porrastusta.

hämmästyttävän viritetyt vahvistimen ominaisuudet

porrastetut-viritetyt vahvistimen ominaisuudet

Mutta porrastusparin 3dB BW on √2 kertaa suurempi kuin yksittäisen yhden viritetyn vaiheen BW. Siksi vastaava vahvistuksen BW-tulo porrastetun viritetyn parin kullekin vaiheelle voi olla 0,707 x √2 on yhtä suuri kuin 1,00 kertaa erillisten yksittäisten viritettyjen vaiheiden kanssa.

Ajatus porrastetusta viritetystä voidaan yksinkertaisesti laajentaa uusiin vaiheisiin. Kolmivaiheisessa porrastuksessa ensiöpiirin viritys voidaan säätää matalammalle taajuudelle kuin keskitaajuus. Kolmas piiri voidaan säätää suurelle taajuudelle keskitaajuuteen verrattuna. Keskellä oleva viritetty taajuus säädetään tarkalla keskitaajuudella.

Porrastettu viritetty vahvistimen johdanto

Yksiviritetyn vahvistimen vahvistus voidaan kirjoittaa muodossa

Pois / Pois (resonanssi) = 1/1 + 2jQeff 𝛿

= 1/1 + jX

Missä X = 2Qeff 𝛿

Porrastetusti viritetyssä vahvistimessa kahta vahvistinta, kuten yksiviritetyt kaskadit, käytetään erillisillä resonanssitaajuuksilla. Oletetaan, että jos vahvistimen yksi vaihe on viritetty taajuudella kuten fr + 𝛿 ja toinen vahvistimen vaihe on viritetty taajuudella kuten fr - 𝛿. Siten meillä on fr1 = fr + 𝛿 ja fr2 = fr - 𝛿.

Edellä mainittujen kahden taajuuden fr1 ja fr2 perusteella selektiivifunktio voidaan kirjoittaa muodossa

Av / Av (resonanssi) 1 = 1 / j (X + 1)
Av / Av (resonanssi) 2 = 1 / j (X-1)

Näiden vaiheiden kokonaisvoitto on yhtä suuri kuin yksittäisten voittojen kahden vaiheen tulo

Av / Av (resonanssi) kaskadoitu = Av / Av (resonanssi) 1 * Av / Av (resonanssi) 2

= 1 / j (X + 1) * 1 / j (X-1)

= 1/2 + 2jX-X2 = 1 / (2-X2) + 2jX

| Av / Av (resonanssi) kaskadoitu | = 1 / √ (2-X2) 2 + (2jX) 2

= 1 / √ (4-4X2 + X4 + 4X2) = 1 / √4 + X4

“ylipäästösuodattimen bode -kuvaaja ”

Tiedämme arvon X = 2Qeff 𝛿

Korvaa tämä arvo yllä olevassa yhtälössä.

= 1 / √4 + (2Qeff 𝛿) 4

= 1 / √4 + 16Q4eff 𝛿 4 = 1 / 2√1 + 4Q4eff 𝛿 4

Hyödyt ja haitat

Porrastetusti viritetyt vahvistimen edut ja haitat sisältävät seuraavat.

Tätä vahvistinta käyttämällä voidaan saavuttaa kohonnut BW. Verrattuna yhteen kappaleeseen, mustavalko on √2 kertaa.
Tällä vahvistimella on korkea vahvistus BW.
Vahvistimen jokaisessa vaiheessa on pieni ero resonanssissa. Siksi voidaan saavuttaa parempi stabiilisuus toiminnon sisällä.
Tämän vahvistimen kaistanpäästö on nopeampi kuin a yksi viritetty vahvistin . Tämän piirin kohdistus on helppoa, kun verrataan sitä yhden viritetyn vahvistimen kanssa.

Sovellukset

Porrastetusti viritetyt vahvistinsovellukset sisältävät seuraavat.

Sitä käytetään superheterodyni-vastaanottimessa IF-vahvistimena (välitaajuus)
Sitä käytetään UHF-radiorelejärjestelmissä.
Se on erittäin kapeakaistainen keskitaajuusvahvistin spektrianalysaattorissa
Sitä käytetään kuten laajakaistan viritettyä vahvistinta, joka on tarkoitettu oskilloskooppien Y-vahvistimille
Sitä käytetään videovahvistukseen kuten laajakaistaviritettyä vahvistinta.
Sitä käytetään kuten RF-vahvistimia vastaanottimissa
IF-vahvistin a satelliitti lähetin

Näin ollen kyse on viritetystä Staggerista vahvistin . Yllä olevasta tiedosta voidaan lopuksi päätellä, että nämä vahvistimet on yleensä suunniteltu siten, että kokonaistaajuusvaste osoittaa suurimman tasaisuuden suunnilleen keskitaajuudella. Se vaatii useita viritettyjä piirejä toimiakseen yhdessä. Kun taajuus on muutettu resonanssitaajuuden ylä- ja alapuolelle, se putoaa nopeasti.