10 Wzmacniacze selektywne. Budowa. Właściwości.

• Górna częstotliwość graniczna

• Szerokość pasma przepustowego

• Skuteczne wzmocnienie mocy

• Impedancje - wejścia i wyjścia

• Współczynnik szumów

• Dynamika (stosunek maksymalnej mocy wyjściowej do mocy szumów własnych)

Wzmacniacze selektywne służą wzmocnieniu sygnałów w ściśle określonym paśmie częstotliwości przy jednoczesnym dużym tłumieniu sygnałów poza pasmem. Głównym zastosowaniem wzmacniaczy selektywnych są urządzenia odbiorcze : telewizyjne, radarowe, analogowe systemy : telekomunikacyjne, modemy, filtracja sygnałów pomiarowych.

Głównymi parametrami wzmacniaczy selektywnych są:

• Częstotliwość środkowa

Budowa wzmacniaczy selektywnych zależy głównie od zakresu częstotliwości oraz od szerokości pasma. Wyróżnia się wzmacniacze z selektywnością skupioną i z selektywnością rozłożoną. Jeżeli zakładana charakterystyka przenoszenia wzmacniacza ma przebieg możliwy do osiągnięcia w pojedynczym filtrze , to stosuje się strukturę wzmacniacza z selektywnością skupioną (rys.).

U wy

U we

Składa się on z pojedynczego filtru (czasami o bardzo złożonej strukturze) i jednego lub kilku stopni wzmacniających. Za ukształtowanie charakterystyki przenoszenia całego wzmacniacza jest wówczas odpowiedzialny tylko ten jeden filtr FPP.
Odpowiada ona kształtem charakterystyce amplitudowej filtru, odpowiednio wzmocnionej.. Układy rezonansowe tworzące filtr FPP mają częstotliwości rezonansowe niewiele różniące się od siebie. Przy wystąpieniu trudności z uzyskaniem pożądanej charakterystyki przenoszenia stosuje się wzmacniacze z selektywnością rozłożoną Charakterystyka wypadkowa takiego wzmacniacza powstaje w wyniku wymnożenia charakterystyk poszczególnych filtrów. Stopnie wzmacniające wzmacniają sygnał i separują od siebie poszczególne filtry.

Klasyfikację wzmacniaczy selektywnych można również przeprowadzić ze względu na rodzaj zastosowanych elementów:
- wzmacniacze bezindukcyjne, zwane filtrami aktywnymi RC (wzmacniacze pasmowe z selektywnym sprzężeniem zwrotnym RC);

- wzmacniacze selektywne w.cz. z obwodami LC. Pierwszy i drugi stopień wzmacniacza sprzęga się rozbudowanymi filtrami LC o znacznej stromości zboczy przebiegu charakterystyki częstotliwościowej. Przy większych częstotliwościach stosuje się wzmacniacze z obwodami rozłożonymi LC wykonanymi jako odcinki falowodów (odcinki odpowiednio wyprofilowanych ścieżek pełniących rolę indukcyjności lub pojemności przedzielanych tranzystorami w.cz.)

- wzmacniacze selektywne w.cz. z filtrami piezoelektrycznymi (tzn. filtry ceramiczne, rezonatory kwarcowe i filtry magnetostrykcyjne

elektromechaniczne). Charakteryzują się one dużym współczynnikiem prostokątności. Coraz powszechniej są stosowane filtry z falą powierzchniową ze względu na bardzo dobrą powtarzalność parametrów, dużą łatwość kształtowania charakterystyk (amplitudowa i fazowa) wewnątrz pasma przenoszenia (na etapie produkcji), dobre parametry i relatywnie niskie ceny. Podstawową ich zaletą jest minimalizacja czynności podczas ich strojenia.

Najważniejsze parametry wzmacniaczy selektywnych są związane z ich charakterystyką częstotliwościową i z realizacją funkcję selektywności. Do tych parametrów należą:
częstotliwość środkowa, szerokość pasma, współczynniki prostokątności. Charakteryzuje się je również takimi parametrami, jak skuteczne wzmocnienie mocy, impedancje: wejściową i wyjściową, współczynnik szumów, dynamika określana stosunkiem maksymalnej mocy wyjściowej do mocy szumów własnych, stałość wzmocnienia, zniekształcenia sygnału.

Częstotliwość środkowa f₀ zależy od zastosowania wzmacniacza. W niektórych zastosowaniach wartość f₀ jest stała i unormowana, jak np. we wzmacniaczach pośredniej częstotliwości odbiorników radiowych. Do częściej stosowanych wartości częstotliwości pośredniej należą: 465 kHz w zakresach fal długich i średnich, 10,7 MHz w zakresie UKF, 70 MHz w odbiornikach mikrofalowych linii radiowych, 479,5 MHz w odbiornikach telewizji satelitarnej itd. Częstotliwość środkowa f₀ wzmacniaczy stosowanych w odbiornikach mikrofalowych (radar, łączność satelitarna, radioastronomia) leży w zakresie od jednego do kilkudziesięciu gigaherców. Obwody selektywne takich wzmacniaczy są realizowane jako obwody rozłożone z odcinkami linii długich.

---