O afinado amplificador é um tipo de amplificador que pode ser usado para selecionar ou sintonizar. O processo de seleção pode ser feito entre um conjunto de frequências disponíveis, se houver alguma frequência a ser selecionada em uma frequência exata. O processo de seleção pode ser possível usando um circuito sintonizado. Quando a carga de um circuito do amplificador é alterada com um circuito sintonizado, este amplificador é denominado sintonizado circuito amplificador . Este circuito nada mais é do que um Circuito LC ou circuito tanque ou circuito ressonante. Este circuito é usado principalmente para amplificar um sinal em uma pequena faixa de frequências que estão localizadas na frequência de ressonância. Como a reatância do indutor equilibra a reatância do capacitor dentro do circuito sintonizado em uma frequência específica, então isso é chamado de frequência ressonante e pode ser denotado com 'fr'. A fórmula de ressonância é 2πfL = 1 / 2πfc & fr = 1 / 2π√LC. O amplificador sintonizado pode ser classificado em três tipos, a saber: amplificador sintonizado simples, amplificador sintonizado duplo e sintonizador do amplificador.
O que é um amplificador sintonizado único?
O amplificador sintonizado único é um amplificador multiestágio, que usa um circuito sintonizado em paralelo como uma carga. Porém, o circuito LC e o circuito sintonizado em cada estágio precisam ser selecionados para as mesmas frequências. A configuração usada neste amplificador é Isso amplifica configurações que contêm o circuito sintonizado em paralelo. Dentro comunicação sem fio , o estágio de RF requer um amplificador de tensão sintonizado para escolher a frequência portadora preferida, bem como para alterar o sinal de banda passante que é permitido.
Construção
O diagrama de circuito do amplificador sintonizado único usando acoplamento capacitivo é mostrado abaixo. É importante notar que para um circuito LC, o valor da indutância (L) e da capacitância (C) devem ser escolhidos de forma que a frequência de ressonância da ressonância deve ser igual à frequência do sinal aplicado.
diagrama de circuito de amplificador de sintonia única
A saída deste circuito pode ser obtida usando acoplamento indutivo e capacitivo. Porém, este circuito usa acoplamento capacitivo. O capacitor emissor comum usado dentro do circuito pode ser um capacitor de desvio, enquanto os circuitos como estabilização e polarização seguem por esses resistores como R1, R2 e RE. O circuito LC usado na região do coletor age como uma carga. O capacitor pode ser alterado para conter uma frequência ressonante variável. A grande amplificação do sinal pode ser obtida se a frequência do sinal de entrada for comparável à frequência de ressonância do circuito sintonizado.
Operação de amplificador sintonizado único
A operação do amplificador sintonizado único começa principalmente com a aplicação do sinal de alta frequência, que pode ser melhorada no terminal BE do transistor mostrado no circuito acima. Ao alterar o capacitor usado dentro do circuito LC, a frequência ressonante do circuito é igual à frequência do sinal de entrada fornecido.
Aqui, a impedância mais alta pode ser atribuída à frequência do sinal através do circuito LC. Portanto, um grande o / p pode ser alcançado. Para um sinal i / p com várias frequências, simplesmente a frequência se comunica com a frequência ressonante para que seja amplificada. Enquanto outros tipos de frequências irão descartar o circuito sintonizado.
Portanto, apenas o sinal de frequência preferencial será selecionado e, portanto, pode ser amplificado através do circuito LC.
Ganho de tensão e resposta de frequência
O ganho de tensão para o circuito LC pode ser dado pela seguinte equação.
Av = β Rac / rin
Aqui Rac é a impedância do circuito LC (Rac = L / CR), então a equação acima se tornará
A resposta de frequência deste amplificador é mostrada abaixo.
frequência-resposta-de-amplificador sintonizado único
Sabemos que a impedância do circuito é extremamente alta e completamente resistiva dentro da natureza na frequência de ressonância.
Como resultado, a tensão máxima é atingida em RL para um circuito LC na frequência de ressonância.
A largura de banda do amplificador sintonizado é fornecida abaixo.
BW = f2-f1 => fr / Q
Aqui, o amplificador amplifica qualquer frequência nesta faixa.
Efeito Cascata
Basicamente, a cascata de vários estágios dentro de um amplificador sintonizado pode ser feita para melhorar o ganho geral do sistema. Como todo o ganho do sistema é o resultado do ganho do produto para cada estágio dentro do amplificador.
Em um amplificador sintonizado, quando o ganho de tensão aumenta, a largura de banda diminui. Então, vamos dar uma olhada em como a cascata afetará toda a largura de banda do sistema.
Considere uma conexão em cascata de n estágios em um único amplificador sintonizado. O ganho relativo do amplificador é equivalente ao ganho do sistema na frequência ressonante pode ser representado com a seguinte equação
| Ressonância A / A | = 1 / √ 1 + (2𝛿 Qe)dois
Na equação acima, Qe denota um fator de qualidade eficiente
𝛿 denota diferenças fracionárias dentro da frequência.
O ganho geral pode ser obtido pela fusão do ganho de vários estágios no amplificador sintonizado
| Ressonância A / A | = [1 / √ 1 + (2𝛿 Qe)dois]n= 1 / [1 + (2𝛿 Qe)dois] n / 2
Comparando o ganho total a 1 / √2, podemos terminar as frequências de 3dB para este amplificador.
Portanto teremos
1 / [√ 1 + (2𝛿Qe)dois]n= 1 / √ 2
A equação acima pode ser escrita como
1 + (2𝛿Qe)dois= 21 / n
Da equação acima
2 𝛿 Qe = + ou - √21 / n -1
É uma diferença fracionária dentro da frequência, então pode ser escrita como a seguir.
𝛿 = ω - ωr / ωr = f - fr / fr
Substitua isso na equação acima para que possamos obter
2 (f - fr / fr) Qe = + ou - √21 / n-1
2 (f - fr) Qe = + ou - fr√21 / n-1
f - fr = + fr / 2Qe √21 / n-1
Agora, f2 - fr = + fr / 2Qe √21 / n-1 e fr-f1 = + fr / 2Qe √21 / n-1
O BW do amplificador usando o número de estágios em cascata pode ser escrito como
B12 = f2 –f1 = (f2 - fr) + (fr-f1)
Substitua os valores na equação acima, podemos obter a seguinte equação.
B12 = f2 –f1 = fr / 2Qe √21 / n-1 + fr / 2Qe √21 / n-1
Da equação acima
B12 = 2fr / 2Qe 21 / n-1 => fr / Qe √21 / n-1
B1 = fr / Qe
B12 = B1 fr / Qe √21 / n-1
A partir da equação B12 acima, podemos concluir que basicamente n-estágios BW é igual à soma de um fator e um único estágio BW.
Se o dígito dos estágios pode ser dois, então
√21 / n-1 = √21/2-1 = 0,643
Se o dígito dos estágios pode ser três, então
√21 / n-1 = √21/3-1 = 051
Portanto, a partir das informações acima, é compreensível que quando o número de estágios aumenta, o BW diminui.
Vantagens e desvantagens
As vantagens de um único amplificador sintonizado incluem o seguinte.
- A perda de potência é menor devido à falta de resistência do coletor.
- A seletividade é alta.
- A alimentação de tensão do coletor é pequena devido à falta de Rc.
As desvantagens de um único amplificador sintonizado incluem o seguinte.
- O produto do ganho de largura de banda é pequeno
Aplicações de amplificador sintonizado único
As aplicações de um único amplificador sintonizado incluem o seguinte.
- Este amplificador é usado no estágio interno primário do receptor de rádio, onde quer que a seleção do front end possa ser feita usando um amplificador RF.
- Este amplificador pode ser usado em circuitos de televisão.
Portanto, trata-se de um único amplificador sintonizado que usa um circuito tanque paralelo como carga. Mas, o circuito tanque em cada estágio pode ser necessário para ser ajustado para as mesmas frequências. Aqui está uma pergunta para você, qual configuração é usada em um único amplificador sintonizado?
