I tipi di amplificatori che abbiamo discusso finora può lavorare a frequenze radio, anche se sono bravi a frequenze audio. Inoltre, il guadagno di questi amplificatori è tale che non varierà in base alla frequenza del segnale, su un ampio intervallo., Ciò consente l’amplificazione del segnale altrettanto bene su un intervallo di frequenze e non consente la selezione di una particolare frequenza desiderata mentre rifiuta le altre frequenze.
Quindi, si verifica la necessità di un circuito che può selezionare e amplificare. Quindi, un circuito amplificatore insieme a una selezione, come un circuito sintonizzato, crea un amplificatore sintonizzato.
Che cosa è un amplificatore sintonizzato?
Amplificatori sintonizzati sono gli amplificatori che vengono impiegati ai fini della messa a punto. Tuning significa selezione., Tra un insieme di frequenze disponibili, se si verifica la necessità di selezionare una particolare frequenza, rifiutando tutte le altre frequenze, tale processo viene chiamato Selezione. Questa selezione viene eseguita utilizzando un circuito chiamato come circuito sintonizzato.
Quando un circuito amplificatore ha il suo carico sostituito da un circuito sintonizzato, tale amplificatore può essere chiamato come un circuito amplificatore sintonizzato. Il circuito amplificatore sintonizzato di base appare come mostrato di seguito.
Il circuito del sintonizzatore non è altro che un circuito LC che viene anche chiamato circuito risonante o serbatoio. Seleziona la frequenza., Un circuito sintonizzato è in grado di amplificare un segnale su una banda stretta di frequenze centrate a frequenza di risonanza.
Quando la reattanza dell’induttore bilancia la reattanza del condensatore, nel circuito sintonizzato ad una certa frequenza, tale frequenza può essere chiamata frequenza di risonanza. È indicato da fr.,
La formula per la risonanza è
$$2 \pi f_L = \frac{1}{2 \pi f_c}$$
$$f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}}$$
Tipi di Circuiti accordati
Un circuito accordato possono essere Serie tuned circuit (circuito risonante Serie) o Parallelo tuned circuit (circuito risonante parallelo, a seconda del tipo di collegamento al circuito principale.
Serie sintonizzati Circuito
L’induttore e condensatore collegato in serie fare una serie sintonizzati circuito, come mostrato nel seguente schema elettrico.,
A frequenza di risonanza, un circuito risonante serie offre bassa impedenza che permette alta corrente attraverso di essa. Un circuito risonante serie offre sempre più alta impedenza alle frequenze lontane dalla frequenza di risonanza.
Circuito sintonizzato in parallelo
L’induttore e il condensatore collegati in parallelo formano un circuito sintonizzato in parallelo, come mostrato nella figura seguente.
A frequenza di risonanza, un circuito risonante parallelo offre un’alta impedenza che non consente un’elevata corrente attraverso di esso., Un circuito risonante parallelo offre sempre più bassa impedenza alle frequenze lontane dalla frequenza di risonanza.
Caratteristiche di un circuito sintonizzato in parallelo
La frequenza alla quale si verifica la risonanza parallela (cioè la componente reattiva della corrente del circuito diventa zero) è chiamata frequenza di risonanza fr. Le caratteristiche principali di un circuito sintonizzato sono le seguenti.
Impedenza
Il rapporto tra la tensione di alimentazione e la corrente di linea è l’impedenza del circuito sintonizzato., L’impedenza offerta dal circuito LC è data da
$ $ \frac{Supply \: voltage}{Line equation} = \frac{V}{I} At
Alla risonanza, la corrente di linea aumenta mentre l’impedenza diminuisce.
La figura seguente rappresenta la curva di impedenza di un circuito di risonanza parallelo.
L’impedenza del circuito diminuisce per i valori sopra e sotto la frequenza di risonanza fr. Quindi è possibile la selezione di una particolare frequenza e il rifiuto di altre frequenze.,
To obtain an equation for the circuit impedance, let us consider
Line Current $I = I_L cos \phi$
$$\frac{V}{Z_r} = \frac{V}{Z_L} \times \frac{R}{Z_L}$$
$$\frac{1}{Z_r} = \frac{R}{Z_L^2}$$
$$\frac{1}{Z_r} = \frac{R}{L/C} = \frac{C R}{L}$$
Since, $Z_L^2 = \frac{L}{C}$
Therefore, circuit impedance Zr is obtained as
$$Z_R = \frac{L}{C R}$$
Thus at parallel resonance, the circuit impedance is equal to L/CR.,
Corrente
in parallelo Alla cassa di risonanza, il circuito di linea o di corrente i è data dalla tensione applicata diviso per l’impedenza del circuito Zr cioè,
Linea di Corrente $I = \frac{V}{Z_r}$
Dove $Z_r = \frac{L}{C R}$
Perché Zr è molto alta, la corrente di linea che sarà molto piccolo.
Fattore di qualità
Per un circuito di risonanza parallelo, la nitidezza della curva di risonanza determina la selettività. Minore è la resistenza della bobina, più nitida sarà la curva di risonanza., Quindi la reattanza induttiva e la resistenza della bobina determinano la qualità del circuito sintonizzato.
Il rapporto tra la reattanza induttiva della bobina alla risonanza e la sua resistenza è noto come fattore di qualità. È indicato con Q.
Q Q = \frac{X_L}{R} = \frac{2 \pi f_r L}{R}}
Più alto è il valore di Q, più nitida è la curva di risonanza e migliore sarà la selettività.
Vantaggi degli amplificatori sintonizzati
Di seguito sono riportati i vantaggi degli amplificatori sintonizzati.,
-
L’utilizzo di componenti reattivi come L e C, riduce al minimo la perdita di potenza, che rende gli amplificatori sintonizzati efficiente.
-
La selettività e l’amplificazione della frequenza desiderata è elevata, fornendo una maggiore impedenza alla frequenza di risonanza.
-
Un più piccolo collettore di alimentazione VCC farebbe, a causa della sua poca resistenza in parallelo circuito sintonizzato.
È importante ricordare che questi vantaggi non sono applicabili quando c’è un carico di collettore resistivo elevato.,
Risposta in frequenza dell’amplificatore sintonizzato
Affinché un amplificatore sia efficiente, il suo guadagno dovrebbe essere elevato. Questo guadagno di tensione dipende da β, impedenza di ingresso e carico del collettore. Il carico del collettore in un amplificatore sintonizzato è un circuito sintonizzato.
Il guadagno di tensione di tale amplificatore è dato da
Guadagno di tensione = $\frac{\beta Z_C}{Z_{in}} Where
Dove ZC = carico effettivo del collettore e Zin = impedenza di ingresso dell’amplificatore.
Il valore di ZC dipende dalla frequenza dell’amplificatore sintonizzato., Poiché lo ZC è massimo alla frequenza di risonanza, il guadagno dell’amplificatore è massimo a questa frequenza di risonanza.
Larghezza di banda
L’intervallo di frequenze a cui il guadagno di tensione dell’amplificatore sintonizzato scende al 70,7% del guadagno massimo è chiamato Larghezza di banda.
La gamma di frequenze tra f1 e f2 è chiamata come larghezza di banda dell’amplificatore sintonizzato. La larghezza di banda di un amplificatore sintonizzato dipende dalla Q del circuito LC, cioè dalla nitidezza della risposta in frequenza. Il valore di Q e la larghezza di banda sono inversamente proporzionali.,
La figura seguente descrive la larghezza di banda e la risposta in frequenza dell’amplificatore sintonizzato.
Relazione tra Q e larghezza di banda
Il fattore di qualità Q della larghezza di banda è definito come il rapporto tra frequenza di risonanza e larghezza di banda, cioè
Q Q = \frac{f_r}{BW}
In generale, un circuito pratico ha il suo valore Q maggiore di 10.,
In questa condizione, la frequenza di risonanza in parallelo alla risonanza è data da
$$f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}}$$
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