Tuned Amplifiers

de soorten versterkers die we tot nu toe hebben besproken, kunnen niet effectief werken bij radiofrequenties, ook al werken ze zijn goed in audiofrequenties. Ook is de versterking van deze versterkers zodanig dat het niet zal variëren afhankelijk van de frequentie van het signaal, over een breed bereik., Dit staat de versterking van het signaal even goed over een waaier van frequenties toe en staat niet de selectie van bepaalde gewenste frequentie toe terwijl de andere frequenties worden afgewezen.

er is dus behoefte aan een circuit dat zowel kan selecteren als versterken. Dus, een versterker circuit samen met een selectie, zoals een tuned circuit maakt een Tuned versterker.

Wat is een afgestemde versterker?

Tuned versterkers zijn de versterkers die worden gebruikt voor het afstemmen. Tuning betekent selecteren., Onder een reeks beschikbare frequenties, als er een noodzaak is om een bepaalde frequentie te selecteren, terwijl alle andere frequenties worden afgewezen, wordt een dergelijk proces selectie genoemd. Deze selectie wordt gedaan met behulp van een circuit genaamd Tuned circuit.

wanneer de belasting van een versterkercircuit wordt vervangen door een afgestemd circuit, kan een dergelijke versterker worden genoemd als een afgestemd versterkercircuit. Het Basic tuned versterker circuit ziet er als volgt uit.

het tunercircuit is niets anders dan een LC-circuit dat ook wel resonant of tankcircuit wordt genoemd. Het selecteert de frequentie., Een afgestemd circuit is in staat om een signaal te versterken over een smalle band van frequenties die gecentreerd zijn op resonantiefrequentie.

wanneer de reactantie van de inductor de reactantie van de condensator in het getunede circuit op een bepaalde frequentie balanceert, kan een dergelijke frequentie worden genoemd als resonantiefrequentie. Het wordt aangeduid met fr.,

De formule voor resonantie is

$$2 \pi f_L = \frac{1}{2 \pi f_c}$$

$$f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}}$$

types van Tuned Circuits

een tuned circuit kan Serie tuned circuit (serie resonant circuit) of Parallel tuned circuit (parallel resonant circuit) zijn afhankelijk van het type van de verbinding met het hoofdcircuit.

serie afgestelde schakeling

De in serie verbonden inductor en condensator maken een serie afgestelde schakeling, zoals weergegeven in het volgende schakelschema.,

bij resonantiefrequentie biedt een serie resonantiekring een lage impedantie waardoor er een hoge stroom doorheen kan. Een serie resonant circuit biedt steeds hoge impedantie aan de frequenties ver van de resonantiefrequentie.

Parallel afgestelde schakeling

de parallel geschakelde inductor en condensator vormen een parallel afgestelde schakeling, zoals weergegeven in onderstaande figuur.

bij resonantiefrequentie biedt een parallel resonantiekring een hoge impedantie waardoor er geen hoge stroom doorheen kan., Een parallel resonant circuit biedt steeds lage impedantie aan de frequenties ver van de resonantiefrequentie.

karakteristieken van een Parallel getuned Circuit

De frequentie waarbij parallelle resonantie optreedt (d.w.z. het reactieve component van de stroomkring wordt nul) wordt de resonantiefrequentie fr genoemd. De belangrijkste kenmerken van een afgestemd circuit zijn als volgt.

Impedantie

de verhouding tussen voedingsspanning en lijnstroom is de impedantie van het afgestelde circuit., Impedantie aangeboden door LC circuit wordt gegeven door

$$ \ frac{Supply\: voltage}{Line equation} = \ frac{V}{I}$$

bij resonantie neemt de lijnstroom toe terwijl de impedantie afneemt.

onderstaande figuur geeft de impedantiecurve van een parallel resonantiecircuit weer.

impedantie van het circuit neemt af voor de waarden boven en onder de resonantiefrequentie fr. Daarom is de selectie van een bepaalde frequentie en afwijzing van andere frequenties mogelijk.,

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.,

Circuitstroom

bij parallelle resonantie wordt de circuit of lijnstroom I gegeven door de toegepaste spanning gedeeld door de circuitimpedantie Zr d.w.z.,

lijnstroom $I = \frac{V}{Z_r}$

waarbij $Z_r = \frac{L}{C R}$

omdat Zr erg hoog is, zal de lijnstroom I erg klein zijn.

kwaliteitsfactor

voor een parallel resonantiekring bepaalt de scherpte van de resonantiekromme de selectiviteit. Hoe kleiner de weerstand van de spoel, hoe scherper de resonantiekromme zal zijn., Vandaar dat de inductieve reactantie en weerstand van de spoel de kwaliteit van de getunede kring bepalen.

de verhouding tussen de inductieve reactantie van de spoel bij resonantie en de weerstand ervan staat bekend als de kwaliteitsfactor. Het wordt aangeduid met Q.

$$Q = \ frac{X_L}{R} = \frac{2 \ pi f_r L}{R}$$

hoe hoger de waarde van Q, hoe scherper de resonantiecurve en hoe beter de selectiviteit zal zijn.

voordelen van afgestemde versterkers

de volgende voordelen zijn de voordelen van afgestemde versterkers.,

• het gebruik van reactieve componenten zoals L en C minimaliseert het vermogensverlies, wat de afgestemde versterkers efficiënt maakt.

• De selectiviteit en versterking van de gewenste frequentie is hoog, door een hogere impedantie bij resonantiefrequentie.

• een kleinere collectortoevoer VCC zou voldoende zijn, vanwege de geringe weerstand in een parallel afgestemd circuit.

het is belangrijk te onthouden dat deze voordelen niet van toepassing zijn wanneer er een hoge resistieve collectorbelasting is.,

frequentierespons van afgestelde Versterker

om een versterker efficiënt te laten zijn, moet de versterking hoog zijn. Deze spanningsversterking hangt af van β, ingangsimpedantie en collectorbelasting. De collector belasting in een tuned versterker is een tuned circuit.

De spanningsversterking van een dergelijke versterker wordt gegeven door

spanningsversterking = $\frac{\beta Z_C}{Z_{in}}$

waarbij ZC = effectieve collector load en Zin = ingangsimpedantie van de versterker.

de waarde van ZC hangt af van de frequentie van de getunede versterker., Aangezien ZC maximaal is bij resonantiefrequentie, is de versterking van de versterker maximaal bij deze resonantiefrequentie.

bandbreedte

het frequentiebereik waarbij de spanningsversterking van de getunede versterker daalt tot 70,7% van de maximale versterking wordt de bandbreedte genoemd.

het frequentiebereik tussen f1 en f2 wordt genoemd als bandbreedte van de getunede versterker. De bandbreedte van een afgestemde versterker hangt af van de Q van de LC kring, d.w.z. van de scherpte van de frequentierespons. De waarde van Q en de bandbreedte zijn omgekeerd evenredig.,

onderstaande figuur geeft de bandbreedte en frequentierespons van de getunede versterker weer.

relatie tussen Q en bandbreedte

de kwaliteitsfactor Q van de bandbreedte wordt gedefinieerd als de verhouding tussen resonantiefrequentie en bandbreedte, d.w.z.

$$Q = \frac{f_r}{BW}$$

in het algemeen heeft een praktisch circuit zijn Q-waarde groter dan 10.,

Onder deze voorwaarde de resonante frequentie parallel resonantie wordt gegeven door

$$f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}}$$