O que é amplificador sintonizado escalonado: trabalhando suas aplicações

Um amplificador que amplifica uma frequência exata ou frequência de banda estreita é conhecido como amplificador sintonizado. Este amplificador é usado principalmente para amplificar as frequências de rádio altas. Esses amplificadores fornecem uma impedância extremamente alta na frequência de ressonância, bem como uma impedância extremamente diminuta em todas as outras frequências. Os amplificadores sintonizados são classificados em três tipos: afinação simples, afinação dupla e afinação escalonada amplificador . As vantagens destes amplificadores incluem principalmente perda de potência é menos seletividade é alta, menos distorção harmônica, radar, TV, amplificadores de RF, etc. Este artigo discute uma visão geral do amplificador sintonizado escalonado e suas aplicações.

O que é amplificador sintonizado escalonado?

Definição de amplificador sintonizado escalonado é um amplificador usado para melhorar a resposta de frequência total do amplificador sintonizado. Normalmente, esses amplificadores são projetados para exibir uma resposta geral para achatamento máximo na região da frequência central.

Este amplificador usa circuitos sintonizados para operar em união. A resposta de frequência total deste amplificador pode ser alcançada somando a resposta separada como uma. Quando as diferentes frequências ressonantes do circuito sintonizado são alternadas de outra forma deslocadas, então é conhecido como um amplificador sintonizado alternado.

Amplificador sintonizado escalonado funcionando

O diagrama de circuito mostrado abaixo é um amplificador sintonizado escalonado de dois estágios. Neste circuito, a sintonia escalonada pode ser conseguida produzindo os circuitos sintonizados como L1C1 e L2C2 para uma frequência um pouco diferente. O circuito amplificador sintonizado é mostrado abaixo.

amplificador escalonado

O amplificador de sintonia dupla oferece alto BW como 3dB. No entanto, o arranjo deste amplificador não é fácil. Portanto, para superar essa dificuldade, dois amplificadores em cascata sintonizados simples são empregados, os quais têm certa largura de banda. As frequências ressonantes dos BWs são ajustadas e divididas por um valor equivalente ao BW de cada estágio.

Como essas frequências são escalonadas e chamadas de amplificadores escalonados. As características desses amplificadores são mostradas abaixo. A imagem a seguir mostra a relação principal entre as características de amplificação de estágios individuais em um amplificador sintonizado escalonado.

O amplificador que usa a sintonia escalonada tem maior BW, banda passante mais rápida e número de estágios usados. O mais plano será a banda passante. O circuito é chamado de escalonamento porque as frequências de ressonância do circuito sintonizado são deslocadas.

resposta de saída de amplificador com sintonia escalonada

A resposta de frequência total do amplificador sintonizado escalonado é contrastada com os estágios sintonizados simples e separados. Esses estágios incluem circuitos ressonantes semelhantes. Nas características a seguir, a diminuição surpreendente na amplificação total da frequência média para 0,5 da amplificação da crista do estágio de separação. Na frequência média, cada estágio inclui 0,707 amplificação de crista do estágio de separação. Portanto, a amplificação de voltagem correspondente para cada estágio do escalonamento será 0,707 vezes maior quando os dois estágios semelhantes forem utilizados sem escalonamento.

características de amplificador escalonado

Mas, o 3dB BW do par escalonado é is2 vezes maior do que o BW de um único estágio sintonizado individual. Portanto, o produto de ganho BW correspondente para cada estágio do par sintonizado escalonado pode ser 0,707 x √2 é igual a 1,00 vezes com os estágios ajustados simples separados.

O pensamento de escalonamento ajustado pode ser simplesmente expandido para estágios adicionais. No escalonamento de 3 estágios, a sintonia do circuito primário pode ser ajustada para uma frequência mais baixa do que a frequência central. O terceiro circuito pode ser ajustado para alta frequência em comparação com a frequência média. A freqüência sintonizada que está no meio é ajustada na freqüência central precisa.

Derivação de amplificador sintonizado escalonado

O ganho do amplificador sintonizado único pode ser escrito como

Desligado / Desligado (ressonância) = 1/1 + 2jQeff 𝛿

= 1/1 + jX

Onde X = 2Qeff 𝛿

Em um amplificador sintonizado escalonado, os dois amplificadores como em cascata sintonizado simples são utilizados com frequências ressonantes separadas. Suponha que, se um estágio do amplificador estiver sintonizado com a frequência como fr + 𝛿 e outro estágio do amplificador estiver sintonizado com a frequência como fr - 𝛿. Assim, temos fr1 = fr + 𝛿 e fr2 = fr - 𝛿.

Com base nas duas frequências acima fr1 e fr2, a função de seletividade pode ser escrita como

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

O ganho total dessas etapas é igual ao produto de duas etapas de ganhos individuais

Av / Av (ressonância) em cascata = Av / Av (ressonância) 1 * Av / Av (ressonância) 2

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

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

| Av / Av (ressonância) em cascata | = 1 / √ (2-X2) 2 + (2jX) 2

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

Nós sabemos o valor de X = 2Qeff 𝛿

Substitua este valor na equação acima.

= 1 / √4 + (2Qeff 𝛿) 4

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

Vantagens e desvantagens

As vantagens e desvantagens do amplificador sintonizado escalonado incluem o seguinte.

• Ao usar este amplificador, pode-se obter um BW aumentado. Compare com uma única melodia, o BW é √2 vezes.
• Este amplificador tem um alto valor de ganho BW.
• Em cada estágio do amplificador, há uma pequena diferença dentro da ressonância. Portanto, estabilidade aprimorada dentro de uma operação pode ser obtida.
• O passa-banda deste amplificador é mais rápido em comparação com um amplificador sintonizado único . O alinhamento deste circuito é fácil quando o comparamos com o amplificador sintonizado simples.

Formulários

As aplicações de amplificador sintonizado escalonado incluem o seguinte.

• É usado em um receptor super-heteródino como um amplificador IF (frequência intermediária)
• É usado em sistemas de relé de rádio UHF.
• É um amplificador de frequência intermediária de banda extremamente estreita dentro de um analisador de espectro
• É usado como um amplificador sintonizado de banda larga destinado a amplificadores Y em osciloscópios
• É usado para amplificação de vídeo como um amplificador sintonizado de banda larga.
• É usado como amplificadores de RF em receptores
• Amplificador IF em um satélite transponder

Portanto, isso é tudo sobre Stagger tuned amplificador . A partir das informações acima, finalmente, podemos concluir que esses amplificadores são geralmente projetados de modo que a resposta de frequência total exiba achatamento máximo aproximadamente na frequência média. Requer vários circuitos sintonizados para operar em combinação. Uma vez que a frequência é alterada acima e abaixo da frequência ressonante, ela cai rapidamente.