2.3. Структурные схемы избирательных усилителей

Уменьшение полосы пропускания усилителя достигается включением в него частотных фильтров в качестве нагрузки (рис.1) или в цепь обратной связи (рис.2).

В усилителях первого типа нагрузкой может служить параллельный колебательный LC-контур. В усилителях второго типа применяется RC-фильтр в цепи обратной связи (ОС).

Рис.1. Структурная схема избирательного усилителя с частотно-зависимой нагрузкой

Рис.2. Структурная схема избирательного усилителя с частотно-зависимой обратной связью

2.4. Основные параметры и характеристики избирательныхусилителей

Построение, анализ и расчёт избирательных усилителей подчиняют получению требуемых показателей, из которых наиболее важными являются: квазирезонансная частота, коэффициент усиления на квазирезонансной частоте, полоса пропускания, добротность, коэффициент прямоугольностии т.д.

Для частотно-избирательных усилителей наиболее важными являются частотные характеристики. Амплитудно-частотная характеристика(АЧХ), имеет колоколообразную форму (рис.3).

Полоса пропускания избирательного усилителя

(1)

_{определяется по АЧХ на уровне} , где и – соответственно верхняя и нижняя граничные частоты полосы пропускания, а – коэффициент усиления на резонансной (квазирезонансной) частоте

Рис.3. Амплитудно-частотная характеристика избирательного усилителя

Для избирательных усилителей характерно отношение следующего вида: то есть ширина полосы пропускания значительно меньше квазирезонансной частоты .

Отношение граничных частот для избирательных усилителей составляет .

Отношение квазирезонансной частоты к полосе пропускания называется добротностью избирательного усилителя

. (2)

На рис.4представлены амплитудно-частотные характеристики усилителя с различной добротностью.

Рис.4. Формы АЧХ избирательного усилителя с различной добротностью

Добротность характеризует избирательность схемы. Чем выше значение добротности, тем уже полоса пропускания, т.е. тем выше избирательность. Избирательность – это способность контура (или усилителя) выбирать заданную полосу частот.

За количественную меру избирательности, в особенности узкополосных усилителей, часто принимают коэффициент прямоугольности

, (3)

определяемый отношением ширины полосы пропускания при уменьшении коэффициента усиления на 3 дБ (или в 0,707 раз) к ширине полосы при падении коэффициента усиления на 20 дБ (или в 0,1 раз).

Коэффициент прямоугольности показывает степень приближения АЧХ избирательного усилителя к идеальной прямоугольной форме (рис.5). Коэффициент прямоугольности идеальной характеристики равен единице.

Рис.5. АЧХ реального и идеального избирательного усилителя

Важным условием при проектировании избирательных усилителей на основе операционных усилителей является определение области частот, в которой основные параметры схем (квазирезонансная частота и добротность) слабо зависят от частотных свойств ОУ.