Область верхних частот

В области верхних частот сопротивления емкостей уменьшаются по сравнению с их значениями в области нижних и средних частот. Поэтому шунтирующим действием емкостей и пренебречь нельзя. В то же время влияние входной цепи ничтожно, как и на средних частотах. Таким образом, можно считать, что . Тогда

частотный коэффициент передачи ;

АЧХ ; ФЧХ .

На рис. 5.8 приведены АЧХ и ФЧХ апериодического усилителя. Граничные частоты и полосы пропускания определены на уровне и равны и .

Рис. 5.8. АЧХ и ФЧХ апериодического усилителя

 

5.6.2. Резонансный усилитель

 

Резонансный усилитель используется для усиления узкополосных высокочастотных сигналов. Спектр усиливаемого сигнала сосредоточен вокруг его центральной частоты , должен лежать в пределах полосы пропускания усилителя, причем эффективная ширина спектра удовлетворяет условию . Амплитудно-частотная характеристика таких усилителей обладает определенной избирательностью и подобна характеристике колебательного контура. Поэтому в отличие от апериодического усилителя нагрузкой резо-

 

нансного усилителя является колебательный контур. Именно эта резонансная система обеспечивает необходимую избирательность резонансного усилителя.

Функциональная и эквивалентная схемы резонансного усилителя приведены на рис. 5.9.

Рис. 5.9. Функциональная (а) и эквивалентная (б) схемы

резонансного усилителя

 

Резонансный усилитель с колебательным контуром в качестве нагрузки применяется для усиления высокочастотных сигналов. Поэтому при получении выражения для частотного коэффициента передачи параметры входной цепи, оказывающие влияние на работу усилителя в области нижних частот, могут не учитываться.

Эквивалентная схема резонансного усилителя (рис. 5.9,б) позволяет записать частотный коэффициент передачи подобно выражению (5.6) для апериодического усилителя:

.

Выходной цепью данного усилителя является колебательный контур с нагрузкой. Частотный коэффициент передачи такой цепи равен

,

где – резонансное сопротивление контура;

– эквивалентное сопротивление нагрузки;

– добротность контура с учетом затухающего влияния сопротивления нагрузки (добротность нагруженного контура);

– обобщенная расстройка контура.

Следовательно,

.

Здесь

– максимальное усиление на резонансной частоте контура;

– АЧХ усилителя;

– ФЧХ усилителя.

 

Иногда пользуются следующим выражением для :

,

где – постоянная времени контура с учетом влияния сопротивления нагрузки усилителя.

Характеристики резонансного усилителя представлены на рис. 5.10.

Рис. 5.10. АЧХ (а) и ФЧХ (б) резонансного усилителя

 

Определим полосу пропускания усилителя на уровне от максимального значения.

; ; .

 

Для улучшения частотно-избирательных свойств резонансного усилителя необходимо использовать в его составе контур с большой добротностью.