Vf zesilovače s jednoduchým vázaným rezonančním obvodem

Tyto Vf zesilovače jsou určeny k zesilování v úzkém kmitočtovém pásmu a obsahují rezonanční obvody.

Co je rezonanční obvod?

Rezonanční obvod vznikne sériovým nebo paralelním spojením indukčnosti L, kapacity C a odporu R. Odpor R v rezonančním obvodu zastupuje parazitní odpory součástek L a C.

Obecně platí, že rezonance nastane v jakémkoliv (paralelním či sériovém) obvodu R L C napájeném střídavým proudem v okamžiku, kdy indukční reaktance X_L a kapacitní reaktance X_C jsou přesně stejně velké, navzájem se vykompenzují (vyruší) a obvod tím získá čistě reálný (odporový) charakter.                                                                            

Z pohledu komplexní impedance Z daného obvodu to znamená, že mimo rezonanci má impedance obě složky (reálná složka = odpor obvodu; imaginární složka = reaktance obvodu - ať už charakteru indukčního nebo kapacitního).                                      

Při rezonanci komplexni impedace Z daného obvodu ztratí svoji imaginární složku a její charakter pak bude čistě reálný (odporový).

Vysvětlení rezonančního jevu

Kondenzátor se v rytmu rezonančního kmitočtu nabíjí a vybíjí. Rovněž v cívce se střídavě shromažďuje elektrická energie a opět z ní odchází. Přechází v rytmu rezonančního kmitočtu z kondenzátoru do cívky a zpět z cívky do kondenzátoru, atd.

• Sériový rezonanční obvod

Při rezonanci sériového rezonančního (kmitavého) obvodu klesá impedance přes všechny meze, tj. její hodnota klesá k nule. 

• Paralelní rezonanční obvod

Při rezonanci paralelního rezonančního (kmitavého) obvodu roste impedance nade všechny meze, tj. její hodnota vzrůstá do nekonečna. 

Další informace viz "čti také" - doc. [online] "Sériový a paralelní rezonanční obvod".

Důležité parametry

• střední kmitočet

• požadované zesílení

• požadovaná šířka pásma

• regulace zesílení se provádí změnou polohy pracovního bodu

• většinou se používá zapojení SE, které má velké zesílení

• zátěž tranzistoru - používá se paralelní rezonanční obvod nebo vázaný rezonanční obvod

• u jednoduchého rezonančního obvodu šířka pásma závisí na Q; pro nízké Q má útlumová charakteristika malou strmost boků (selektivitu)

Pokud je požadována větší šířka pásma a větší selektivita, využívají se vázané rezonanční obvody, nebo keramické filtry.

V případě vázaných rezonančních obvodů (VRO) se jedná o dvojici rezonančních obvodů, naladěných na stejnou rezonanční frekvenci, které jsou vzájemně vázány napěťovou nebo proudovou vazbou. Tato vazba může být induktivní nebo kapacitní.

Obvodové  řešení vysokofrekvenčních zesilovačů

Vysokofrekvenční zesilovače mohou být zapojeny buď formou určitého počtu kaskádně řazených zesilovacích stupňů, jejichž zátěží jsou paralelní rezonanční obvody či vázané rezonanční obvody, nebo formou filtru soustředěné selektivity s následným zesilovačem, většinou v integrované podobě. Přitom mohou fungovat jako širokopásmové nebo úzkopásmové. Zatím co u kaskádně řazených jednotlivých stupňů již podle schématu můžeme odhadnout, jedná-li se o zesilovač široko - nebo úzkopásmový, u zesilovačů s filtrem soustředěné selektivity je šíře pásma výhradně určena právě tímto filtrem.

Vysokofrekvenční zesilovače s rezonančními obvody

Vysokofrekvenční zesilovače s kaskádně řazenými zesilovacími stupni s tranzistory v zapojení SE (toto zapojení je používáno nejčastěji) mohou mít báze jednotlivých zesilovacích tranzistorů navázány kapacitním děličem (obr. 2), odbočkou na cívce (obr. 3) nebo vazebním vinutím na cívce rezonančního obvodu (obr. 4).

Obr. 1: Vf zesilovač s jednoduchým rezonančním obvodem

Obr. 2: Vysokofrekvenční zesilovače s kaskádně řazenými zesilovacími stupni s tranzistory v zapojení SE navázané kapacitním děličem

Obr. 3: Vysokofrekvenční zesilovače s kaskádně řazenými zesilovacími stupni s tranzistory v zapojení SE navázané odbočkou na cívce

Obr. 4: Vysokofrekvenční zesilovače s kaskádně řazenými zesilovacími stupni s tranzistory v zapojení SE s vazebním vinutím na cívce rezonančního obvodu

Zdroje

•  DANĚK, Antonín. Širokopásmové a vf zesilovače – doc.[online].[cit. 2014-08-26] Dostupné z: WWW:Data.antonindanek.cz/28-Sirokopasmove-a-vf-zesilovače (doc.)

• STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA ELEKTROTECHNICKÁ A VYŠŠÍ ODBORNÁ ŠKOLA PARDUBICE, Karla IV. 13. TEORIE ELEKTRONICKÝCH OBVODŮ VI.: VYSOKOFREKVENČNÍ ZESILOVAČE [online]. Pardubice, 2001 [cit. 2015-01-30]. Dostupné z: http://www.b324.com/ek/nobilis_skripta/vysokofrekvencni_zesilovace.pdf#page=1&zoom=auto,-202,848

• Autor neznámý. Sériový a paralelní rezonanční obvod - doc. [online].[cit. 2015-05-24] Dostupné z: WWW:elkmat.wz.cz/18.doc 

Obrázky

• Obr. 1: DANĚK, Antonín.Vf zesilovač s jednoduchým rezonančním obvodem [online]. [cit. 2014-08-26]. Dostupné z: WWW:Data.antonindanek.cz/28-Sirokopasmove-a-vf-zesilovače (doc.)
• Obr. 2: STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA ELEKTROTECHNICKÁ A VYŠŠÍ ODBORNÁ ŠKOLA PARDUBICE, Karla IV. 13. Vysokofrekvenční zesilovače s kaskádně řazenými zesilovacími stupni s tranzistory v zapojení SE navázané kapacitním děličem. TEORIE ELEKTRONICKÝCH OBVODŮ VI.: VYSOKOFREKVENČNÍ ZESILOVAČE [online]. Pardubice, 2001 [cit. 2015-01-30]. Dostupné z: http://www.b324.com/ek/nobilis_skripta/vysokofrekvencni_zesilovace.pdf#page=1&zoom=auto,-202,848
• Obr. 3: STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA ELEKTROTECHNICKÁ A VYŠŠÍ ODBORNÁ ŠKOLA PARDUBICE, Karla IV. 13. Vysokofrekvenční zesilovače s kaskádně řazenými zesilovacími stupni s tranzistory v zapojení SE navázané odbočkou na cívce. TEORIE ELEKTRONICKÝCH OBVODŮ VI.: VYSOKOFREKVENČNÍ ZESILOVAČE [online]. Pardubice, 2001 [cit. 2015-01-30]. Dostupné z: http://www.b324.com/ek/nobilis_skripta/vysokofrekvencni_zesilovace.pdf#page=1&zoom=auto,-202,848
• Obr. 4: STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA ELEKTROTECHNICKÁ A VYŠŠÍ ODBORNÁ ŠKOLA PARDUBICE, Karla IV. 13. Vysokofrekvenční zesilovače s kaskádně řazenými zesilovacími stupni s tranzistory v zapojení SE s vazebním vinutím na cívce rezonančního obvodu. TEORIE ELEKTRONICKÝCH OBVODŮ VI.: VYSOKOFREKVENČNÍ ZESILOVAČE [online]. Pardubice, 2001 [cit. 2015-01-30]. Dostupné z: http://www.b324.com/ek/nobilis_skripta/vysokofrekvencni_zesilovace.pdf#page=1&zoom=auto,-202,848