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選頻放大器
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| 一、工作原理與雙T電橋的頻率特性 |
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選頻放大器，它從多種頻率的輸入信號中，選取所需的一種頻率信號加以放大下圖所示的方框圖可以構成選頻放大電路，其中方框K是基本放大電路，方框F是選頻負反饋網絡，因此，選頻放大器實質上是一種具有選頻作用的負反饋電路。電路的閉環益為 KF=K/（1+FK） 式中：K=UO/Ui是開環增益 F=UF/UO 是反饋系數 |
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| 一般用RC選頻網絡實現選期，圖（b）示出反饋系數F隨頻率f的變化曲線（頻率特性），當f=fo時，則F=0。所以，對諧振頻率fo來說，放大電路不存在負反饋，故KF=K，此時放大器的輸出電壓最大。隨著頻率遠離fo,F就急速地增加，相應的KF也很快衰減至零，見上圖C因而，偏離fo點的其它無用頻率的輸出電壓也就很小很小了，至于KF的衰減快慢，主要是取決于反饋網絡的選頻特性，通常用雙T電橋的RC選頻網絡，它在實際使用中，最常用的有兩種： |
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等一種是非對稱雙T電橋如上圖所示，假設電源內阻RS=0，負載RL=00，則計算公式如下： 諧振角頻率ωO=1/RC-------------------------1式 品質因數Q=[1/2（1+a)]=[fo/2△fo.7]---------2式 傳輸系數（反饋系數）的模、幅角分別為： |
 ---------------------3式φ =arctg1/QY 式中：Y=σ-（1/σ）是廣義失諧系數 σ=f/fo是相對失諧系數-----------------------4式 2△fo.7主為半功點的帶寬 由2式可見：對固定的諧振頻率fo來說，Q越大，則通頻帶越窄；反之Q越小，則通頻帶越寬，因此，Q的大小可以反應出雙T網絡的選擇性好壞。這種雙T電橋的優點是Q較大，但輸入阻抗低，輸出阻抗高，與放大器聯接不便，由于橋臂參數不同，選用和調節也帶來麻煩，只有選擇性要求較高，才使用非對稱雙T電路，該電路的輸入、輸出阻抗及相角變化情況請參看最上面的圖其中a通常選用(0.1-0.2)可得到較大的Q值。 第二種是對稱雙T電路，如下圖-3所示，計算公式如下： |
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| 諧振頻率：ω0= |
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| 品質因數：Q= |
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顯然，Q與n有關，當n=1時，則Qmax=0.25,但調節不便，為了調節方便，經常選用n=0.5,相應于三只電阻數值相等；或選用n=2，相應于三只電容數值相等，由于對稱雙T電橋，在選擇元件和調整上都比較方便，故得到廣泛的應用， 傳輸特性不對稱性的校正方法： 實際使用中，由于RS≠O和RL≠OO而且有時雙T網絡與放大器使用交流耦合，例圖4（A）的情況，信號源（ES及RS）經CS與雙T耦合，由于頻率為零時，容抗1/ωCS為無限大，所以F=O；而當頻率很高時，則CS、C2、C3容抗很小，此時F近似為RL/（RL+RS）；由于ZS、RL不影響諧振頻率，仍然在f=fo時，F=0；因此，F隨頻率變化的曲線如圖4（B）示，由圖可見，傳輸特性是不對稱的 |
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Z3和RL的存在不但使F的幅頻特性畸變，而且也使它的相頻特性產生不對稱，如果在諧振點附近的相移超過 π/2，加上某此附加相移的作用，在這次閉環放大電路里，就會引入正反饋而發生自激振蕩。為了消除這種不良現象，在電路圖4（A）的RL兩端并接上電容CL，在CL的作用下可F的幅相特性得到校正見圖4（B），理相校正時，應滿足下式關系： R1C1=R2C2=RLCL=RSCS R1R2=（1+n）RLRS 如果耦合電容接于負載端，則必須在輸入端1、1'并接電容CS，理想較正條件仍如上式關系 如果，雙T與放大咕嘟使用直接耦合方式，則不必接入CS或CL，此時，F的振幅、相移特性的對稱條件可簡化為： R1R2=（1+n)RSRL R1C1=R2C2 必須注意：（1）雙T網絡與放大器直接耦合，雖然選擇性較高，但直流工作點將受到影響，調整因難； （2）要使內阻ZS盡量減小及負載ZL盡量加大，否則會明顯地降低雙T的選擇性，因此基本放大電路應前后接入射極跟隨器或源極跟隨器，以滿足雙T網絡的要求，（3）在元伯參數有誤差的影響下，，也會破壞了雙T的平衡條件，使幅頻、相頻特性發生變化，因此雙T網絡的元件應按照具體要求，必須經嚴格選出溫度特性好，工作穩定的元件，并要進行老化 |
 圖4（A） |
 圖4（B） |
 圖4（C） |
| 二、雙T電橋與放大器的連接方式 |
| 雙T電橋與放大器的連接方式見下表 |
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三、實用電路分析與調整方法 1、電路分析 |
| 圖5為固定頻率的晶體管選頻放大電路，諧振頻率是100赫，通頻帶小于6赫，諧振點的增益|KF|=70，它屬于第一類選頻放大電路，BG1、BG2組成共射放大電路，輸入信號Ui與反饋電壓UF分別加于兩管的基極[UF先經射隨器BG4再送到BG2基極]，其作用是：一方面增加選頻放大電路的輸入電阻，另一方面可使雙T的負載電阻[即BG4的輸入電阻]增加，以消除輸入信號源內阻RS對雙T的影響，BG3也是射隨器，它使雙T的電源內阻減小，從而提高了電路的選擇性，雙T電橋為非對稱型，它與放大電路交流耦合，故用CL來校正幅頻相頻特性的對稱性。 |
 圖5 |
| 2、調整方法 |
| 為了降低對電阻精度的要求和便于調虎離山節，R2（或R3）分別用一只固定電阻R'2（或R'3）和電位器R'2（或R'3）組成，電位器數值為R2（或R3）的10-20%為宜[若固定電阻，誤差是5%]，然后按要求精度來選電容。 |
 圖6 |
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調整步驟 （1）按圖6電路雙T網絡進行粗調，信號源選頻率100赫，輸入電壓大于2伏，然后反復調電位器R'2和R'3務必使輸出電壓最小，對于定點頻率的雙T網絡，使Fmin=0.002是不因難的（即衰減54分貝）注意在圖5電路中，對雙T網絡來說，右邊為輸入端，左邊為輸出端，另外，信號源的非線性失真要小，否則很難使Fmin=0.002. (2)調放大器的直流工作點， 由于基本放大電路是直接耦合放大器，各級工作點彼此有牽連，所以只要調節偏置Rb1、Rb2使Ue3為6-7伏即可。 （3）調放大器的無反饋（開環）增益，從BG1基極輸入信號（f=100和赫）調節輸入幅度，使輸出波形不失真，并求K=UO/Ui=70，若K>70，則減小Re2;反之，若K< 70,可增加Rc2，直至K=70為止。 （4）雙T電橋細調 拉入雙T電橋，因雙T已調準于f=100赫及Fmin≈0的，又因雙T的輸入阻抗比放大器的輸出阻抗大很多，所以接入雙T電橋后，對諧振點來說，負反饋為零。因此，應該不影響放大器的增益，根據這個道理，若接入雙T網絡后，K略小于70（因雙T總有點負載效應），則說明電路是正常工作的；若接入雙T網絡后，K大于70，則說明雙T在諧振點處引入正反饋，這時應調大R'3，使K減小至70；反之當接入雙T網絡后，K減小較大，則說明了雙T在諧振處Fmin≠O，故引入負反饋，致使K減小，此時可適當調小R'3，務使K增大到70為止。 在調試過程中，如果發現自激現象，則應首先把自激消除后，再進行調試，有三類自激振蕩1、諧振點附近的自激，因為在fo附近雙T電橋產生正反饋，可調節R3使自激消除，2、在極低頻率附近（約幾赫）時，是由于雙T網絡的幅頻相頻特性不對稱，加上極低頻率時，放大器的耦合電容或旁路電容會引入附加相移，從而構成了正反饋，因此，消除這類自激振蒎，可以改用直耦放電路或將耦合電容、旁路電容的數值減少，尤其要注意雙T網絡與放大器的耦合電容C4的影響；3、高頻自激振蕩（約幾十千赫）消除方法是收縮放大器的通頻帶，使高端增益訊速地衰減，例如圖5電路中接入Cm，使BG2的負載變為R2與Cm并聯，選取Cm的數值，使其在低頻時，Cm不起作用，而在自激頻率附近，造成了BG2的阻抗突然急劇地減小，從而使自激消除 |
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