مضخم موالف واحد: العمل وتطبيقاته

ضبط المضخم هو أحد أنواع المكبرات التي يمكن استخدامها للاختيار أو الضبط. يمكن إجراء عملية الاختيار بين مجموعة من الترددات المتاحة إذا تم تحديد أي تردد بتردد دقيق. يمكن أن تكون عملية الاختيار ممكنة باستخدام دائرة مضبوطة. عندما يتم تغيير حمولة دائرة مكبر الصوت بدائرة مضبوطة ، يتم تسمية هذا المضخم باسم Tuned دائرة مكبر للصوت . هذه الدائرة ليست سوى دائرة LC أو دارة دبابة أو دائرة طنين. تُستخدم هذه الدائرة بشكل أساسي لتضخيم الإشارة عبر نطاق طفيف من الترددات الموجودة عند تردد الطنين. نظرًا لأن مفاعلة الحث يوازن مفاعلة المكثف داخل الدائرة المضبوطة عند تردد معين ، فإن هذا يسمى تردد الطنين ، ويمكن الإشارة إليه بـ 'fr'. صيغة الرنين هي 2πfL = 1 / 2πfc & fr = 1/2L. يمكن تصنيف مكبر الصوت المضبوط إلى ثلاثة أنواع ، وهي مكبر للصوت أحادي الضبط ، ومكبر صوت مزدوج الضبط ومضخم مضخم مضخم.

ما هو مكبر الصوت الأحادي؟

مضخم الصوت الأحادي هو مضخم متعدد المراحل ، يستخدم دائرة متوازية مثل الحمل. لكن دارة LC والدائرة المضبوطة في كل مرحلة ضرورية ليتم اختيارها لنفس الترددات. التكوين المستخدم في هذا مكبر للصوت هو هذا تضخيم التكوينات التي تحتوي على الدائرة المضبوطة المتوازية. في اتصالات لاسلكية ، تتطلب مرحلة التردد الراديوي مضخم جهد مضبوط لاختيار تردد الموجة الحاملة المفضل وكذلك لتغيير إشارة نطاق المرور المسموح بها.

بناء

يظهر أدناه مخطط دائرة مكبر للصوت أحادي الضبط باستخدام اقتران سعوي. من المهم ملاحظة أنه بالنسبة لدائرة LC ، يجب اختيار قيمة الحث (L) والسعة (C) بحيث يجب أن يكون تردد الرنين مساويًا لإشارة التردد المطبقة.

مخطط الدائرة لمضخم واحد موالف

يمكن الحصول على خرج هذه الدائرة باستخدام اقتران حثي وسعي. لكن هذه الدائرة تستخدم اقترانًا سعويًا. يمكن أن يكون مكثف الباعث الشائع المستخدم داخل الدائرة مكثفًا جانبيًا بينما تتبع الدوائر مثل التثبيت والتحيز بواسطة هذه المقاومات مثل R1 و R2 و RE. تعمل دائرة LC المستخدمة داخل منطقة المجمع مثل الحمل. المكثف قابل للتغيير لاحتواء تردد طنين متغير. يمكن تحقيق تضخيم إشارة ضخم إذا كان تردد إشارة الدخل مشابهًا لتردد الرنين للدائرة المضبوطة.

تشغيل مكبر صوت واحد

تبدأ عملية مكبر الصوت أحادي الضبط بشكل أساسي بتطبيق الإشارات عالية التردد التي يمكن تحسينها في محطة BE للترانزستور الموضحة في الدائرة أعلاه. من خلال تغيير المكثف المستخدم داخل دائرة LC ، يتم جعل تردد الطنين للدائرة مساويًا لتردد إشارة الإدخال المحددة.

هنا ، يمكن إعطاء أعلى مقاومة لتردد الإشارة عبر دارة LC. لذلك ، يمكن الحصول على o / p ضخم. بالنسبة لإشارة i / p بترددات مختلفة ، يتصل التردد ببساطة بتردد الرنين بحيث يتم تضخيمه. في حين أن الأنواع الأخرى من الترددات ستتجاهل الدائرة المضبوطة.

لذلك ، سيتم اختيار إشارة التردد المفضلة فقط وبالتالي يمكن تضخيمها من خلال دارة LC.

كسب الجهد واستجابة التردد

يمكن الحصول على كسب الجهد لدائرة LC بالمعادلة التالية.

Av = β راك / رين

هنا Rac هي مقاومة دائرة LC (Rac = L / CR) ، لذا ستصبح المعادلة أعلاه

يتم عرض استجابة التردد لهذا مكبر الصوت أدناه.

تردد الاستجابة لمضخم واحد موالفة

نحن نعلم أن مقاومة الدائرة عالية للغاية ومقاومة تمامًا داخل الطبيعة عند تردد الرنين.

نتيجة لذلك ، يتم تحقيق أقصى جهد عبر RL لدائرة LC عند تردد الطنين.

عرض النطاق الترددي للمضخم موضح أدناه.

BW = f2-f1 => fr / Q

هنا ، يضخم مكبر الصوت أي تردد في هذا النطاق.

تأثير متتالي

بشكل أساسي ، يمكن إجراء تتابع لعدة مراحل داخل مكبر صوت مضبوط لتعزيز مكاسب النظام الإجمالية. نظرًا لأن كسب النظام بأكمله هو نتيجة كسب المنتج لكل مرحلة داخل مكبر الصوت.

في مكبر الصوت الذي تم ضبطه ، عندما يزداد كسب الجهد ، سينخفض ​​عرض النطاق الترددي. لذلك دعونا نلقي نظرة على كيفية تأثير التتالي على النطاق الترددي للنظام بأكمله.

ضع في اعتبارك اتصال تسلسلي من مراحل n في مضخم واحد مضبوط. يمكن تمثيل الكسب النسبي للمضخم مع كسب النظام عند تردد الطنين بالمعادلة التالية

| رنين A / A | = 1/1 + (2𝛿 Qe)^اثنين

في المعادلة أعلاه ، تشير Qe إلى عامل جودة فعال

𝛿 تشير إلى الفروق الجزئية داخل التردد.

يمكن الحصول على الكسب الكلي من خلال دمج كسب العديد من المراحل في مكبر الصوت المضبوط

| رنين A / A | = [1 / √ 1 + (2𝛿 Qe)^اثنين]^ن= 1 / [1 + (2𝛿 Qe)^اثنين] ن / 2

بمقارنة الكسب الإجمالي بـ 1 / √2 ، يمكننا إنهاء ترددات 3dB لهذا مكبر الصوت.

لذلك سيكون لدينا

1 / [√ 1 + (2𝛿Qe)^اثنين]^ن= 1/2

يمكن كتابة المعادلة أعلاه كـ

1 + (2𝛿Qe)^اثنين= 2^{1 / ن}

من المعادلة أعلاه

2 𝛿 Qe = + أو - √21 / n -1

إنه فرق كسري في التردد ، لذا يمكن كتابته على النحو التالي.

𝛿 = ω - ωr / ωr = f - fr / fr

عوض بهذا في المعادلة أعلاه حتى نتمكن من الحصول عليها

2 (f - fr / fr) Qe = + أو - √2^{1 / ن}-1

2 (f - fr) Qe = + أو - fr√2^{1 / ن}-1

f - fr = + fr / 2Qe √2^{1 / ن}-1

حاليا، f2 - fr = + fr / 2Qe √2^{1 / ن}-1 و fr-f1 = + fr / 2Qe √2^{1 / ن}-1

يمكن كتابة BW لمكبر الصوت باستخدام عدد من المراحل المتتالية كـ

B12 = f2 –f1 = (f2 - fr) + (fr-f1)

استبدل القيم الموجودة في المعادلة أعلاه يمكننا الحصول على المعادلة التالية.

B12 = f2 –f1 = fr / 2Qe √2^{1 / ن}-1 + الاب / 2Qe √2^{1 / ن}-1

من المعادلة أعلاه

B12 = 2fr/2Qe √2^{1 / ن}-1 => الاب / Qe √2^{1 / ن}-1

B1 = الاب / س

B12 = B1 fr / Qe √2^{1 / ن}-1

من معادلة B12 أعلاه ، يمكننا أن نستنتج أن مراحل n من BW تساوي مجموع عامل ومرحلة واحدة BW.

إذا كان رقم المراحل يمكن أن يكون اثنين ، إذن

√2^{1 / ن}-1 = -2^1/2-1 = 0.643

إذا كان رقم المراحل يمكن أن يكون ثلاثة ، إذن

√2^{1 / ن}-1 = -2^1/3-1 = 051

لذلك ، من المعلومات الواردة أعلاه ، من المفهوم أنه عندما يزداد عدد المراحل ، سيتم تقليل BW.

المميزات والعيوب

تشمل مزايا مكبر الصوت المنفرد ما يلي.

• فقدان الطاقة أقل بسبب عدم وجود مقاومة المجمع.
• الانتقائية عالية.
• إمداد الجهد للمجمع صغير بسبب نقص Rc.

تشمل عيوب مكبر الصوت الفردي ما يلي.

• ناتج كسب عرض النطاق الترددي صغير

تطبيقات المضخم أحادي الموالفة

تشمل تطبيقات مكبر الصوت الأحادي ما يلي.

• يستخدم هذا مكبر الصوت في المرحلة الداخلية الأولية لجهاز استقبال الراديو حيث يمكن تحديد الواجهة الأمامية باستخدام مضخم التردد اللاسلكي.
• يمكن استخدام هذا مكبر الصوت في الدوائر التلفزيونية.

وبالتالي ، هذا كل شيء عن واحد مضخم صوت مضبوط الذي يستخدم دائرة خزان متوازي كحمل. ولكن ، يمكن أن تكون هناك حاجة إلى ضبط دارة الخزان في كل مرحلة على نفس الترددات. إليك سؤال لك ، ما التكوين المستخدم في مكبر صوت واحد مضبوط؟