Projekt MŠMTEU peníze středním školám Název projektu školyICT do života školy Registrační číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ ŠablonaIII/2 Sada 36 AnotaceVysokofrekvenční zesilovače Klíčová slova Širokopásmové neladěné zesilovače, vysokofrekvenční laděné zesilovače, indukční vazba, rezonanční obvod, kmitočtové pásmo PředmětElektronika Autor, spoluautorIng. Josef Sýkora JazykČeština Druh učebního materiáluPrezentace, výklad Potřebné pomůckyPC, dataprojektor Druh interaktivityVýklad pomocí prezentace, vyhledávání informací Stupeň a typ vzděláváníStřední škola, učiliště Cílová skupina2. a 3. ročník, žáci 17 – 18 let, obory elektro a Mechatronik Speciální vzdělávací potřebyNe ZdrojeVlastní zdroje - viz poslední strana Vysokofrekvenční zesilovače 1 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje VY_32_INOVACE_36_733

ELEKTRONIKA Vysokofrekvenčnízesilovače

Vysokofrekvenční zesilovače jsou konstruovány pro zesilování střídavých signálů vysoké frekvence, tj. signálů o kmitočtu desítky MHz a více. Vhodným zapojením se u nich odstraňuje vliv parazitních kapacit tranzistorů (kapacity mezi jednotlivými elektrodami tranzistoru), které způsobují pokles zesílení na vyšších frekvencích – tzv. neutralizace. Používají se v rozhlasových a televizních vysílačích a přijímačích, v zařízeních pro satelitní a kabelové vysílání a v mnoha dalších aplikacích. Podle rozsahu zpracovávaných signálů je rozdělujeme na: širokopásmové neladěné zesilovače vysokofrekvenční laděné zesilovače Vysokofrekvenční zesilovače

ŠIROKOPÁSMOVÝ NELADĚNÝ ZESILOVAČ Oproti běžným zesilovačům je schopen zesilovat signály vysokých frekvencí v široké frekvenčním rozsahu. Dosáhne se toho: vhodnou volbou součástek (vf tranzistory a kondenzátory) kompenzací rozptylových (parazitních) kapacit přídavnými pasivními součástkami Útlumová charakteristika se tím koriguje (rozšiřuje) směrem k vyšším kmitočtům. Útlumová charakteristika Znázorňuje závislost napěťového přenosu (zesílení) zesilovače na frekvenci. V oblasti nízkých a vysokých frekvencí nastává většinou její sklon -20 dB/dek., tzn., že zesilovač tyto kmitočty zesiluje méně. Použití: např. ve vstupních obvodech rozhlasových a televizních přijímačů Vysokofrekvenční zesilovače

ŠIROKOPÁSMOVÝ NELADĚNÝ ZESILOVAČ a) kompenzační kapacita C E Kapacita C E musí mít takovou velikost, aby se její impedance začala uplatňovat v oblasti horního mezního kmitočtu. Jejím vlivem se zmenšuje proud procházející rezistorem R E. Tím se zmenšuje záporná ZV pro vysoké kmitočty zavedená rezistorem R E a roste jejich zesílení. Vysokofrekvenční zesilovače

ŠIROKOPÁSMOVÝ NELADĚNÝ ZESILOVAČ b) vazební cívka L s Místo vazebního kondenzátoru je mezi kolektor prvního a bázi druhého tranzistoru zapojena cívka L S, která tvoří s rozptylovou kapacitou tranzistoru C rezonanční obvod. Její hodnota musí být volena tak, aby se rezonance začala uplatňovat v oblasti mezního kmitočtu. Tím se zvýší zesílení vyšších kmitočtů. Vysokofrekvenční zesilovače

ŠIROKOPÁSMOVÝ NELADĚNÝ ZESILOVAČ c) cívka v obvodu kolektoru Cívka L P je zapojena do série s rezistorem R k. Její indukčnost musí být taková, aby se její impedance začala uplatňovat (zvětšovat) v oblasti mezního kmitočtu, tím vzroste celková kolektorová impedance a zesílení zesilovače na vyšších frekvencích. Vysokofrekvenční zesilovače

VYSOKOFREKVENČNÍ LADĚNÝ ZESILOVAČ Je určen k zesilování signálů vysokých frekvencí v poměrně úzkém pásmu kmitočtů. Zesílení je obecně dáno součinem zatěžovací impedance (zátěž v obvodu kolektoru) a strmosti zesilovacího prvku (diferenciální parametr y 21 ). Proto musí být zátěž tvořena kmitočtově závislou impedancí. Její velikost by měla být maximální pro zesilované kmitočty a co nejmenší pro kmitočty nežádoucí. Proto se u těchto zesilovačů zapojují do kolektorového obvodu paralelní rezonanční obvody, které tento požadavek zajišťují. Použití: například jako mezifrekvenční zesilovače (mf zesilovače) v rozhlasových a televizních přijímačích Vysokofrekvenční zesilovače

VYSOKOFREKVENČNÍ LADĚNÝ ZESILOVAČ a) s jednoduchým rezonančním obvodem Základem těchto zesilovačů je paralelní rezonanční obvod, který je zapojen místo zatěžovacího rezistoru R C. Je naladěn na střed požadovaného kmitočtového pásma. Zesilují pouze vf signály, jejichž frekvence je stejná jako rezonanční kmitočet použitého paralelního rezonančního obvodu a kmitočty, které leží v blízkosti tohoto kmitočtu. Vysokofrekvenční zesilovače

VYSOKOFREKVENČNÍ LADĚNÝ ZESILOVAČ b) s dvojitými vázanými obvody Nejčastěji používané - tzv. dvojice oboustranně laděných obvodů. Jedná se o zesilovač s větší šířkou pásma. Jeden rezonanční obvod tvoří zátěž 1. zesilovacího stupně, druhý RO představuje vstupní obvod následujícího zesilovacího stupně. Mají mezi sebou indukční (častěji) nebo kapacitní vazbu. Vysokofrekvenční zesilovače

VYSOKOFREKVENČNÍ LADĚNÝ ZESILOVAČ b) s dvojitými vázanými obvody Optimální indukční vazbou (vzájemné působení vázaných obvodů) je tzv. vazba nadkritická, kdy má obvod největší šířku pásma. Pro odstranění vlivu vstupní a výstupní kapacity zesilovacích prvků a kapacity spojů se vytváří odbočky z cívky nebo se dělí kapacita (dva kondenzátory v sérii ). Vysokofrekvenční zesilovače

Souhrn učiva Kontrolní otázky: 1.Proč běžný zesilovač není schopen zesilovat vysoké kmitočty stejně jako nízké nebo střední (jaká je příčina, čím je to způsobeno)? 2.Čím jsou způsobeny parazitní kapacity a kdy a proč je musíme neutralizovat? 3.Nakresli schéma zapojení pro neutralizaci pomocí cívky v obvodu kolektoru a vysvětli jeho činnost! 4.Nakresli schéma zapojení pro neutralizaci pomocí kondenzátoru v obvodu emitoru a vysvětli jeho činnost! 5.Jaký je rozdíl mezi neladěným širokopásmovým a laděným vysokofrekvenčním zesilovačem? Kde se jednotlivé typy používají?

13 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Použité zdroje Text vlastní Obrázky z knihy: ING. UHLÍŘ, CSC, Jan; DOC. ING. KŘEČAN, Zdeněk. Elektronika pro 2. a 3. ročník SOU. Praha: SNTL, 1985