이중 튜닝 앰프

이중 튜닝 앰프는 1차 권선과 2차 권선의 인덕턴스가 각각 커패시터와 함께 별도로 튜닝되는 앰프 단계 사이에 변압기 커플링이 있는 튜닝 앰프다.이 계획은 단일 튜닝 회로가 달성할 수 있는 것보다 더 넓은 대역폭과 더 가파른 스커트를 초래한다.

변환기 연결 계수의 임계값이 있는데, 변환기 주파수에서 증폭기의 주파수 응답이 최대 평탄하고 공진 주파수에서 이득이 최대인 것이다.설계는 패스밴드 중심에서 약간의 이득 손실을 감수하고 훨씬 넓은 대역폭을 얻기 위해 종종 이것보다 큰 결합(과대 커플링)을 사용한다.

이중 조정 증폭기의 여러 단계를 계단식으로 진행하면 전체 증폭기의 대역폭이 감소한다.이중 튜닝 앰프의 두 단계는 단일 스테이지 대역폭의 80%를 가진다.이러한 대역폭 손실을 방지하는 이중 튜닝의 대안은 시차 튜닝이다.스태거 튜닝 증폭기는 어떤 단일 단계의 대역폭보다 큰 규정된 대역폭으로 설계될 수 있다.그러나 시차 튜닝은 더 많은 단계가 필요하며 이중 튜닝보다 이득이 적다.

일반 회로

표시된 회로는 공통 이미터 위상에서의 2단계 증폭기로 구성된다.편향 저항기는 모두 평상시의 기능을 수행한다.1단계의 입력은 편향에 영향을 미치지 않도록 직렬 캐패시터와 통상적인 방식으로 결합된다.단, 수집기 하중은 콘덴서 대신 단계간 커플링의 역할을 하는 변압기로 구성된다.변압기의 권선은 인덕턴스가 있다.변압기 권선에 배치된 콘덴서는 앰프의 튜닝을 제공하는 공명 회로를 형성한다.

이러한 종류의 앰프에서 볼 수 있는 더 자세한 사항은 변압기 권선에 탭이 있다는 것이다.이들은 윈딩 상단이 아닌 변압기의 입력 및 출력 연결에 사용된다.이는 임피던스 매칭 목적으로 이루어진다. 양극성 접합 트랜지스터 앰프(회로에 표시된 종류)는 출력 임피던스가 상당히 높고 입력 임피던스가 상당히 낮다.이 문제는 입력 임피던스가 매우 높은 MOSFET를 사용함으로써 피할 수 있다.^[1]

변압기 2차 권선 바닥과 접지 사이에 연결된 콘덴서가 튜닝의 일부를 형성하지 않는다.오히려 그들의 목적은 트랜지스터 바이어스 저항을 AC 회로에서 분리하는 것이다.

특성.

더블 튜닝은 단일 튜닝에 비해 앰프의 대역폭을 넓히고 반응의 스커트를 경사진 효과가 있다.^[2]변압기의 양쪽을 튜닝하면 늘어난 대역폭의 근원이 되는 커플링된 공명기가 형성된다.증폭기의 이득은 연결 계수 k의 함수로서, K는 상호 인덕턴스, M 및 1차 및 2차 권선 인덕턴스, L에_ps 각각 관련된다.

${\displaystyle M=k{\sqrt {L_{\mathrm {p}}{{}L_{\mathrm {s}}}}}}}}}}}}}}}$

증폭기의 이득이 공명 시 최대값인 결합의 임계값이 있다.이 임계치 이하에서는 주파수 응답에 진폭이 공진에서 정점을 이루고 k가 감소함에 따라 피크가 감소하는 단일 피크가 있다.그러한 반응은 과소 결합되었다고 하며, 임계 결합 위의 k 값에서 반응은 두 개의 피크로 분할되기 시작한다.이러한 봉우리들은 k가 증가하면서 점점 좁아지고 멀어져가고 그 사이의 간격(공진 주파수를 중심으로)은 점진적으로 깊어진다.이 같은 반응은 과대포장된 것으로 전해졌다.^[3]

임계 결합 증폭기는 최대 평탄한 반응을 가진다.이 응답은 스태거 튜닝 앰프의 두 단계를 가진 변압기 없이도 달성할 수 있다.시차 튜닝과 달리 이중 튜닝은 두 공명기를 동일한 공명 주파수로 튜닝한다.^[4]그러나 설계자는 주파수 응답의 중심에서 작은 딥(일반적으로 3dB 대역폭을 최대화하기 위해 3dB)을 희생하여 더 넓은 대역폭을 얻기 위해 오버커플링 앰프를 설계할 수 있다.^[5]

동기식 튜닝과 마찬가지로 이중 튜닝 앰프 단계를 더 추가하면 대역폭을 줄이는 효과가 있다.n개의 동일한 단계의 3dB 대역폭은, 단일 스테이지의 대역폭의 일부로서, 대략 다음과 같이 주어진다.

${\displaystyle {\sqrt[{4}]{2^{1/n}-1}$

이 표현식은 작은 부분 대역폭에만 적용된다.^[6]

분석

회로는 그림과 같이 앰프를 일반화된 전도성 앰프로 교체하여 보다 일반적인 방법으로 나타낼 수 있다.

여기서(스테이지 번호 접미사 제외)

g는_m 증폭기의 전도성이다.

G는_o 증폭기의 출력 전도성이다.

G는_i 증폭기의 입력 전도성이다.

일반적으로 설계는 1차측과 2차측에서 공진 주파수와 Qs를 동일하게 만든다.

${\displaystyle \omega _{0}=\omega _{0\mathrm {p} }={1 \over {\sqrt {L_{\mathrm {p} }C_{\mathrm {p} }}}}=\omega _{0\mathrm {s} }={1 \over {\sqrt {L_{\mathrm {s} }C_{\mathrm {s} }}}}}$

그리고

${\displaystyle Q=Q_{\mathrm {p}}={1\over L_{\mathrm {p}{}}}}G_{\mathrm {o}}}}}}={1 \over L_{\mathrmatrm {s}{}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}.$

여기서 Ω은₀ 각 주파수 단위로 표현되는 공명 주파수로, 첨자 p와 s는 각각 변압기의 1차측과 2차측 구성부품을 가리킨다.

무대 이득

위의 가정으로, 전압 이득, 증폭기의 1단계의 A를 다음과 같이 표현할 수 있다.

${\displaystyle A=A_{0}{\frac {2kQ}{4}Q\delta -i(1+k^{2)}}Q^{2}-4Q^{2}\delta ^{2}}}}}}$

어디에

$\displaystyle$ i$}$는 가상의 단위지만

${\displaystyle A_{0}={\frac {g_{\mathrm {m}}}}{2{\sqrt {G_{\mathrm {o}}}}}G_{\mathrm {i}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {\frac {\frappa$

스테이지가 제공할 수 있는 최대 이득이며,

${\displaystyle \cHB ={\frac {\omega -\omega _{0}}{\omega _{0}}}}$

공진 주파수로부터의 부분 주파수 편차로 표현되는 주파수.

피크 주파수

임계 결합보다 작은 경우 공진에서 발생하는 반응에 하나의 피크가 있다.임계 커플링 위에, 다음이 제공하는 주파수에서 두 개의 피크가 있다.

${\displaystyle \delta \delta _{\mathrm {H}},\delta _{\mathrm {L}=\pm {1\over 2Q}{\sqrt {k^{2}Q^{2}-1}}}$

여기서 Δ와_L Δ는_H 각각 부분 편차로 표현되는 피크의 낮은 주파수와 높은 주파수를 의미한다.

임계 결합 이상의 경우, 피크는 앰프에서 사용할 수 있는 최대 이득에 도달한다.

임계 결합

중요한 결합은 두 피크가 딱 일치할 때 일어난다.즉, 언제

${\displaystyle k^{2}Q^{2}-1=0}$

또는

${\displaystyle k={1\over Q}}$^[7]

참조

참고 문헌 목록

• 박시, 우데이 A;Godse, Atul P, 전자회로 분석, 기술 간행물, 2009 ISBN8184310471.
• N. Bhargava, N. Gupta, S. C., Kulshreshta D. C., 기본 전자 및 선형 회로, Tata McGraw-Hill, 1984 ISBN 0074519654.
• Chattopadhyay, D, Electronics: 기본 및 애플리케이션, New Age International, 2006 ISBN 8122417809.
• Gulati, R., Monochrome and Color Television, New Age International, 2007 ISBN 8122416071.