מגבר שמגביר תדר מדויק או תדר פס צר נקרא מגבר מכוון. מגבר זה משמש בעיקר להגברת התדרים של רדיו גבוה אחרת. מגברים אלה מספקים עכבה גבוהה במיוחד בתדר התהודה כמו גם עכבה זעירה ביותר בכל התדרים האחרים. מגברים מכוונים מסווגים לשלושה סוגים, כלומר מכוון יחיד, כפול מכוון ומכוונן מַגבֵּר . היתרונות של אלה מגברים כולל בעיקר אובדן הספק הוא פחות סלקטיביות גבוהה, פחות עיוותים הרמוניים, מכ'ם, טלוויזיה, מגברי RF וכו '. מאמר זה דן בסקירה כללית של המגבר המכוונן ויישומיו.
מהו מגבר מכוון סטאגר?
הגדרת מגבר מכוונן הוא מגבר המשמש לשיפור תגובת התדרים הכוללת של המגבר המכוון. בדרך כלל, מגברים אלה נועדו להציג תגובה כוללת לשטחות מקסימאלית באזור תדר המרכז.
מגבר זה משתמש במעגלים מכוונים להפעלה באיחוד. את תגובת התדרים הכוללת של מגבר זה ניתן להשיג על ידי הוספת התגובה הנפרדת כאחת. כאשר תדרי התהודה של המעגל המכוון השונה מועברים אחרת, אז זה ידוע כמגבר מכוונן.
מגבר מכוון מתנודד עובד
תרשים המעגל המוצג להלן הוא מגבר דו כיווני. במעגל זה, ניתן להשיג את כוונון ההשתאות על ידי ייצור המעגלים המכוונים כמו L1C1 ו- L2C2 בתדירות קצת שונה. ה מעגל מגבר מכוונן מוצג להלן.
מגבר מכוונן
ה מגבר מכוון כפול מציע BW גבוה כמו 3dB. עם זאת, סידורו של מגבר זה אינו קל. אז כדי לכבוש את הקושי הזה משתמשים בשני מגברי אשד מכוונים בודדים בעלי רוחב פס מסוים. תדרי התהודה של BW מותאמים ומחולקים בכמות שווה ערך ל- BW בכל שלב.
מכיוון שתדרים אלה מדורגים ומכונים כמגברים מכווננים. מאפייני המגברים הללו מוצגים להלן. התמונה הבאה מציגה את הקשר העיקרי בין מאפייני הגברה בשלבים בודדים בתוך מגבר מכוונן.
המגבר המשתמש בכוונון סטגרד כולל BW גדול יותר, פס מעבר מהיר יותר ומספר שלבים בשימוש. השטוח יהיה פס המעבר. המעגל נקרא סטגרד מכיוון שתדרי התהודה של המעגל המכוון נעקרים.
תגובת כוונון-מגבר-פלט-תגובה
תגובת התדר הכוללת של המגבר המכוונן עומדת בניגוד לשלבים מכוונים בודדים ונפרדים. שלבים אלה כוללים מעגלי תהודה דומים. במאפיינים הבאים, הירידה המדהימה בהגברה הכוללת של התדר האמצעי ל 0.5 של הגברת הפסגה של שלב ההפרדה. בתדר אמצעי, כל שלב כולל 0.707 הגברה של שלב ההפרדה. לכן, הגברת המתח המתאימה לכל שלב בסטגרד תהיה גבוהה פי 0.707 כאשר נעשה שימוש בשני השלבים הדומים מבלי להזדקף.
מאפייני מגבר מכוונן
עם זאת, ה- 3DB BW של הצמד המדהים גבוה פי √ פי 2 מה- BW של שלב בודד מכוון. לכן מוצר הרווח המקביל BW עבור כל שלב של זוג מכוון סטגרד יכול להיות 0.707 x √2 שווה ל- 1.00 פעמים בשלבים המכוונים של יחיד.
ניתן להרחיב את המחשבה על סטגרד מכוון לשלבים נוספים. בסטים תלת-שלבי, ניתן לכוונן את כוונון המעגל הראשוני לתדר נמוך יותר מאשר התדר המרכזי. ניתן לכוונן את המעגל השלישי לתדר גבוה בהשוואה לתדר האמצעי. התדר המכוון שנמצא באמצע מותאם בתדר המרכזי המדויק.
נגזרת של מגבר מכוונן
ניתן לכתוב את הרווח של המגבר המכוון היחיד כ-
Off / Off (תהודה) = 1/1 + 2jQeff 𝛿
= 1/1 + jX
איפה X = 2Qeff 𝛿
במגבר מכוון מתנודד, שני המגברים כמו מפל יחיד מכוון מנוצלים בתדרי תהודה נפרדים. נניח שאם שלב אחד של המגבר מכוון עם התדר כמו fr + 𝛿 ושלב אחר של המגבר מכוון עם התדר כמו fr - 𝛿. לפיכך יש לנו fr1 = fr + 𝛿 ו- fr2 = fr - 𝛿.
בהתבסס על שני התדרים הנ'ל fr1 ו- fr2, ניתן לכתוב את פונקציית הסלקטיביות כ-
Av / Av (תהודה) 1 = 1 / j (X + 1)
Av / Av (תהודה) 2 = 1 / j (X-1)
הרווח הכולל של שלבים אלה שווה לתוצר של שני שלבים של רווחים אישיים
Av / Av (תהודה) מדורגת = Av / Av (תהודה) 1 * Av / Av (תהודה) 2
= 1 / j (X + 1) * 1 / j (X-1)
= 1/2 + 2jX-X2 = 1 / (2-X2) + 2jX
| Av / Av (תהודה) מדורגים | = 1 / √ (2-X2) 2 + (2jX) 2
= 1 / √ (4-4X2 + X4 + 4X2) = 1 / √4 + X4
אנו יודעים את הערך של X = 2Qeff 𝛿
החלף ערך זה במשוואה לעיל.
= 1 / √4 + (2Qeff 𝛿) 4
= 1 / √4 + 16Q4eff 𝛿 4 = 1 / 2√1 + 4Q4eff 𝛿 4
יתרונות וחסרונות
היתרונות והחסרונות של המגבר המכוון לדאוג כוללים את הדברים הבאים.
- באמצעות מגבר זה ניתן להשיג BW מוגבר. השווה עם מנגינה אחת, BW הוא √2 פעמים.
- למגבר זה ערך גבוה של רווח BW.
- בכל שלב של המגבר, יש הבדל קטן בתהודה. לכן ניתן להשיג יציבות משופרת בתוך פעולה.
- מעבר הפס של מגבר זה מהיר יותר בהשוואה לא מגבר מכוון יחיד . היישור של מעגל זה קל כאשר אנו משווים אותו עם המגבר המכוון היחיד.
יישומים
יישומי המגבר המכווננים המדהימים כוללים את הדברים הבאים.
- הוא משמש במקלט סופר-הטרודיני כמגבר IF (תדר ביניים)
- הוא משמש במערכות ממסר רדיו UHF.
- מדובר במגבר תדרים ביניים בעל פס צר במיוחד בתוך מנתח הספקטרום
- הוא משמש כמו מגבר מכוון פס רחב המיועד למגברי Y בתוך אוסצילוסקופים
- הוא משמש להגברת וידיאו כמו מגבר מכוון רחב פס.
- הוא משמש כמו מגברי RF בתוך מקלטים
- מגבר IF ב לווין משדר
לפיכך, מדובר בסך הכל בסטאגר מַגבֵּר . מהמידע לעיל לבסוף, אנו יכולים להסיק כי מגברים אלה מתוכננים בדרך כלל כך שתגובת התדר הכוללת מציגה שטחות מרבית בערך התדר האמצעי. זה דורש כמה מעגלים מכוונים כדי לפעול בשילוב. ברגע שהתדר משתנה מעל ומתחת לתדר התהודה, הוא נופל במהירות.
