选频放大器的工作原理与双T电桥的频率特性

 

选频放大器的工作原理与双T电桥的频率特性

选频放大器，它从多种频率的输入信号中，选取所需的一种频率信号加以放大下图所示的方框图可以构成选频放大电路，其中方框K是基本放大电路，方框F是选频负反馈网络，因此，选频放大器实质上是一种具有选频作用的负反馈电路。电路的闭环益为 KF=K/（1+FK） 式中：K=UO/Ui是开环增益 F=UF/UO 是反馈系数

一般用RC选频网络实现选期，图（b）示出反馈系数F随频率f的变化曲线（频率特性），当f=fo时，则F=0。所以，对谐振频率fo来说，放大电路不存在负反馈，故KF=K，此时放大器的输出电压最大。随着频率远离fo,F就急速地增加，相应的KF也很快衰减至零，见上图C因而，偏离fo点的其它无用频率的输出电压也就很小很小了，至于KF的衰减快慢，主要是取决于反馈网络的选频特性，通常用双T电桥的RC选频网络，它在实际使用中，最常用的有两种：

等一种是非对称双T电桥如上图所示，假设电源内阻RS=0，负载RL=00，则计算公式如下： 谐振角频率ωO=1/RC-------------------------1式 品质因数Q=[1/2（1+a)]=[fo/2△fo.7]---------2式 传输系数（反馈系数）的模、幅角分别为：

---------------------3式 φ =arctg1/QY 式中：Y=σ-（1/σ）是广义失谐系数 σ=f/fo是相对失谐系数-----------------------4式 2△fo.7主为半功点的带宽 由2式可见：对固定的谐振频率fo来说，Q越大，则通频带越窄；反之Q越小，则通频带越宽，因此，Q的大小可以反应出双T网络的选择性好坏。这种双T电桥的优点是Q较大，但输入阻抗低，输出阻抗高，与放大器联接不便，由于桥臂参数不同，选用和调节也带来麻烦，只有选择性要求较高，才使用非对称双T电路，该电路的输入、输出阻抗及相角变化情况请参看最上面的图其中a通常选用(0.1-0.2)可得到较大的Q值。 第二种是对称双T电路，如下图-3所示，计算公式如下：
谐振频率：ω0=

品质因数：Q=

显然，Q与n有关，当n=1时，则Qmax=0.25,但调节不便，为了调节方便，经常选用n=0.5,相应于三只电阻数值相等；或选用n=2，相应于三只电容数值相等，由于对称双T电桥，在选择元件和调整上都比较方便，故得到广泛的应用， 传输特性不对称性的校正方法： 实际使用中，由于RS≠O和RL≠OO而且有时双T网络与放大器使用交流耦合，例图4（A）的情况，信号源（ES及RS）经CS与双T耦合，由于频率为零时，容抗1/ωCS为无限大，所以F=O；而当频率很高时，则CS、C2、C3容抗很小，此时F近似为RL/（RL+RS）；由于ZS、RL不影响谐振频率，仍然在f=fo时，F=0；因此，F随频率变化的曲线如图4（B）示，由图可见，传输特性是不对称的

Z3和RL的存在不但使F的幅频特性畸变，而且也使它的相频特性产生不对称，如果在谐振点附近的相移超过 π/2，加上某此附加相移的作用，在这次闭环放大电路里，就会引入正反馈而发生自激振荡。为了消除这种不良现象，在电路图4（A）的RL两端并接上电容CL，在CL的作用下可F的幅相特性得到校正见图4（B），理相校正时，应满足下式关系： R1C1=R2C2=RLCL=RSCS R1R2=（1+n）RLRS 如果耦合电容接于负载端，则必须在输入端1、1’并接电容CS，理想较正条件仍如上式关系 如果，双T与放大咕嘟使用直接耦合方式，则不必接入CS或CL，此时，F的振幅、相移特性的对称条件可简化为： R1R2=（1+n)RSRL R1C1=R2C2 必须注意：（1）双T网络与放大器直接耦合，虽然选择性较高，但直流工作点将受到影响，调整因难； （2）要使内阻ZS尽量减小及负载ZL尽量加大，否则会明显地降低双T的选择性，因此基本放大电路应前后接入射极跟随器或源极跟随器，以满足双T网络的要求，（3）在元伯参数有误差的影响下，，也会破坏了双T的平衡条件，使幅频、相频特性发生变化，因此双T网络的元件应按照具体要求，必须经严格选出温度特性好，工作稳定的元件，并要进行老化

图4（A）

图4（B）

图4（C）