Alegerea topologiei amplificatorului

Alegerea topologiei este poate pasul cel mai dificil în proiectarea oscilatorului. Pentru aceasta se trec din nou în revista criteriile care stau la baza acestei alegeri:

• impedanţele (rezistenţele) de intrare şi de ieşire
• banda de frecvenţe
• mărimea amplificării şi defazajul amplificatorului (0 sau )

Amplificatorul este format din etaje de amplificare, fiecare etaj avînd rolul său funcţional.

Etajul de intrare trebuie să asigure:

• impedanţa de intrare necesară sau cuplaj optim cu generatorul
• zgomot redus
• amplificare mare (nu neapărat necesar dar preferabil)

Etajul de ieşire trebuie să asigure:

• impedanţa de ieşire şi/sau cuplajul cu sarcina
• gama dinamică mare a semnalului de ieşire
• distorsiuni reduse

Etajele intermediare trebuie să asigure:

• amplificare de tensiune şi de curent mare
• gamă dinamică mare pentru etajele dinspre ieşire
• distorsiuni reduse

Numărul etajelor de amplificare în conexiune emitor comun trebuie să asigure defazajul total cerut pentru amplificator 0 (neinversor) sau (inversor).

Un aspect important pentru amplificator este legat de utilizarea reacţiei negative.

• Proprietăţile reacţiei negative

Se pot aminti în acest sens:

• proprietatea reacţiei negative de c.c. de stabilizare a PSF
• proprietăţile reacţiei negative pe semnal:
• îmbunătăţirea R_i, R_o în sensul dorit – prin alegerea adecvată a topologiei reacţiei
• serie la intrare – paralel la ieşire – reacţie de tensiune
• serie la ieşire – paralel la intrare – reacţie de curent

• lărgirea benzii de frecvenţă
• desensibilizarea amplificatorului la influenţa factorilor perturbatori – influenţa variaţiei PSF
• reducerea distorsiunilor – includerea etajului clasă AB sau B de la ieşire în bucla de reacţie negativă

Este cunoscut faptul că aplicarea reacţiei negative reduce amplificarea cu obţinerea în schimb a beneficiilor enunţate anterior, de aceea strategia de urmat în proiectare se bazează de regulă pe proiectarea unui amplificator cu cîştig cît mai mare în buclă deschisă şi reducerea acestuia (cîştigului) la valoarea dorită prin aplicarea reacţiei negative cu avantajele menţionate anterior.

În cazul unui oscilator cu reacţie Wien spre exemplu, amplificarea finală necesară este de numai 3. Se realizează iniţial un amplificator cu amplificare mai mare de 3000, prin aplicarea unei reacţii cu se adduce valoarea finală (cu reacţie) la A=3.

De asemenea, în cazul oscilatoarelor armonice, limitarea amplitudinii de oscilaţie la valoarea dorită este realizată pe bucla de reacţie negativă. Modul cum se realizează acest lucru va fi descries în detaliu ulterior.

-aici se detaliză-

Etajele intermediare

De cele mai multe ori, etajele de intrare şi de ieşire sînt de tip repetor pe emitor – deci cu amplificare unitară – de aceea este necesară includerea unor etaje emitor comun (sau bază comună) pentru a realiza amplificarea de tensiune necesară.

Numărul etajelor de amplificare este dictat de mărimea totală a amplificării, precum şi de defazajul total impus amplificatorului (, număr par de etaje emitor comun, , număr impar de etaje emitor comun).

Cuplajul între etaje

Etajele de amplificare pot fi conectate direct, în current continuu sau prin intermediul condensatoarelor de cuplaj, fiecare soluţie avînd avantaje şi dezavantaje.

În cazul cuplajului direct, principala caracteristică este extinderea benzii de frecvenţă a amplificatorului pînă la c.c. Acest lucru poate constitui în egală măsură un avantaj sau un dezavantaj, funcţie de aplicaţia circuitului. În acest caz, variaţiile PSF ale primului transistor din lanţul de amplificare sînt amplificate şi transmise spre ieşire cu amplificarea de c.c. a circuitului. Dacă aceasta este mare, variaţiile amintite pot provoca deplasarea nivelului de c.c. a tranzistoarelor dinspre ieşire reducînd gama dinamică a circuitului sau chiar scoţîndu-l din funcţionare.

Soluţiile constau în:

· proiectarea etajelor de la intrare pentru o stabilitate bună a PSF

· reducerea amplificării de c.c. prin utilizarea unor reacţii locale de c.c. pe etajele intermediare

· utilizarea unei reacţii globale de c.c. (care de fapt reduce amplificarea de c.c.) pentru stabilizarea PSF

În cazul cuplajului direct, în multe situaţii, apare necesitatea deplasării nivelului de c.c. pentru obţinerea unei game dinamice maxime a etajelor de ieşire.

Cuplajul prin condensator elimină transmiterea variaţiilor PSF de la un etaj la altul dar reduce banda la j.f. Din punctul de vedere al proiectării de c.c. a circuitului, situaţia este simplă: pentru fiecare etaj PSF se dimensionează independent de celelalte.

• Proiectarea PSF a unui etaj cu TB