Circuite integrate analogice - amplificatorul de radiofrecvență

Amplificatorul de radiofrecvenţă (ARF)

Amplificatorul de radiofrecvenţă (ARF) amplifică semnalul furnizat de circuitul de intrare pe frecvenţa sa. ARF-ul împreună cu circuitul de intrare formează blocul de

radiofrecvenţă din receptor.

În receptoarele simple, ARF-ul poate lipsi, semnalul de la circuitul de intrare

aplicându-se direct mixerului.

Principalul avantaj al utilizării unui ARF într-un receptor este obţinerea unui factor de zgomot mai redus, rezultând o sensibilitate limitată de zgomot (SLZ) mai bună deoarece acelaşi tranzistor are un factor de zgomot mai mic atunci când lucrează liniar ca amplificator decât când lucrează neliniar, ca mixer. Aceasta deoarece transconductanţa este mai mare decât panta de conversie şi pentru că la mixer intervin şi surse suplimentare de zgomot, de exemplu zgomotul oscilatorului local.

ARF-ul îmbunătăţeşte izolarea antenei faţă de oscilatorul local (OL), scăzând câmpul radiat de antenă pe frecvenţa oscilatorului local.

Un alt avantaj al utilizării ARF-ului este dat de faptul că i se poate aplica reglajul

automat al amplificării (RAA), limitând astfel semnalul aplicat mixerului la recepţia unor

semnale foarte puternice.

Principalele cerinţe pe care trebuie să le îndeplinească ARF-ul sunt:

1. amplificarea să fie suficient de mare (în jur de 10) şi pe cât posibil constantă cu frecvenţa;

2. să aibă o bună stabilitate în toată gama de frecvenţă;

3. să nu introducă distorsiuni la semnale mari (de obicei sub 1%);

4. să prezinte distorsiuni de intermodulaţie şi de modulaţie încrucişată cât mai mici;

5. să contribuie la atenuarea semnalelor perturbatoare, fi şi fimag.

De regulă, ARF-ul are sarcina acordată pe frecvenţa semnalului (obţinându-se astfel o

îmbunătăţire a rejecţiei fi şi fimag), dar uneori se utilizează, pentru simplitate sau pentru

asigurarea stabilităţii, şi ARF cu sarcină aperiodică. Această soluţie este frecventă la circuitele

integrate.

1. Alinierea şi originea erorilor de aliniere

În receptoarele superheterodină frecvenţa intermediară este fixă, iar selectivitatea

blocului de FI este mult mai mare decât a circuitelor de RF. De aceea, indiferent de acordul

circuitelor de RF, frecvenţa recepţionată este:

fs=fh−fi

(fh = frecvenţa OL, fi = frecvenţa intermediară).

Pentru ca receptorul să lucreze corect, cu sensibilitate maximă şi fără distorsiuni, ar trebui ca frecvenţa de acord a circuitelor de RF (fs0) să fie egală cu frecvenţa semnalului (fs).

Această condiţie ar putea fi îndeplinită reglând separat fh (acordul OL) şi fs0 (acordul circuitelor de RF) la valorile necesare. O astfel de manipulare ar fi însă incomodă.

În practica curentă acordul circuitelor de RF şi OL se efectuează simultan,

condensatoarele variabile respective având rotoarele montate pe acelaşi ax. Respectiv, în cazul acordului inductiv, miezurile bobinelor variometrului se deplasează solidar. În felul acesta pentru acordarea receptorului pe frecvenţa dorită se acţionează asupra unui singur buton.

Acest mod de acordare este numit monoreglaj.

Realizarea monoreglajului este însoţită de dificultăţi de ordin tehnic, diferenţa între frecvenţele de acord ale circuitului OL (fh) şi a celor de RF (fs0) neputând fi menţinută constantă, cu precizie oricât de mare, în toată gama de recepţie. Apare o eroare de aliniere:

Δfa1=fs−fs0=fh−(fs0 +fi)

Prin alinierea circuitului OL cu circuitele de RF se înţelege (la proiectare)

determinarea elementelor L şi C ale circuitelor astfel încât diferenţa între frecvenţele lor de acord să fie cât mai apropiată de frecvenţa intermediară, în toată gama de recepţie; respectiv, erorile de aliniere să fie cât mai mici.

Din punct de vedere practic prin aliniere se înţelege operaţia prin care, cu ajutorul

elementelor ajustabile din circuitele de RF, se anulează eroarea de aliniere la una, două sau mai multe frecvenţe din gamă. Cu ajutorul elementelor ajustabile din circuitul OL se asigură încadrarea frecvenţei recepţionate în limitele dorite (frecvenţele de capăt ale gamei).

Importanţa alinierii este dependentă de raportul între banda de trecere a circuitelor de RF şi a celor de FI.

Dacă banda circuitelor de RF este apropiată de cea a filtrului FI, eroarea de aliniere are ca efect scăderea amplificării globale şi, ceea ce este mai supărător, deformarea caracteristicii globale de selectivitate. Ca rezultat al caracteristicii asimetrice de selectivitate, benzile laterale ale unui semnal MA vor fi amplificate diferit şi apar distorsiuni la recepţie. Acest caz se întâlneşte în gama UL.

Dacă banda circuitelor de RF este mult mai mare decât a filtrului FI, efectul erorii de aliniere se rezumă la micşorarea amplificării; caracteristica globală de selectivitate nu este afectată. Acest caz se întâlneşte în gamele US, unde cu un factor de calitate de ordinul lui 100 (cât se poate realiza curent practic), rezultă o bandă pentru circuitul de intrare mult mai mare decât banda AFI. De exemplu, la fs = 10 MHz, rezultă BRF = fs/Q = 100 kHz, în timp ce banda filtrului FI este de 6 - 8 kHz.