调谐放大器

我们目前讨论过的放大器类型无法在无线电频率下有效工作，即使它们在音频频率下表现良好。此外，这些放大器的增益不会根据信号频率在很宽的范围内变化。这允许在一定频率范围内同样好地放大信号，并且不允许选择特定的所需频率而拒绝其他频率。

因此，需要一种既能选择又能放大的电路。因此，放大器电路与选择（例如调谐电路）一起构成调谐放大器。

什么是调谐放大器？

调谐放大器是用于调谐目的的放大器。调谐意味着选择。在一组可用频率中，如果需要选择特定频率，同时拒绝所有其他频率，则此过程称为选择。此选择是通过使用称为调谐电路的电路完成的。

当放大器电路的负载由调谐电路替换时，此类放大器可称为调谐放大器电路。基本调谐放大器电路如下所示。

调谐器电路不过是一个 LC 电路，也称为谐振或储能电路。它选择频率。调谐电路能够放大以谐振频率为中心的窄带频带上的信号。

当电感器的电抗平衡电容器的电抗时，在调谐电路中的某个频率下，该频率可称为谐振频率。它用f_r表示。

谐振公式为

$$2 \pi f_L = \frac{1}{2 \pi f_c}$$

$$f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}}$$

调谐电路的类型

根据调谐电路与主电路的连接类型，调谐电路可以是串联调谐电路（串联谐振电路）或并联调谐电路（并联谐振电路）。

串联调谐电路

串联连接的电感器和电容器构成串联调谐电路，如下面的电路图所示。

在谐振频率下，串联谐振电路提供低阻抗，允许高电流通过。串联谐振电路对远离谐振频率的频率提供越来越高的阻抗。

并联调谐电路

并联连接的电感器和电容器构成并联调谐电路，如下图所示。

在谐振频率下，并联谐振电路提供高阻抗，不允许高电流通过。并联谐振电路对远离谐振频率的频率提供越来越低的阻抗。

并联调谐电路的特性

发生并联谐振（即电路电流的无功分量变为零）的频率称为谐振频率f_r。调谐电路的主要特性如下。

阻抗

电源电压与线电流之比是调谐电路的阻抗。 LC 电路提供的阻抗由以下公式给出：

$$\frac{电源 \: 电压}{线路方程} = \frac{V}{I}$$

在谐振时，线路电流增加，而阻抗减小。

下图表示并联谐振电路的阻抗曲线。

电路的阻抗在谐振频率 f_r 以上和以下的值时会减小。因此，可以选择特定频率并拒绝其他频率。

为了获得电路阻抗方程，让我们考虑

线路电流 $I = I_L cos \phi$

$$\frac{V}{Z_r} = \frac{V}{Z_L} imes \frac{R}{Z_L}$$

$$\frac{1}{Z_r} = \frac{R}{Z_L^2}$$

$$\frac{1}{Z_r} = \frac{R}{L/C} = \frac{C R}{L}$$

Since, $Z_L^2 = \frac{L}{C}$

因此，电路阻抗 Z_r 可由下式获得

$$Z_R = \frac{L}{C R}$$

因此，在并联谐振时，电路阻抗等于 L/CR。

电路电流

在并联谐振时，电路或线路电流 I 由施加的电压除以电路阻抗 Z_r 得出，即

线路电流 $I = \frac{V}{Z_r}$

其中 $Z_r = \frac{L}{C R}$

由于 Z_r 非常高，线路电流 I 将非常小。

品质因数

对于并联谐振电路，谐振曲线的锐度决定了选择性。线圈的电阻越小，谐振曲线就越尖锐。因此，线圈的感抗和电阻决定了调谐电路的质量。

谐振时线圈的感抗与其电阻之比称为品质因数。它用Q表示。

$$Q = \frac{X_L}{R} = \frac{2 \pi f_r L}{R}$$

Q 值越高，谐振曲线越尖锐，选择性越好。