موضوع مقاله: تیون‌سازی پلکانی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # تیون‌سازی پلکانی | مقدمه: تیون‌سازی پلکانی یا تیون‌سازی پایین‌بالا فنّی است که در طراحی تقویت‌کننده‌های تیون‌شده چندطبقه‌ای استفاده می‌شود که به موجب آن هر طبقه با فرکانس کمی متفاوت تیون می‌شود. | ## بخش 1: تیون‌سازی پلکانی | در مقایسه با تیون‌سازی همزمان (که در آن هر طبقه به‌طور یکسان تیون می‌شود) پهنای‌باند وسیع‌تری را به قیمت کاهش بهره تولید می‌کند. تیون‌سازی و ساخت مدارهای تیون‌سازی پلکانی و تیون‌سازی همزمان آسانتر از بسیاری از انواع فیلترهای دیگر است. عملکرد مدارهای تیون‌شده پلکانی را می‌توان به‌عنوان یک تابع گویا بیان کرد و از این رو می‌توان آنها را برای هر یک از پاسخ‌های فیلتر اصلی مانند باتروث و چبیشف طراحی کرد. دستکاری قطب‌های مدار برای دستیابی به پاسخ مطلوب به‌دلیل بافر تقویت‌کننده بین طبقات آسان است. کاربردها شامل تقویت‌کننده‌های IF تلویزیون (عمدتا گیرنده‌های قرن بیستم) و LAN بی‌سیم است. اگر تمام مدارهای LC در یک فرکانس تیون شوند، تقویت‌کننده به‌طور همزمان تیون می‌شود، که اگر همه حاصل‌ضرب‌های Ck * Lk برابر هستند، اتفاق می‌افتد. در تیون‌سازی پلکانی، حاصل‌ضرب‌های Ck * Lk به‌طور کلی در هر طبقه متفاوت است.|570x570پیکسل تیون‌سازی پلکانی پهنای‌باند تقویت‌کننده تیون‌شده چندطبقه‌ای را با بهره کلی افزایش می‌دهد. ارزش تیون‌سازی پلکانی به بهترین وجه با نگاه کردن به کاستی‌های تیون‌سازی هر طبقه به‌طور یکسان توضیح داده می‌شود. در یک تقویت‌کننده با چندین طبقه یکسان، نقاط ۳ دی‌بی پاسخ پس از طبقه اول به نقاط طبقه دوم تبدیل می‌شوند. هر طبقه متوالی دیگر به لبه باند طبقه اول اضافه می‌کند؛ بنابراین پهنای‌باند با هر طبقه اضافی به تدریج باریکتر می‌شود.Sedha, p. 627 به عنوان مثال، یک تقویت‌کننده چهارطبقه‌ای نقاط خود را در نقاط یک طبقه جداگانه خواهد داشت. | ## بخش 2: تیون‌سازی پلکانی | پهنای‌باند کسری یک مدار LC توسط: که در آن m نسبت توان از توان در تشدید به فرکانس لبه باند (برابر ۲ برای نقطه و ۱٫۱۹ برای نقطه ) و Q ضریب کیفیت است. 195 بنابراین، تقویت‌کننده چهارطبقه‌ای که به‌طور همزمان تیون‌شده است، پهنای‌باندی معادل ۱۹ درصد از یک طبقه دارد. بهره کلی کاهش می‌یابد زیرا زمانی که هر طبقه در تشدید (و در نتیجه حداکثر بهره) است، سایر طبقات برخلاف تیون‌سازی همزمان که در آن همه طبقات در حداکثر بهره در فرکانس یکسان هستند، کاهش می‌یابد. 500 حتی در طرحی که برای تیون‌سازی همزمان در نظر گرفته شده است، به دلیل عدم امکان عملی نگه داشتن تمام مدارهای تیون شده به‌طور کامل و به دلیل اثرات بازخورد، برخی از اثرات تیون‌سازی پلکانی اجتناب ناپذیر است. این می‌تواند در کاربردهای باند بسیار باریک که اساساً فقط یک فرکانس نقطه ای مورد توجه است، مانند یک تغذیه نوسان‌ساز محلی یا یک تله موج، یک مشکل باشد. 259 هر دو طرح‌های تیون‌شده همزمان و تیون‌شده پلکانی دارای تعدادی مزیت نسبت به طرح‌هایی هستند که تمام اجزای تیون را در یک مدار فیلتر مجزا جدا از تقویت‌کننده مانند شبکه‌های نردبانی یا تشدیدگرهای جفت‌شده قرار می‌دهند. هر تشدیدگر توسط طبقات تقویت‌کننده از بقیه بافر می‌شود، بنابراین تأثیر کمی بر یکدیگر دارند. هر تشدیدگر LC مستقیماً در یک مقاومتی کار می‌کند که به هرحال Q را کاهش می‌دهد بنابراین هرگونه تلفات در اجزای L و C می‌تواند در این مقاومت در طراحی جذب شود. همچنین، مدارهای تیون‌شده پلکانی دارای اجزای تشدیدگر با مقادیر کاملاً نزدیک به یکدیگر هستند و در مدارهای تیون‌شده همزمان می‌توانند یکسان باشند؛ بنابراین گسترش مقادیر اجزاء در مدارهای تیون‌شده پلکانی کمتر از مدارهای تجمیعی است.Wiser, pp. 47-48 طراحی تقویت‌کننده‌های تیون‌شده مانند آنچه در ابتدای این مقاله نشان داده شده است را می‌توان به صورت کلی‌تر به‌عنوان زنجیره‌ای از تقویت‌کننده‌های هدایت‌انتقالی که هر کدام با یک مدار تیون‌شده بارگذاری شده‌اند، نشان داد. بهره طبقه بهره A (s) یک طبقه از این تقویت‌کننده با استفاده از: که در آن s عملگر فرکانس مختلط است. | ## بخش 3: تیون‌سازی پلکانی | این را می‌توان به شکل کلی‌تری نوشت، یعنی بدون فرض اینکه تشدیدگرها از نوع LC هستند، با جایگزین‌های زیر: (فرکانس تشدید) (بهره در تشدید) (ضریب کیفیت طبقه) در نتیجه، پهنای‌باند طبقه بیان بهره را می‌توان به عنوان تابعی از فرکانس (زاویه ای) با جایگزینی که در اینجا i واحد فرضی و ω فرکانس زاویه ای است ارائه داد. فرکانس در لبه‌های باند، ωc ، را می‌توان از این عبارت با برابر کردن مقدار بهره در لبه باند با اندازه عبارت، پیدا کرد. مطلوب است که بتوان فیلتر را از یک فیلتر نمونه‌اولیه استاندارد پایین‌گذر با مشخصات مورد نیاز طراحی کرد. 627 اما توابع چندجمله‌ای دیگری می‌توانند استفاده شوند که امکان تموج در پاسخ را فراهم می‌کنند.Moxon, pp. این می‌تواند با تبدیل شدن به یک فیلتر نمونه اولیه پایین‌گذر تبدیل شود که در آن ω'c فرکانس قطع نمونه اولیه پایین‌گذر است. این را می‌توان به سادگی برای فیلتر کامل در مورد تقویت‌کننده‌های تیون‌شده همزمان انجام داد که در آن هر طبقه دارای ω0 یکسان است اما برای تقویت‌کننده تیون‌شده پلکانی هیچ راه‌حل تحلیلی ساده‌ای برای تبدیل وجود ندارد. به جای آن می‌توان با محاسبه قطب‌های یک نمونه‌اولیه پایین‌گذر از فرم مورد نظر (مثلاً باتروث) و سپس تبدیل آن قطب‌ها به یک پاسخ میان‌گذر، به طرح‌های تیون‌شده پلکانی نزدیک شد. سپس قطب‌های محاسبه شده می‌توانند برای تعریف مدارهای تیون‌شده هر طبقه استفاده شوند. که در آن p , p* یک جفت مزدوج مختلط از قطب هستند و پاسخ کلی این است، که در آن a k = A0kω0k/Q0k از تبدیل میان‌گذر به پایین‌گذر که در بالا داده شد، عبارتی را می‌توان برای قطب‌ها برحسب قطب‌های نمونه‌اولیه پایین‌گذر یافت، qk، که در آن ω0B فرکانس مرکزی میان‌گذر مورد نظر و Q ضریب کیفیت مؤثر (Qeff) مدار کلی است. هر قطب در نمونه‌اولیه به یک جفت مزدوج مختلط از قطب‌ها در میان‌گذر تبدیل می‌شود و مربوط به یک طبقه از تقویت‌کننده است. اگر فرکانس قطع نمونه‌اولیه، ω'c، روی پهنای‌باند فیلتر نهایی تیون شود، این عبارت بسیار ساده می‌شود. | ## جمع‌بندی | در مورد طرح باندباریک که می‌تواند برای ساده‌سازی بیشتر با تقریب استفاده شود، این قطب‌ها را می‌توان بر حسب قطب در جمله بهره طبقه درج کرد.