|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Circuitos prácticos de amplificadores de potencia de banda estrecha basados en transistores de efecto de campo. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Amplificadores de potencia de RF Rara vez se utilizan amplificadores de potencia de clase A. Básicamente, estos son amplificadores de receptores de radio HF con una gran capacidad de sobrecarga. En la Fig. 1 se muestra un diagrama práctico de dicho amplificador. El circuito de entrada L1C1 y el circuito de salida L2C2 generalmente se sintonizan sincrónicamente y se sintonizan a la frecuencia de la señal de entrada.
Resistencia equivalente Re del circuito de salida Re=P2p2/(RL+Rн'), donde р=Sqr(L2/C2), Rн' - resistencia de carga introducida en el circuito oscilatorio; RL - resistencia a la pérdida activa; P2 - coeficiente de inclusión del circuito. El valor de Rn'=Rn/n22, donde n2 es la relación de transformación. El factor de calidad del circuito de salida cuando está completamente encendido Q=ReRi/(Re+Ri)2pfoL2 disminuye debido al efecto de derivación de la resistencia de salida del transistor Ri. Para transistores MIS potentes, Ri es pequeño y normalmente no supera las decenas de kiloohmios. Por lo tanto, para aumentar Q2, se utiliza una inclusión incompleta del circuito. El ancho de banda del circuito de salida es 2Df2=fo2/Q2 y la frecuencia de resonancia es fo2=l/2pSqr(L2C2). En la banda de HF, dicho amplificador puede proporcionar hasta varias decenas de Ki. Un indicador importante del amplificador es el nivel de ruido. Las propiedades de ruido de los transistores MIS de alta potencia se consideran en [1]. La figura 2 muestra un circuito práctico del PA en un potente transistor MIS KP901A. Dado que no se estableció la tarea de obtener una pequeña banda de frecuencia L2C2, el circuito se conecta directamente al circuito de drenaje y se desvía por una carga Rн = 50 Ohm. En la clase A, el amplificador tenía Ku=5(Ku=SRn) y Kp>20 a f=30 MHz. Al cambiar al modo no lineal, la potencia de salida alcanzó los 10 W.
Se fabrica un PA de dos etapas (Fig. 3) en los transistores KP902A y KP901A. La primera etapa opera en la clase A, la segunda en la clase B. Para garantizar la clase B, basta con excluir el divisor del valor de puerta del segundo transistor. El amplificador utiliza un circuito de comunicación de banda ancha entre etapas. A una frecuencia de 30 MHz, el amplificador proporcionó Pout = 10 W con Ki > 15 y Kp > 100.
El amplificador de banda estrecha de la Fig. 4 está diseñado para operar en el rango de frecuencia de 144...146 MHz. Proporciona una ganancia de potencia de 12 dB, un nivel de ruido de 2,4 dB y un nivel de distorsión de intermodulación de no más de 30 dB.
Un amplificador resonante basado en un potente transistor MIS 2NS235B (Fig. 5) a una frecuencia de 700 MHz proporciona Pout = 17 W con una eficiencia de 40 ... 45%.
El amplificador de la Fig. 6 contiene un circuito de neutralización que reduce el nivel de backtalk a un nivel de -50 dB. A una frecuencia de 50 MHz, el amplificador tiene un aumento de potencia de 18 dB, un nivel de ruido de 2,4 dB y una potencia de salida de hasta 1 vatio.
En el circuito patentado de la Fig. 7 (US Pat. No. 3.919563) a una frecuencia de 70 MHz, se logra una eficiencia real del 90% con una potencia de salida de 5 W a una frecuencia de 70 MHz. El factor de calidad del circuito de salida es igual a 3.
La Figura 8 muestra un diagrama de un PA de tres etapas basado en potentes transistores MIS domésticos KP905B, KP907B y KP909B.
El amplificador entrega 30W de potencia a 300MHz. Las dos primeras etapas usan circuitos de adaptación resonantes en forma de U, y la etapa de salida usa un circuito en forma de L en la entrada y un circuito en forma de U en la salida. Las dependencias de la eficiencia y Pout de Uc y Pout y Kp de Pin, obtenidas experimentalmente y por cálculo, se muestran en la Fig. 9.
Cuando se usa PA en transmisores de radio AM (con modulación de amplitud), existen dificultades asociadas con garantizar la linealidad de la característica de modulación, es decir, la dependencia de Pout de la amplitud de la señal de entrada. Se agravan cuando se utilizan modos de operación marcadamente no lineales, como la clase C. La Figura 10 muestra un diagrama de un transmisor de radio HF con modulación de amplitud. Potencia del transmisor 10,8 W cuando se utiliza un potente transistor UMOS VMP4. La modulación se lleva a cabo cambiando el voltaje de polarización en la puerta.
Para reducir la no linealidad de la característica de modulación (curva 1 en la Fig. 11), el transmisor usa retroalimentación de envolvente. Para hacer esto, el voltaje AM de salida se rectifica y la señal de baja frecuencia resultante se usa para crear un OOS. La respuesta de modulación 2 en la Fig. 10 ilustra una mejora significativa en la linealidad.
La figura 12 muestra un diagrama esquemático de un PA clave con una potencia nominal de salida de 10 W y una frecuencia de funcionamiento de 2,7 MHz. El amplificador está hecho con transistores KP902, KP904. La eficiencia del amplificador a la potencia de salida nominal es del 72%, la ganancia de potencia es de unos 33 dB. El amplificador se excita desde el elemento lógico K133LB, la tensión de alimentación es de 27 V, el factor de cresta de la tensión de drenaje de la etapa de salida es de 2,9. Con la reestructuración correspondiente de los circuitos de comunicación, el amplificador con los parámetros dados operaba en el rango de 1,6 ... 8,1 MHz.
Para proporcionar una potencia dada a frecuencias más altas, es necesario aumentar la potencia del excitador. Estructuralmente, ambos PA se ensamblaron en placas de circuito impreso utilizando radiadores estándar de 100x150x20 mm, lo que se explica por las dimensiones estándar de la unidad de PA en los transmisores de radio. Las bobinas de inductancia en los circuitos de comunicación son cilíndricas sobre varillas de ferrita de la marca VCh-30 con un diámetro de 16. El factor de calidad de las bobinas de inductancia es Q=150. Los choques estándar con una inductancia de 10 μH se utilizaron como choques de bloqueo en los circuitos de suministro de energía del drenaje de transistores de un amplificador de un vatio y la etapa preliminar de un amplificador de 600 vatios. El inductor de potencia en el circuito de drenaje del transistor KP904 está en un anillo de ferrita, su inductancia es de 100 μH. La figura 13 muestra un diagrama esquemático de un PA clave con una potencia nominal de salida Pout = 100 W, diseñado para su uso en transmisores de radio HF desatendidos. El amplificador contiene una etapa de preamplificación, inversa en dos transistores KP907. En la entrada VT1, se incluye un circuito en forma de U correspondiente C1L1C2C3.
La etapa final se ensambla con seis transistores KP904A. Se eligió este número de transistores por razones de eficiencia creciente. En lugar de transistores KP904B, también puede encender seis transistores KP909 o tres KP913 más potentes. El modo clave óptimo del circuito de drenaje lo proporciona un circuito de formación que contiene los elementos C14, C15, C16, L7. El amplificador tiene una eficiencia total = 62%. En este caso, la eficiencia electrónica de la etapa de salida es de alrededor del 70%. El circuito puente para encender los transistores de la etapa preliminar se utilizó para mantener la eficiencia del amplificador (aunque con parámetros degradados) en caso de falla del transistor de salida. Con el mismo propósito, se incluyen fusibles individuales en las fuentes de transistores potentes, cuyo propósito es apagar el transistor defectuoso. Si, como resultado de su ruptura, se produce un modo cercano al modo de cortocircuito en la línea del transistor, esto hace que el amplificador no funcione. La conexión en paralelo de potentes MIS PT no crea dificultades adicionales en el cálculo y ajuste del PA. La disminución de la eficiencia del amplificador en comparación con un amplificador de diseño similar (ver Fig. 12) se debe principalmente al uso de transistores de potencia en un amplificador de 100 W. Con una disminución en el nivel de potencia de salida a 50 W, la eficiencia del amplificador aumenta al 85% y la eficiencia electrónica al 90%. Los valores de los parámetros de los elementos que se muestran en la Fig. 13 corresponden a una frecuencia de 2,9 MHz. El factor de voltaje máximo en los drenajes de los transistores KP904 es 2,8 y los transistores mismos funcionan en un modo cercano al óptimo. El factor de cresta de la tensión de drenaje en las cascadas de los transistores KP907 es P = 2,1. El transistor opera en modo clave, sin embargo, el modo óptimo no está asegurado, ya que el modo clave óptimo para estos transistores en Uc=27 V y ángulo de corte φ=90° sería peligroso debido a un factor de cresta significativo en el cual el drenaje el voltaje podría exceder el voltaje máximo permitido igual a 60 V para el transistor KP907. La Figura 14, a muestra las curvas experimentales y calculadas que ilustran las dependencias de la eficiencia, Pout y he en el ángulo de corte de la corriente de drenaje. La figura muestra una buena aproximación de los datos calculados a los experimentales. Cabe señalar que el rango de posibles ángulos de corte es bastante estrecho. Se evita un aumento en los ángulos de corte mediante un aumento rápido en el factor de cresta del voltaje de drenaje, y se evita una disminución mediante un aumento en el voltaje de excitación requerido, que muy pronto comienza a exceder Uz junto con el voltaje de polarización Uz. Por supuesto, con una disminución en el nivel de Pwt, se expande el rango de posibles cambios en los ángulos de corte de la corriente de drenaje.
El amplificador está hecho en una placa de circuito impreso. Como disipador de calor, se utiliza un radiador con dimensiones de 130X130X50 mm. En los circuitos de suministro de energía de los transistores KP907, se utilizan estranguladores DM-01 estándar con una inductancia de 280 μH. Los choques de puente de adición están enrollados en anillos de ferrita VK-30 dia.=26. El inductor en el circuito de alimentación de la etapa de salida está enrollado en un anillo de ferrita VCh-30 de diámetro = 30. El inductor en el circuito de conexión de la etapa de salida con la carga es aire, bobinado con alambre plateado, diámetro = 2,5, diámetro de bobina 30 mm, L = 80 nH. Las dependencias de temperatura de la potencia de salida Pout y la eficiencia de la tecla PA con una potencia de salida de 100 W se muestran en la Fig. 14b. De la consideración de las dependencias dadas, se puede ver que en el rango de -60...+60°С, la potencia de entrada del PA cambia en no más de ±10%. La temperatura también tiene un ligero efecto sobre la eficiencia, que varía en ±5% en el rango especificado. En este caso, hay una caída en la potencia de salida y la eficiencia al aumentar la temperatura, asociada con una disminución en la pendiente 5 al aumentar la temperatura. En el rango de temperatura habitual -60 ... +60 ° C, el cambio en él y Pout es insignificante, y esto se logra sin ninguna medida especial para la estabilización térmica del CM. Esto último también es una ventaja de los potentes transistores MIS. Literatura:
Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
Máquina para aclarar flores en jardines.
02.05.2024 Microscopio infrarrojo avanzado
02.05.2024 Trampa de aire para insectos.
01.05.2024
▪ Una nueva forma de generar electricidad a partir del agua ▪ Relámpago en bola: tal vez solo sea una ilusión ▪ Salida del teléfono móvil a la impresora
▪ sección de descripciones de trabajo del sitio web. Selección de artículos ▪ artículo de Anna de l'Anclo (Ninon de l'Anclo). Aforismos famosos ▪ Artículo de fresa. Leyendas, cultivo, métodos de aplicación. ▪ Artículo bola camaleón. Secreto de enfoque
Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio
www.diagrama.com.ua |
Ver otros artículos sección 
Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:
Todos los idiomas de esta página