Усилитель на транзисторах.
Назад-
Я описал телевизионный модуль с режимами как есть в даташите. Приведенные режимы обеспечивают наилучшую линейность, которая очень важна при усилении телевизионных радиосигналов, поскольку одновременно усиливаются спектры минимум трех сигналов: АМ сигнал изображения с частично подавленной боковой полосой и уровнем минус 3 Дб к уровню мощности при передаче синхроимпульсов, ЧМ сигнал звука уровнем минус 10 Дб и ЧМ сигнал поднесущей передачи цвета с уровнями минус 16 Дб частотой 3.58 МГц или 4.43 МГц для стандартов NTSC и PAL или поднесущих частот 4.250 МГц и 4.40625 МГц для стандарта SECAM. Понятно, что такой же режим необходимо использовать в любительской практике при усилении SSB сигналов. А вот для усиления CW сигналов линейность уже не важна и, конечно, можно применить режим С.Модуль (кстати пуш-пул) работает в классе АВ и при усилении в 15 дБ отдает в нагрузку 400 ватт в полосе частот от 400 до 860 МГц при уровне двухсигнальной интермодуляции минус 27 дБ.
Класс АВ очень неэкономичный режим.
А почему бы тогда не использовать режим С?
73! Николай US7VA -
В классе АВ Кр значительно выше и есть возможность усиления SSB сигнала, у транзисторов начальное смещение несильно ухудшает КПД. Для примера КТ9152А ток покоя в классе АВ по 150ма в плече, рабочий ток по 3,5А в плече.
В однотактном усилителе, в классе АВ, форма отрицательной части синусоиды идет с искажением (ограничением). Далее на выходном контуре отрицательная часть синусоиды будет выровнена.
В двухтактном каскаде на полевых транзисторах, каждое плечо работает только - или в отрицательной или положительной полуволне. В этом случае отпадает необходимость резонансного нагруженного контура на выходе - требуется только фильтр ВЧ гармоник.
Не могу сказать как отразится на качества сигнала, при SSB, двухтактного усилителя в классе С по сравнению с АВ. Но искажений должно быть меньше - и частотных и амплитудных. ИМХО.
Для согласования двухтакных каскадов удобно использовать трансформаторы волнового сопротивления - это когда согласование выполняется длинными линями из кусков коаксильного кабеля разного волнового сопротивления. Кроме широкополосности и симметрии - высокая стойкость к самовозбуждению.
Для частот до 30 МГц таких конструкций трансформаторов описано много. А вот для частот 150 МГц и выше - очень мало.
Очень интересно было бы взглянуть на такие конструкции - если у кого есть ссылки, поделитесь, пожалуйста.
-
В этом форуме на предыдущей странице схема УМП145-300 и картинка печатной платы. Это работает. Смотрите.Разбирайтесь. На этих частотах все усилители примерно одинаковые по топологии. Отвечу на вопросы.
-
Извиняюсь, вот схема
-
По части уменьшения "амплитудных" искажений утверждение спорно, поскольку режим АВ (с небольшим начальным током) как раз и используется для устранения нелинейности АХ транзисторов в области малых значений усиливаемых сигналов. Термин "частотные" искажения непонятен.В классе АВ Кр значительно выше и есть возможность усиления SSB сигнала, у транзисторов начальное смещение несильно ухудшает КПД. Для примера КТ9152А ток покоя в классе АВ по 150ма в плече, рабочий ток по 3,5А в плече.
Не могу сказать как отразится на качества сигнала, при SSB, двухтактного усилителя в классе С по сравнению с АВ. Но искажений должно быть меньше - и частотных и амплитудных. ИМХО.
Для согласования двухтакных каскадов удобно использовать трансформаторы волнового сопротивления...
Для частот до 30 МГц таких конструкций трансформаторов описано много. А вот для частот 150 МГц и выше - очень мало.
Очень интересно было бы взглянуть на такие конструкции - если у кого есть ссылки, поделитесь, пожалуйста.
Что касается конструкции СТЦ, то производители мощных транзисторов (Моторола, Филипс, НЕК, Эриксон и др.) приводят в даташитах не только рекомендуемые схемы включения, но и топологию печатных плат, включая и СТЦ, которые для усилителей МВ и ДЦВ, как правило, выполнены в виде симметричных ФНЧ, в которых применены полосковые линии и дискретные конденсаторы с малой собственной индуктивностью и большой реактивной мощностью. Николай us7va -
В этом форуме на предыдущей странице схема УМП145-300 и картинка печатной платы. Это работает. Смотрите.Разбирайтесь. На этих частотах все усилители примерно одинаковые по топологии. Отвечу на вопросы.
АЧХ известен этого усилителя? Интересно было бы взглянуть, какая у него полоса?
Мне требуется усилитель не для радиосвязи, а просто широкополосный, с максимально равномерным усилением до 150 МГц. -
Термин "частотные" искажения непонятен.
На разной частоте, кроме искажения амплитуды имеем сдвиг по фазе. Когда сигнал широкополосный - отдельные его частоты проходя через усилитель получают сдвиг - в результате на выходе получаем искажения. Для узкополосного сигнала это не заметно.
Ну может правильно сказать не частотные, а фазовые искажения? Хотя это сути не меняет.Что касается конструкции СТЦ, то производители мощных транзисторов (Моторола, Филипс, НЕК, Эриксон и др.) приводят в даташитах не только рекомендуемые схемы включения, но и топологию печатных плат, включая и СТЦ, которые для усилителей МВ и ДЦВ, как правило, выполнены в виде симметричных ФНЧ,
Да, конечно - но широкополосные очень большая редкость. Есть усилители для узкополосных сигналов, которые могут быть перестроены по частоте в широком диапазоне. И совсем другие требования к усилителю, когда сигнал присутствует во всем частотном диапазоне усилителя одновременно.
-
Паллет УМП145-300 делали для накачки лазера.
Полоса примерно 5МГц, не было задачи получать широкую полосу.
Но если поиграться с цепями согласования то можно сделать шире. -
В современных усилителях мощности, предназначенных для телевизионных передатчиков полоса пропускания имеет ширину в октаву или больше,- на всю полосу вещания в МВ и ДЦВ диапазонах лишь три конструктивных исполнения. Приведенный мною выше пример подтверждает, что полоса пропускания усилителя - весь дециметровый ТВ диапазон. Широкополосность как раз и обеспечивает минимальные фазовые искажения. Но избежать их все равно не получается, поскольку в тракте всегда используются фильтры, имеющие АЧХ с крутыми склонами, которые и вносят наибольшие фазовые искажения. Методы борьбы с ними - применение корректоров ФЧХ или как их называют для большей наглядности - корректоров характеристики группового времени запаздывания (ХГВЗ). Николай US7VA
-
Широкополосность как раз и обеспечивает минимальные фазовые искажения. Но избежать их все равно не получается, поскольку в тракте всегда используются фильтры, имеющие АЧХ с крутыми склонами, которые и вносят наибольшие фазовые искажения.
Я пробовал использовать для согласования каскадов фильтры ФНЧ. Если спектр сигнала укладывается в полосу прозрачности фильтра, то фазовых искажений практически нет. Например, фильтр 7 порядка с началом "завала" на 160 МГц, совершенно не оказывает влияния на сигналы с максимальной полосой 150 МГц.
Т.е. фильтр использовался не для фильтрации сигнала, а для согласования по волновому сопротивлению.
Проблема лишь в том, что на высоких частотах трудно рассчитать конструктив фильтра - значения емкостей и индуктивностей очень малы. Ну и проблема: как произвольно считать коэффициенты ФНЧ для разных волновых сопротивлений вход-выход? Пока не видел методики расчета ФНЧ в таком режиме.
У вас случайно нету?
-
В мире все давно придумано и есть достаточно программных продуктов, позволяющих рассчитать и смоделировать фильтры любого порядка, позволяющие трансформировать любые комплексные значения входных и выходных сопротивлений. Вся проблема лишь в том, что в расчеты необходимо подставлять исходные данные об устройстве (в нашем случае это транзистор). Эти данные (комплексные значения входных и выходных сопротивлений в нужном нам режиме работы) добыть не просто, особенно для старых типов транзисторов. Николай US7VA
-
Можно без компьютера, правда на английском языке
AN267.pdf
-
И поледнее по этой теме: Наибольшая сложность согласования в широкой полосе частот проявляется при проектировании СТЦ базовых цепей мощных многозмиттерных биполярных транзисторов, эквивалентное входное сопротивление которых составляет доли ома, зашунтированных емкостью в сотни пикофарад. Есть два подсмотренных мною конструктивных приема, позволяющих упростить решение задачи.
Первый - применение на входе трансформаторов ТДЛ, преобразующего 50 ом в 12.5 ом или 5.55 ома и тем самым упрощающего требования к стоящему следом ФНЧ, который трансформирует уже эти малые значения сопротивлений во входное сопротивление транзистора, а значит имеет более широкую полосу.
Второй - включение последовательно с цепью базы низкоомного резистора, что несколько снижает усиление каскада, но расширяет полосу пропускания. Николай US7VA -
Можно без компьютера, правда на английском языке
В этом апликейшене конечно полезные вещи прописаны, но там всегда с одной стороны 50 Ом (хотя может чего не так понял). И порядок фильтра только 3.
Кстати, значения волнового сопротивления и частоты среза просто - маштабируются. А вот соотношение волнового сопротивления вход/выход - нет. Т.е. эти фильтры можно пересчитывать, в некоторых пределах.
-
Второй - включение последовательно с цепью базы низкоомного резистора, что несколько снижает усиление каскада, но расширяет полосу пропускания. Николай US7VA
Мне не понятен этот принцип. Свойства транзистора вряд ли могут изменить внешние компоненты.