ВЧ-усилитель мощности

редактировать
ВЧ-усилитель мощности УКВ-усилитель мощности класса C на основе транзистора MRF317.

A радиочастотный усилитель мощности (ВЧ-усилитель мощности ) - это тип электронного усилителя, который преобразует маломощный радиочастотный сигнал в более высокий сигнал питания. Обычно усилители мощности RF управляют антенной передатчика . Цели проектирования часто включают усиление, выходную мощность, полосу пропускания, энергоэффективность, линейность (низкое сжатие сигнала при номинальной выходной мощности), согласование входного и выходного импеданса и рассеивание тепла.

Содержание

  • 1 Классы усилителей
  • 2 Твердотельные и ламповые усилители
  • 3 Применение
  • 4 Конструкция широкополосного усилителя
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки

Классы усилителей

Многие современные ВЧ усилители работают в разных режимах, называемых «классами», для достижения различных целей проектирования. Некоторые классы - это класс A, класс AB, класс B, класс C, которые считаются классами линейных усилителей. В этих классах активное устройство используется в качестве управляемого источника тока. Смещение на входе определяет класс усилителя. Обычный компромисс в конструкции усилителя мощности - это компромисс между эффективностью и линейностью. Ранее названные классы становятся более эффективными, но менее линейными в том порядке, в котором они перечислены. Использование активного устройства в качестве переключателя приводит к более высокому КПД, теоретически до 100%, но меньшей линейности. К классам режима переключения относятся класс D, класс F и класс E. Усилитель класса D не часто используется в ВЧ-приложениях, поскольку конечная скорость переключения активных устройств и возможное накопление заряда при насыщении могут привести к большому продукту I-V, что снижает эффективность.

Твердотельные и ламповые усилители

В современных ВЧ усилителях мощности используются твердотельные устройства, преимущественно МОП-транзисторы (поле металл-оксид-полупроводник -эффект транзисторы). Первые ВЧ усилители на основе полевых МОП-транзисторов относятся к середине 1960-х годов. Биполярные переходные транзисторы также широко использовались в прошлом, пока их не заменили силовые полевые МОП-транзисторы, особенно Транзисторы LDMOS в качестве стандартной технологии для усилителей мощности ВЧ к 1990-м годам благодаря превосходным характеристикам ВЧ транзисторов LDMOS.

MOSFET-транзисторы и другие современные твердотельные устройства заменили электронные лампы в большинстве электронных устройств, но лампы все еще используются в некоторых мощных передатчиках (см. Valve RF усилитель ). Несмотря на механическую прочность, транзисторы электрически хрупкие - они легко повреждаются избыточным напряжением или током. Трубки механически хрупки, но электрически прочны - они могут выдерживать чрезвычайно высокие электрические перегрузки без заметных повреждений.

Приложения

Основные применения ВЧ усилителя мощности включают в себя возбуждение от другого источника высокой мощности, возбуждение передающей антенны и возбуждения микроволновых резонаторов резонаторов.. Среди этих приложений наиболее известны управляющие антенны передатчика. Передатчик-приемник используются не только для передачи голоса и данных, но и для измерения погоды (в виде радара ).

ВЧ-усилителей мощности с использованием LDMOS (сбоку рассеянный MOSFET) являются наиболее широко используемыми силовыми полупроводниковыми устройствами в сетях беспроводной связи, особенно в мобильных сетях. ВЧ-усилители мощности на основе LDMOS широко используются в цифровой мобильной связи. в таких сетях, как 2G, 3G и 4G.

конструкция широкополосного усилителя

Преобразование импеданса в большой полосе трудно реализовать, поэтому большинство широкополосных усилителей используйте выходную нагрузку 50 Ом. Выходная мощность транзистора ограничивается

P out ≤ (V br - V k) 2 8 Z o {\ displaystyle P_ {out} \ leq {\ frac {(V_ {br} -V_ {k}) ^ {2}} {8Z_ {o}}}}P _ {{out}} \ leq {\ frac {(V _ {{br}} - V_ {k}) ^ {2}} {8Z_ {o}}}

V br {\ displaystyle V_ {br}}V _ {{br}} определяется как напряжение пробоя

V k {\ displaystyle V_ {k}}V_ {k} определяется как напряжение колена

и Z o {\ displaystyle Z_ {o}}Z_ {o} это bei ng выбирается таким образом, чтобы обеспечить соответствие номинальной мощности Внешняя нагрузка обычно составляет Z L = 50 Ом {\ displaystyle Z_ {L} = 50 \ Omega \,}{\ displaystyle Z_ {L} = 50 \ Omega \,} . Следовательно, должно быть какое-то преобразование, которое преобразует Z o {\ displaystyle Z_ {o}}Z_ {o} в ZL = 50 Ω {\ displaystyle Z_ {L} = 50 \ Omega \,}{\ displaystyle Z_ {L} = 50 \ Omega \,} .

Метод нагрузочной линии часто используется при разработке усилителей мощности ВЧ.

См. Также

Справочная информация

Внешние ссылки

Викискладе есть материалы, связанные с усилителями мощности ВЧ.
Последняя правка сделана 2021-06-03 04:33:56
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте