Силовой провод для усилителя. Силовые и акустические провода для автозвука: как выбрать и подключить

Предохранители типа AGU обычно имеют номинал до 80 Ампер и устанавливаются в колбы. ANL предохранители доходят до 300 Ампер, для их установки используют держатели и различные варианты футляров. Mini ANL как правило не используются для защиты основной проводки, а устанавливаются в дистрибьюторах питания для разведения кабелей.

Виды держателей

Отдельно нужно отметить автомат, который не содержит предохранителя как такого, а отключается сам от превышения напряжения. Не смотря на удобный функционал, не пользуется большим доверием среди любителей автозвука, есть мнение что в некоторых случаях он может не успеть отключиться и «прикипеть».

Устанавливать предохранитель или автомат рекомендуется не дальше 20 см. от плюсовой клеммы. Смысл в том, что участок провода до предохранителя не защищен и по этому чем он короче — тем лучше.

Клеммы на аккумулятор (АКБ)

Есть несколько способов крепления проводов к АКБ. Самый простой — прикрутить обжатый наконечник под какой-нибудь болт штатной клеммы. Это достаточно распространенный вариант (при соединении обязательно зачистите место контакта наждачной бумагой). Более практичный способ — установка новой клеммы с дополнительными местами для подключения (продаются в автомагазинах и стоят не дорого). Безкомпромиссное решение — установка специализированных клемм с мощными зажимами и удобными разводками. Если вы не боретесь за результат в звуковом давлении, то вряд ли почувствуете большую разницу на музыке, главное что бы контакт был надежный (крепкий и чистый), хотя удобство и аккуратность так же могут быть важны.

Наконечники для проводов

Наконечники проводов, будь то клеммы или патроны должны быть надежно обжаты. Сплющивание молотком —  плохой контакт, лучше жать в тисках с использованием формы. Наша рекомендация — ручной пресс (механический или гидравлический) — можно попросить обжать в автозвуковой студии, а если таких у вас нет , можно спросить у промышленных электриков, возможно в каких-то СТО. Постарайтесь найти, результат того стоит — идеальный контакт.

Минус на кузов или от аккумулятора

Как подключить усилитель — минусом от кузова или напрямую от АКБ.

Информация о том, что минус нужно обязательно тянуть от акб по большей части миф в сфере автозвука. На деле потери в отдельном кабеле будут больше чем через кузов.

Если у вас повседневная система с парой-тройкой киловатт или меньше, то минус от кузова будет адекватным решением. К тому же, сэкономит ваши деньги. Главное — не забудьте хорошо зачистить до металла место контакта и крепко притягивайте все соединения. Не лишним будет бросить под капотом  дополнительную жилу от минуса АКБ на кузов.

Кабель для сабвуфера: акустический, активный, силовой

В современном мире в каждом автомобиле установлена магнитола и несколько колонок для прослушивания радио или музыки, но качество воспроизведения не всегда устаивает автовладельцев, и они проводят тюнинг аудиосистемы. Чтобы повысить качество выдаваемого звука многие устанавливают сабвуферы и дополнительные колонки, но некоторые забывают, что это дополнительное оборудование, которое необходимо правильно подключить.

Безопасность и лучшее звучание зависит не только от компонентов аудиосистемы, но и от проводов, по которым передаётся сигнал. Какой выбрать кабель для подключения сабвуфера, и какие провода требуются для подключения активного или пассивного сабвуфера?

Подбор и виды

Для подключения усилителя к аудиосистеме автомобиля необходимо использовать только качественные компоненты системы и провода. Использование дешёвых кабелей может привести к самым разнообразным последствиям – от низкого качества звука до короткого замыкания и пожара. По этой причине, у многих автовладельцев возникает вопрос – какой кабель для сабвуфера выбрать и какие они бывают?

При подключении используются кабели нескольких типов:

1. Силовой – обеспечивает систему электричеством с аккумулятора или генератора.
2. RCA кабель для сабвуфера (межблочный) – передают сигнал с магнитолы до ресивера и усилителя.
3. Акустический – подаёт усиленный сигнал к колонкам автомобиля.
4. Управляющий – отвечает за выключение сабвуфера.

Акустический кабель для сабвуфера и силовой имеет почти одинаковое строение. Различаются они только количеством жил и изоляцией (толщиной).

Материалы

От материала, из которого изготовлен кабель, зависит и цена, и качество всего провода. Это значит, что чем лучше провод, тем он будет дороже, но при этом обеспечит лучшее звучание всей системы.

1. Алюминий – не очень качественный аналог медного провода. Плюсами считается небольшая стоимость, маленький вес и огромный выбор предложений на рынке. Минусы куда серьёзнее: хрупкость, плохая проводимость, высокое удельное сопротивление и ещё ряд недостатков делают материал дешёвым, но не рекомендуемым к установке, несмотря на большую распространённость.
2. Медь, лужёная медь – самый распространённый материал, отвечающий всем необходимым требованиям. Дешевле серебряного и пользуется огромным спросом среди автовладельцев, решивших улучшить акустическую систему. Лужёная медь отличается большей долговечностью и лучше поддаётся пайке (из-за слоя олова).
3. Серебряный, медный посеребрённый – лучший проводник и материал, используемый при изготовлении проводов. Есть теория, что провода из этого материала приукрашивают верхний диапазон и искажают звук, но подтверждения она не нашла. Отлично подходят для акустики с не очень чувствительной «пищалкой», выравнивая амплитудно-частотные характеристики.

Можно сделать вывод, что, несмотря на качество серебра, большей популярностью пользуется медный кабель для сабвуфера к ресиверу и другим комплектующим, и считается, что он обеспечивает более чистый и лучший звук.

Изоляция

В автомобильных проводах чаще всего используется силиконовая изоляция. Она требуется, чтобы не допустить контакта провода с металлом и для защиты кабеля от внешней среды. Рабочий диапазон температур колеблется от -60 до 180⁰С.

В некоторых кабелях изоляция используется для визуального увеличения площади сечения провода. Такой провод будет хорошо защищён, но характеристики от этого не улучшатся.

Соединительные разъёмы

Одни из самых популярных разъёмов для профессиональной акустики — Nuetrikspeakon. В большинстве случаев комплектуются с двух сторон разъёмами, типа «папа» или «мама» в небольшой трубке для безопасности.

Разновидности Nuetrikspeakon могут быть 2, 4, 8-контактными. Самые распространённые – 4-контактные, позволяющие использовать сабвуферы низкочастотного и высокочастотного диапазона без дополнительных проводов.

Подбор сечения

Правильный подбор этого параметра – один из главных ключей в выборе правильного провода.

Для правильного подбора необходимо высчитать потребление усилителя и дополнительного оборудования. Чтобы произвести подсчёт требуется сложить номинальную мощность каналов, умножить её на 2 (максимальная мощность) и поделить на 13 (напряжение бортовой сети). Например, чтобы высчитать сечение для стандартного 4-канального сабвуфера мощностью в 50*4ВТ необходимо произвести расчет по следующей формуле: 4*50*2/13 = 30. Это значит, что усилителю нужно 30Ампер.

После этого требуется высчитать длину провода. Большинство автолюбителей устанавливают дополнительное оборудование под передними сидениями или в багажнике. Для установки под сидениями потребуется около 3 м кабеля, а для установки в багажник – 5 м.

После вышеописанных подсчётов необходимо подобрать сечение, найдя нужное значение в таблице:

Это значит, что зная необходимые характеристики, подобрать площадь поперечного сечения не составляет труда и выбрать провода можно самостоятельно.

Подключение

Подключение можно осуществить своими руками, и необязательно обращаться в автосервис, но если есть сомнение в собственных силах – требуется обратиться в специализированную мастерскую.

Чтобы подключить сабвуфер своими руками требуется сделать следующее:

1. Снять клеммы с АКБ.
2. Провести провода от усилителя до ресивера и магнитолы.
3. Силовой кабель провести под капот.
4. Провести провода к устройству и питанию (обшивку рекомендуется снять до начала работ).
5. После подключения необходимо проверить работу всех узлов нового оборудования.

Внимание: если в автомагнитоле нет выхода для сабвуфера, то придётся купить преобразователь высоких частот.

Итог: при установке дополнительных акустических элементов в автомобиль требуется внимательно и правильно подбирать компоненты и провода. Требуется помнить, что это не только гарантия качественного звука, но и исключение шанса возникновения короткого замыкания.

Вся правда о проводах | журнал АвтоЗвук

(если честно, не совсем вся, но много)

Регулярно посещая несколько аудиофильских интернет-форумов, где идет активное обсуждение различных компонентов, я заметил одну явную закономерность: все, кто активно заявляет о том, что соединительные провода не могут звучать по-разному, если изготовлены из одинакового материала, никогда не опираются на результаты собственных экспериментов. Потому, что их не проводили. Их аргумент — «этого не может быть, потому что не может быть никогда». А уж тема направленности проводов для них, как красная тряпка для быка. Просто так пройти не могут, обязательно поддержат своим «+1» глумящихся над «замороченными аудиофилами». Зато все защитники другого лагеря неизменно приводят результаты своих сравнительных прослушиваний. Я себя причисляю ко второму лагерю и готов поделиться своим опытом, основанным на сотнях сравнительных прослушиваний и самостоятельном конструировании соединительных проводов.

Сечение

Однажды, еще в то время, когда я занимался установкой аудиосистем в автомобили, зашёл в мой инсталляционный центр наш местный электрик, в советские годы работавший связистом. Увидев силовой провод 2Ga, который мы протянули в багажник автомобиля для подключения усилителя, был реально ошеломлён. Его слова: «Мы таким кабелем подключали радиостанции, вещающие на полмира». С тех самых пор у меня появилась поговорка: нельзя к такой тонкой теме, как звуковоспроизведение, подходить с законом Ома. Вернее, правда, будет сказать так: нельзя только с законом Ома…

Должен отметить, что в последнее время необходимость в качественном питании усилителей понимают даже начинающие свой путь в автозвуке. Это произошло благодаря тому, что на всех автозвуковых форумах даются рекомендации по сечению питающих проводов, а в магазинах есть в наличии комплекты для подключения усилителей с хоть и не очень толстыми проводами, но все же достаточными. А вот использовать толстые акустические провода не желает никто. При этом если новички покупают то, что им предлагают в магазинах, то звуколюбы «в теме» просто считают, что провода сечением 2,5 кв. мм вполне достаточны для любой фронтальной акустики, ведь мощность динамиков намного меньше утюга, который также подключен проводом 2,5 кв. мм. И действительно, если оперировать единственно доступной и понятной простому потребителю величиной — мощностью, то с этим и не поспоришь. Однако я берусь поспорить и даже рассчитываю этот спор выиграть (а иначе бы не брался). И буду в своей доказательной базе использовать электрические параметры, понятные и знакомые гипотетическому электрику, подходящему к звуковоспроизведению с законом Ома. Никакой эзотерики, никаких наездов, типа «раз ты не слышишь этого, значит, ты глухой…»

Итак. Электродинамическая головка по своей сути является электродвигателем переменного тока, который преобразует электрический сигнал в механические движения диффузора с возбуждением звуковых волн. Чем точнее диффузор повторяет электрический сигнал звуковой частоты, тем точнее звук, который мы слышим, будет соответствовать своему эталону, то есть живому звуку, который записали. Это всё теоретически и если не учитывать искажения электронного тракта. Для нашей нынешней темы отправной точкой будет точность механических колебаний. Фактически подвижная часть динамической головки имеет какую-то массу, а значит, имеет инерционность при колебаниях. И для того чтобы точно контролировать движения, усилитель должен иметь достаточный для этого коэффициент демпфирования (КД). Ещё часто применяют термин «демпфинг-фактор». Значение, которое далеко не все производители приводят в технических данных своих изделий. Вычислить значение коэффициента несложно, нужно сопротивление нагрузки разделить на выходное сопротивление усилителя и получить искомую цифру. Нам как раз надо это сейчас проделать. Выходное сопротивление я ни разу не встречал в декларируемых характеристиках усилителей, да и не константа это вовсе, сопротивление меняется от частоты, то есть это импеданс. Но для наших целей это непринципиально, ибо, даже если допустить погрешность в 100%, выводы, к которым мы придём ниже, не изменятся. Давайте возьмём среднестатистическое значение выходного сопротивления транзисторного усилителя — 0,02 Ом, а сопротивление нагрузки 4 Ом. Получаем коэффициент демпфирования, равный 200. Очень хорошее значение, хотя бывает и больше.

Теперь-то можно перейти непосредственно к доказательству необходимости применять толстые акустические провода. Искомый коэффициент мы получили, не учитывая сопротивления соединительных проводов, а оно таково, что его учёт в этой простейшей формуле даёт совершенно другие результаты. Пробежав по сайтам производителей кабельной продукции, я нашел значение сопротивления медного акустического кабеля сечением 2,5 кв. мм — 0,0075 Ом/м. Но это сопротивление одного проводника, а в цепи используются два, значит, умножим на 2. Обычно усилители располагают в багажнике автомобиля, и средняя длина кабеля до фронтальной акустики равна 4 м. Считаем сопротивление акустического кабеля такой длины: 0,0075 х 2 х 4 = 0,06 Ом, то есть в 3 раза больше выходного сопротивления усилителя! С учетом этого фактический коэффициент демпфирования становится равным не 200, а… считаем: 0,02 + 0,06 = 0,08, 4/0,08 = 50. Это уже малый коэффициент, а с учётом того, что современные автомобильные динамики имеют тяжёлую подвижку, становится ясно, что ни о каком разборчивом воспроизведении речь идти не может. Диффузор динамика будет «пролетать» по инерции точку остановки, так как усилитель не сможет контролировать колебания из-за большого сопротивления между ним и динамиком. А попробуем увеличить сечение акустического провода до 10 кв. мм и тем самым снизить сопротивление в 4 раза. Получаем уже совсем другие цифры: 0,06/4 = 0,015, а новое значение КД равно 114, а это в 2,3 раза лучше, чем в первом случае. Теперь понятно, что чем толще акустический кабель и чем он короче, тем лучше звучание. Это касается не только низкочастотного диапазона, на котором происходит большая амплитуда колебаний, но и средних частот, значительно выигрывающих в разборчивости. Толстые провода довольно проблематично протягивать в двери автомобиля, но такая сложность вознаграждается качественным звучанием. Опираясь на проделанные расчеты, сабвуфер просто необходимо подключать толстыми проводами, да и сделать это гораздо проще, чем протянуть провод в двери.

По собственному опыту скажу: разница в звучании между акустическим проводом 4 кв. мм и таким же сдвоенным — 8 кв. мм прекрасно слышна, нужно только каждому, кто желает в этом удостовериться, взять и провести этот простой эксперимент. В своей домашней системе я подключил колонки самодельным акустическим кабелем сечением 40 кв. мм и ни разу об этом не пожалел.

Материал проводника

Самый распространенный материал для звуковых проводов — медь, это известно. Но вот качество меди может быть совершенно разным, и не в наших силах его определить, для этого необходимы дорогостоящие приборы и оборудование. Я только призываю не верить в заявленные характеристики производителями, они часто не соответствуют действительности, именно по причине невозможности проверки. Надо брать и слушать самому. Очень хорошо себя показал проводник из чистого серебра — звучание благородное, богатое обертонами и послезвучиями. Однако цена такого кабеля начинается с сотни долларов за метр, и этот факт сильно ограничивает его использование даже в дорогих системах. Нередко встречается проводник из посеребренной меди, практика показала, что такой проводник сильно искажает тембр, звук окрашен, даже резок. Это объясняется тем, что ток, выдавливаемый действием скин-эффекта на высоких частотах, попадает на слой проводника с другими характеристиками, и происходят некоторые искажения. На звуке это слышно как «увеличение яркости» на средневысоких частотах (например, медные духовые, тарелки) и уменьшение «воздуха» и размеров звуковой сцены, съедается «акустика помещения». Попадается также проводник из лужёной оловом меди, звучание такого провода характеризуется ярко выраженным эффектом шепелявости, звук откровенно грязен. При этом нередки случаи, когда лужёная медь выдается за посеребрённый проводник.

Материал изоляции

Диэлектриков, которые используют в качестве изоляционного материала для аудиокабелей, огромное множество, это вообще отдельная тема, которая по объёму может потянуть на десятки страниц. Постараюсь кратко охарактеризовать часто применяемые. Самый распространённый диэлектрический материал для изоляции проводников — поливинилхлорид (ПВХ) и его вариации. Это тот самый прозрачный, полупрозрачный или и вовсе непрозрачный материал, что имеется на продаваемых нынче акустических и силовых проводах для автозвуковой индустрии. Этот диэлектрик обладает эффектом накопления заряда, поэтому на звуковой сигнал влияет сильно и негативно. Представьте себе, что по проводнику прошёл основной звуковой сигнал, а вдогонку к нему, отставая по времени (фазовые искажения) и с намного меньшей, но все же значимой амплитудой, бежит накопленный и отдаваемый изоляцией сигнал. Звучание становится мутным и невыразительным. Причём этот эффект зависит от длины кабеля и с увеличением длины усиливается. На нескольких метрах звук будет намного хуже, чем на небольшом отрезке кабеля. Кроме того, ПВХ окисляет медь, особенно на краях провода, там, где есть доступ воздуха. Изолятор из полипропилена применяют не так часто, как ПВХ, он намного лучше для звука, особенно вспененный. Это наименее дорогой из «акустически правильных» изоляторов. Изоляцию из тефлона применяют уже на дорогих аудиокабелях, особенно хорошо себя показала изоляция из тефлона низкой плотности и вспененного тефлона. Некоторые производители даже запатентовали несколько технологий изготовления изолятора из этого материала.

Экспериментальным путем было установлено, что самые нейтральные к звуку изоляторы — это натуральные материалы: хлопок, лён, шерсть, целлюлоза, их практически нельзя встретить в серийных изделиях, и лишь иногда их применяют в дорогих и штучно изготовленных аудиосоединителях самого высокого класса. Вообще, любой изолятор влияет на звуковой сигнал, даже второй слой, который никак не соприкасается с проводником. Прокладывать в автомобиле акустические провода следует как можно дальше от металла кузова, гофрированные трубы как раз позволяют «отодвинуть» кабель и от кузова, и от ковровых покрытий.

Конструкция кабеля

Казалось бы, какая разница, как расположены проводники в кабеле, ведь они в изоляции и никак не соприкасаются друг с другом. На самом деле из двух совершенно одинаковых проводников можно сделать совершенно разные по звучанию кабели. Проводники свивают под разным углом, прокладывают параллельно, разносят на разные расстояния, параллелят несколько проводников, используют проводники плоского сечения, набирают проводник из жил разного диаметра и много еще чего. Я не буду конкретно описывать каждый вариант — их огромное множество, а это означает, что единственно правильной конструкции нет. Разнесенные подальше проводники позволяют получать значения погонной емкости и индуктивности практически равными нулю — заметно возрастает детальность звучания, но теряется слитность, музыкальность. Основная задача конструкторов проводов, помимо, конечно, нейтральности и широкополосности — получить оптимальное сочетание детальность/музыкальность. Вот по этим трём критериям и стоит оценивать аудиосоединители.

Две принципиальные конструкции кабелей с очень разнящимися характеристиками

Монтажные принадлежности для автозвука — Силовые кабели, провода акустические, межблочные, предохранители, распределители питания

Показать в виде:

Kicx VT01 Voltmeter автомобильный вольтметр

Kicx KRV-D1B автомобильный вольтметр

Kicx KRV-D1O автомобильный вольтметр

Kicx KRV-D1G автомобильный вольтметр

Kicx KRV-D1W автомобильный вольтметр

Kicx KRV-D1R автомобильный вольтметр

Kicx KVC-2. 1-1R автомобильный вольтметр

Kicx KVC-2.1-1B автомобильный вольтметр

Kicx KVC-2.1-1G автомобильный вольтметр

Kicx KVC-2.1-2R автомобильный вольтметр

Kicx KVC-2. 1-2B автомобильный вольтметр

Kicx KVC-2.1-2G автомобильный вольтметр

Kicx KVC-QС3.0-1R автомобильный вольтметр

Kicx KVC-QС3.0-1B автомобильный вольтметр

Kicx KVAC-QC3. 0-1R автомобильный вольтметр

Kicx KVAC-QC3.0-1B автомобильный вольтметр

Kicx Quick Voltmeter автомобильный вольтметр

Kicx Quick Voltmeter-2 автомобильный вольтметр

Купить монтажные принадлежности для автозвука можно в нашем интернет-магазине «Кузница автозвука». Большой выбор силовых проводов, акустических кабелей, межблочные провода, наборы для подключения усилителей, преобразователи сигнала, автомобильные предохранители, распределители питания, а так же наборы инструментов. Доставка по Москве и во все регионы РФ.

— все RF

Подробнее об усилителях ВЧ

РЧ-усилитель — это электронное устройство, которое используется для усиления радиочастотного сигнала малой мощности до сигнала с большей амплитудой. Они используются в передающей и принимающей частях беспроводной системы. В цепи передачи они используются для усиления сигналов перед их отправкой через антенну, а в цепи приема они используются для усиления слабых сигналов, которые улавливаются антенной с минимальными искажениями.ВЧ-усилители имеют широкий спектр применения в секторе беспроводной связи — в военной сфере, испытаниях и измерениях, мобильных устройствах и беспроводной инфраструктуре.

Ключевые характеристики ВЧ усилителя:

Тип: Существует много типов ВЧ- и СВЧ-усилителей

• ВЧ-усилители мощности: Усилители мощности преобразуют высокочастотные сигналы малой мощности в сигналы высокой мощности. Обычно это используется в цепи передачи для усиления сигнала перед его отправкой через антенну.
• Малошумящие усилители: RF Малошумящие усилители используются для усиления высокочастотного сигнала при сохранении хорошего отношения сигнал / шум. Усилители с низким уровнем шума используются в начале цепочки приема для усиления сигнала с минимальным ухудшением качества.
• Другие усилители: Существует ряд других усилителей, таких как блоки усиления, дифференциальные усилители, драйверные усилители, ограничивающие усилители и т. Д.

Частота (МГц): ВЧ усилители обычно предназначены для работы в определенном диапазоне частот.Единица измерения частоты — Гц (Герцы).

Усиление (дБ): Коэффициент усиления ВЧ-усилителей — это отношение выходной мощности к входной мощности или амплитуде — это мера усиления ВЧ-усилителя.

Коэффициент шума (дБ): Шум — это нежелательный сигнал, который генерируется до некоторого уровня во всех электронных компонентах и ​​устройствах. Коэффициент шума — это показатель шумовых характеристик цепи или системы. Чем ниже коэффициент шума, тем выше отношение сигнал / шум в системе.

Сжатие мощности (дБм или Вт): Сжатие мощности или P1dB — это точка, в которой входной сигнал усиливается на величину, которая на 1 дБ ниже коэффициента усиления малого сигнала устройства. Это точка, за которой коэффициент усиления устройства больше не увеличивается линейно по мере увеличения входной мощности.

Тип корпуса: ВЧ усилители доступны в нескольких типах корпусов, таких как поверхностный монтаж, необработанные кристаллы и разъемы.

Сколько мощности усилителя | Crown Audio

Я играю народную музыку в кафе.Какая мощность усилителя мне нужна?
Наша рок-группа будет играть в концертном зале на 2000 мест. Сколько ватт нам понадобится?
Я только что купил акустические системы. Я хочу играть на них как можно громче, не взрывая их. Какой усилитель мне выбрать?

В компании Crown нам часто задают похожие вопросы, и эта статья даст некоторые ответы.

Сначала определите вашу цель. Вы хотите включить некоторые громкоговорители, чтобы они играли как можно громче, не перегорая? Если это так, все, что вам нужно прочитать, — это раздел ниже.Вы хотите добиться определенной громкости в определенном месте? Если это так, перейдите к разделу «Мощность против приложения».

Какую мощность выдерживают мои динамики?

Вы можете определить это, посмотрев на лист данных динамика. Ищите спецификации номинального импеданса. Обычно это 2, 4, 8 или 16 Ом. Затем найдите спецификацию громкоговорителя, называемую «Непрерывная мощность» или «Постоянная номинальная мощность». Его можно назвать рейтингом IEC или мощностью.

Если вы можете предотвратить ограничение мощности усилителя (с помощью ограничителя), используйте усилитель мощности, который обеспечивает в 2–4 раза превышающую номинальную непрерывную мощность динамиков на канал.Это дает от 3 до 6 дБ запаса для пиков аудиосигнала. Динамики созданы для того, чтобы справляться с краткосрочными пиками. Если вы не можете предотвратить ограничение мощности усилителя (скажем, у вас нет ограничителя, а система перегружена или переходит в режим обратной связи), мощность усилителя должна равняться номинальной непрерывной мощности динамиков. Таким образом, динамик не будет поврежден, если усилитель перегрузит входной сигнал. В этом случае нет запаса для пиков, поэтому вам придется использовать громкоговоритель на мощности ниже его полной номинальной мощности, если вы хотите избежать искажений.

Если вы в основном занимаетесь легкой танцевальной музыкой или голосом, мы рекомендуем, чтобы мощность усилителя была в 1,6 раза выше номинальной продолжительной мощности на канал. Если вы занимаетесь хэви-металом / гранжем, попробуйте в 2,5 раза больше номинальной мощности для каждого канала. Мощность усилителя должна соответствовать импедансу громкоговорителя (2, 4, 8 или 16 Ом).

Вот пример. Предположим, что импеданс вашего динамика составляет 4 Ом, а его непрерывная мощность составляет 100 Вт. Если вы играете легкую танцевальную музыку, мощность усилителя на 4 Ом должна быть равна 1.6 x 100 Вт или 160 Вт непрерывно на канал. Для работы с хэви-металом / гранжем мощность усилителя 4 Ом должна составлять 2,5 x 100 Вт или 250 Вт непрерывно на канал.

Если вы потребляете намного больше энергии, вы можете повредить динамик, заставив диффузор динамика работать до предела. Если вы потребляете гораздо меньше энергии, вы, вероятно, включите усилитель до упора, пытаясь сделать динамик достаточно громким. Обрезка может повредить динамики из-за перегрева. Так что оставайтесь на уровне от 1,6 до 2,5 раз превышающего номинальную мощность динамика.

Мощность и приложение

В этом разделе будет указано, какой мощности вам нужен усилитель мощности, чтобы наполнить помещение громким и чистым звуком. В основном, чем громче звуковая система и чем больше комната, тем больше требуется мощности. Громкоговорителям с высокой чувствительностью требуется меньше энергии, чем громкоговорителям с низкой чувствительностью.

В приведенном ниже списке рекомендована общая мощность усилителя, необходимая для нескольких приложений. Каждое приложение имеет диапазон мощности в зависимости от желаемой громкости и типичной чувствительности громкоговорителя.

При составлении этого списка мы сделали следующие допущения:

• Типичная чувствительность громкоговорителя составляет 85 дБ SPL / Вт / м для домашних стереосистем, 95 дБ SPL / Вт / м для небольших динамиков PA, 100–105 дБ для динамиков среднего PA и 110 дБ для больших динамиков PA.
• Рекомендуемая мощность допускает пики сигнала до 10 дБ для фолк, джаза и поп-музыки. На самом деле пики могут достигать 25 дБ, но мы допускаем некоторое неслышимое кратковременное ограничение.
• Рекомендуемая мощность учитывает пики сигнала 6 дБ для рок-музыки, которая сильно ограничена или сжата.
• По словам Джеральда Стэнли, главного инженера по усилителям Crown, непрерывная мощность усилителя и пиковая мощность усилителя почти одинаковы. Обычно пиковая мощность всего на 1 дБ выше, чем непрерывная мощность, и зависит от длительности пика.

Общая мощность усилителя, необходимая для различных приложений

• Мониторинг ближнего поля: 25 Вт для среднего уровня звукового давления 85 дБ (с пиками 15 дБ), 250 Вт для среднего уровня звукового давления 95 дБ (с пиками 15 дБ)
• Домашняя стереосистема: 150 Вт для среднего уровня звукового давления 85 дБ (с пиками 15 дБ), 1500 Вт для среднего уровня звукового давления 95 дБ (с пиками 15 дБ)
• Народная музыка в кофейне на 50 мест: от 25 до 250 Вт
• Народная музыка в зале среднего размера, клубе или молитвенном доме на 150–250 мест: от 95 до 250 Вт
• Народная музыка на небольшом фестивале на открытом воздухе (50 футов от динамика до аудитории): 250 Вт
• Поп или джаз в зале средних размеров.клуб или молитвенный дом на 150–250 мест: от 250 до 750 Вт
• Поп или джаз в концертном зале на 2000 мест: от 400 до 1200 Вт
• Рок-музыка в зале среднего размера, клубе или молитвенном доме на 150–250 мест: минимум 1500 Вт
• Рок-музыка на небольшом фестивале на открытом воздухе (50 футов от динамика до аудитории): не менее 1000–3000 Вт
• Рок или тяжелый металл на стадионе, арене или в амфитеатре (от 100 до 300 футов от динамика до аудитории): не менее 4000-15000 Вт.

Несмотря на то, что мощность рок-концерта на арене может составлять 15 000 ватт (с учетом запаса мощности только 6 дБ для пиков), вы часто будете видеть большие гастрольные звуковые компании, использующие в сумме от 80 000 до 400 000 Вт.Такая большая мощность необходима для обработки пиков от 20 до 24 дБ без каких-либо ограничений, а также для питания дополнительных динамиков для равномерного покрытия большой площади.

Если один громкоговоритель не справляется с необходимой общей мощностью, вам необходимо разделить общую мощность между несколькими громкоговорителями и несколькими каналами усилителя. Например, предположим, что вам нужно 1000 Вт для достижения желаемой средней громкости, но мощность ваших динамиков составляет 250 Вт непрерывно. Вы можете использовать усилитель мощности 500 Вт на канал.Подключите два динамика параллельно к каждому каналу. Таким образом, каждый динамик будет получать 250 Вт (без учета изменения мощности усилителя при разных импедансах и без учета потерь в кабеле).

Обратите внимание, что при параллельном подключении двух динамиков их полное сопротивление уменьшается вдвое. Например, два параллельных динамика на 8 Ом имеют импеданс 4 Ом. В этом случае каждый динамик будет получать половину 4-омной мощности усилителя.

Калькулятор мощности

На веб-сайте Crown есть калькулятор, который определяет мощность усилителя, необходимую для достижения желаемого уровня звукового давления на определенном расстоянии.Это также учитывает количество дБ запаса мощности усилителя, необходимого для звуковых пиков. В тексте, сопровождающем калькулятор, указаны используемые уравнения. Щелкните следующую ссылку, чтобы перейти к калькулятору мощности Crown: Калькулятор

Чтобы использовать этот калькулятор, вам необходимо знать чувствительность громкоговорителя, максимальный запас по мощности, расстояние до слушателя и желаемый уровень звукового давления. Давайте рассмотрим каждый фактор.

Чувствительность

Спецификации чувствительности можно найти в паспорте громкоговорителя. Типичная чувствительность громкоговорителя PA составляет от 95 до 110 дБ SPL / ватт / метр.Большие динамики обычно имеют более высокую чувствительность, чем динамики меньшего размера, а высокочастотные драйверы имеют более высокую чувствительность, чем низкочастотные драйверы.

Высота потолка

Поскольку музыка имеет переходные пики, которые на 6–25 дБ выше среднего уровня, усилитель мощности должен производить достаточно мощности, чтобы обрабатывать эти пики без искажений.

Например, если вам требуется постоянная мощность 100 Вт для достижения желаемого среднего уровня звукового давления, вам потребуется 1000 Вт непрерывной мощности для обработки пиков 10 дБ, 3162 Вт для обработки пиков 15 дБ и 10 000 Вт для обработки пиков 20 дБ.Ясно, что для пиков требуется гораздо больше энергии, чем для средних уровней. В поле Peak Headroom калькулятора введите 6 дБ для сжатой или ограниченной рок-музыки или от 20 до 25 дБ для живой музыки без сжатия. Если вы можете жить с некоторым кратковременным ограничением звука, которое может быть неслышным, введите от 10 до 15 дБ.

Расстояние слушателя от источника

Это расстояние от громкоговорителя до самого дальнего слушателя. Если вы используете несколько громкоговорителей, которые выходят на аудиторию, это расстояние от ближайшего громкоговорителя.Например, если аудитория находится на глубине 100 футов, а у вас есть динамики на 0 футов и 50 футов, расстояние до слушателя составляет 50 футов.

Если вы не знаете это расстояние, вы можете сделать приблизительную оценку по типичным значениям, приведенным ниже. Обязательно введите расстояние в метрах (м).

Кофейня: от 4,8 до 9,8 м (от 16 до 32 футов)
Небольшой клуб или аудитория: 9,8 м (32 фута)
Средний клуб, аудитория или молитвенный дом: 13,7 м (45 футов)
Концертный зал на 2000 мест: 110 футов (33,5 м)
Малый фестиваль на открытом воздухе: 50 футов (15.2 м)
Стадион или арена: от 30,5 до 91,4 м (от 100 до 300 футов)

Желаемое SPL

Ниже приведены типичные уровни звукового давления (SPL) для различных типов музыки. Измеритель SPL был настроен на C-взвешивание, медленный отклик. Вы можете захотеть, чтобы ваша система была как минимум на 10 дБ выше уровня фонового шума, чтобы добиться хорошего отношения сигнал / шум.

New age: 60-70 dB
Folk: 75-90 dB
Jazz: 80-95 dB
Classical: 100 dB
Pop: 90-95 dB
Rock: 95-110 dB
Heavy metal: 110 dB.

Прочие соображения

Обсуждаемые здесь расчеты применимы к безэховым условиям или вне помещения. Если звуковая система находится внутри помещения, реверберация помещения обычно увеличивает SPL на 6 дБ. Вы можете использовать этот прирост помещения как дополнительный запас по высоте.

Предположим, вам нужно обеспечить 1000 Вт для пиков, а длительная мощность вашего динамика составляет 250 Вт. Пиковая мощность динамика обычно в 4 раза больше, чем при непрерывной мощности. Таким образом, динамик, вероятно, может выдерживать пиковую мощность в 1000 Вт.Это означает, что вы можете использовать усилитель мощностью 1000 Вт для управления этим динамиком — при условии, что вы используете эту мощность для пиков и не используете динамик непрерывно с мощностью 1000 Вт. Другими словами, не включайте усилитель настолько высоко, чтобы он не защемлял.

Что, если ваша звуковая система использует активный кроссовер и отдельный канал усилителя мощности для каждого драйвера? Примените калькулятор к каждому типу драйвера. Допустим, у вас есть трехпозиционная система. Определите мощность отдельно для сабвуферов, среднечастотных драйверов и высокочастотных драйверов.Все три типа драйверов должны обеспечивать одинаковый уровень звукового давления на одинаковом расстоянии. Обратите внимание, что рупорные драйверы, как правило, имеют гораздо более высокую чувствительность, чем сабвуферы, поэтому рупорам требуется меньше энергии для обеспечения того же уровня звукового давления, что и сабвуферов.

Предположим, ваша звуковая система имеет несколько громкоговорителей, выходящих в зону аудитории. Например: фестиваль на открытом воздухе с кластерами динамиков на задержках каждые 100 футов или набор потолочных динамиков. Примените калькулятор к каждому соседнему кластеру или динамику.

Руководство по выбору усилителя Crown (номинальная общая мощность)

Когда вы узнаете, сколько мощности вам нужно, вы можете выбрать усилитель Crown из этого списка. В этом списке есть некоторые совпадения, поскольку каждый усилитель мощности вырабатывает разное количество мощности в зависимости от импеданса нагрузки.

Возможно, вы захотите выбрать усилитель, который имеет большую мощность, чем вам нужно, на случай, если вы расширите свои области применения. Кроме того, разумно указать немного больше мощности, чем вам нужно. Вы всегда можете уменьшить мощность усилителя, если система слишком громкая, но вы не можете увеличить мощность усилителя выше максимума, если система слишком тихая!

Суммарная мощность (оба канала вместе)

25-50 Вт: D-45
50-100 Вт: 180A, 180MA, D-75A
100-200 Вт: 280A, 280MA, CP660
200-400 Вт: 1160A, 1160MA , CP660, CT 600, XLS 202
400-800 W: CE 1000, CE 2000, Ch2, CL1, CT 600, CT 1200, K1, MA-602, MA-1202, SR II, XLS 202, XLS 402 , XLS 602
800–1000 Вт: CE 1000, CE 2000, Ch2, Ch3, CL2, CTs 4200, K1, MA-1202, SR II, XLS 402, XLS 602, Xs500, Xs700
1000–1500 Вт : CE 1000, CE 2000TX, CE 4000, Ch3, Ch5, CL1, CL2, CL4, CT 1200, CT 2000, CT 3000, CT 4200, CT 8200, K1, K2, MA-1202, MA-2402, SR II , XLS 402, XLS 602, Xs500, Xs700, Xs900, Xs1200
1500-5000 Вт: CE 4000, Ch5, CL2, CL4, CT 2000, CT 3000, CT 8200, I-T4000, I-T6000, K2, MA-3600VZ, MA-5002VZ, SR I, XLS 602, Xs700, Xs900, Xs1200
4000-8000 Вт: I-T6000, I-T8000, MA-5002VZ

С помощью инструментов и советов, приведенных в этой статье, вы сможете приобрести или порекомендовать усилитель мощности с нужной мощностью в соответствии со стилем музыки и местом проведения.

Артикулы:

Брэдфорд Бенн, менеджер по развитию бизнеса Crown International.

Дон и Кэролайн Дэвис, Sound System Engineering, второе издание. Howard W. Sams & Co., 1987, стр. 273-275.

John Eargle, Руководство по проектированию профессиональной звуковой системы JBL, издание 1999 г., (с сайта www.jblpro.com)

Дэвид Л. Гласс, специалист службы технической поддержки Crown International.

JBL, Требования к питанию динамика. С www.jblpro.com.

Чак ​​МакГрегор, Насколько большой усилитель мне нужен для громкоговорителя?, Www.live-audio.com/studyhall/watts.html.

Брэд Нельсон, Шесть с половиной шагов к правильному размеру усилителя, Syn Aud Con Newsletter (Том 27, № 1, зима 1999 г.). В том же номере Пэт Браун написал статью о расчете мощности усилителя. Статья Брэда Нельсона была переиздана как The Right Call в журнале Sound & Video Contractor за сентябрь 2000 года.

Джеральд Стэнли, старший вице-президент по исследованиям и разработкам Crown International.

Список рассылки Syn Aud Con. Особая благодарность Пэту Брауну и Брэду Нельсону.

Адам Андерсон, калькулятор Программирование на Javascript

Henry Radio Inc. | ВЧ усилители

Henry Radio производит широкий спектр твердотельных ВЧ-усилителей мощности для различных приложений. У нас много моделей диапазон от 1,8 до 512 МГц и выходная мощность от 10 до 500 Вт. Наши продукты регулярно продаются для использования в мобильных устройствах, ретрансляторах и базах. системы связи.Мы также предлагаем продать множество моделей для домашних и широкополосных систем подкачки. Некоторые из наших агрегатов используются для управления трактором с помощью GPS, удаленной настройки часов, лабораторных источников радиочастот и других коммерческих и промышленных целей. Если вы не видите Модель, которая точно соответствует вашим требованиям, свяжитесь с нами и предоставьте спецификации, и мы посмотрим, сможем ли мы помочь.

Посетите наш Интернет-магазин, напишите нам по адресу henryradio@earthlink. net или позвоните по телефону 310 820-1234, чтобы сделать заказ или получить дополнительную информацию.

HF (3-30 МГц) | Низкий диапазон (30-60 МГц) | Среднечастотный диапазон (60–88 МГц) | FM (88-108 МГц)
VHF (136-174 МГц) | 220 (200-260 МГц) | УВЧ (400-512 МГц)

Общие характеристики

Выбросы:	FM (класс C) Если не указано иное.
Входное / выходное сопротивление:	номинальное сопротивление 50 Ом
Разъемы:	UHF, N или BNC по мере необходимости — другие по запросу.
Вносимая потеря:	Менее 1 дБ с реле T / R.
Приемка типа:	При использовании с возбудителями соответствующего типа — если применимо.
Затухание гармоник:	Лучше, чем требования FCC на всех уровнях мощности.
Рабочий цикл:	Мобильные пакеты — 50% — Ретранслятор / Пейджинг / База — 100%.
Требования к питанию:	+13,8 В постоянного тока (отрицательное заземление).
Размеры:	См. Таблицу ниже
Гарантия:	1 год, ограниченный.
Реле приема / передачи:	Стандартно для мобильных усилителей, опционально для репитера / базы.
Охлаждение — мобильное:	Консервативные радиаторы
Охлаждение — повторитель / пейджинг / база:	Вентиляторы с термостатическим управлением.

КВ усилители мощности

Модель	Вт / выход	Пропускная способность	Режим	Вольт / Ампер постоянного тока	Размеры	Цена
20B серии	CW — от 1 до 20 Вт	1. От 8 до 30 МГц	SSB, CW или FM	13,8 В постоянного тока — 4 А	4 дюйма Ш x 1 дюйм В x 8 дюймов	465 долларов США
50B Серия	CW — от 1 мВт до 40 Вт	от 1,8 до 30 МГц	SSB, CW или FM	26,0 В постоянного тока — 4 А	4 дюйма Ш x 1 дюйм В x 8 дюймов	$ 495

Вернуться к началу

Низкочастотные усилители мощности (от 30 до 60 МГц)

Модель	Вт / выход	Пропускная способность	Режим	Вольт / Ампер постоянного тока	Размеры	Цена
C100C02	5-100 Мобильный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 25 А	4 «Ш x 4» В x 13 «Д	Диск.
C100C05	5-100 Мобильный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 25 А	4 дюйма (Ш) x 4 дюйма (В) x 9,5 дюйма (Г)	$ 650
C100C10	10-100 мобильный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 25 А	4 дюйма (Ш) x 4 дюйма (В) x 9,5 дюйма (Г)	$ 625
C100C30	30-100 мобильный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 25 А	4 дюйма (Ш) x 4 дюйма (В) x 9,5 дюйма (Г)	$ 550
C100C30R или P	30-100 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,0 В постоянного тока — 25 А	19 дюймов Ш x 6,25 дюйма В x 6 дюймов	750 долл. США
C100C30B	30-100 База	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	19 дюймов Ш x 7 дюймов В x 17,5 дюймов	$ 1250
C300C02R или P	5-300 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 45 А	19 дюймов Ш x 6,25 дюйма В x 6 дюймов	$ 1450
C300C02B	5-300 База	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	19 дюймов Ш x 7 дюймов В x 17,5 дюймов	$ 1995
C300C10R или P	10-300 непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 45 А	19 дюймов Ш x 6,25 дюйма В x 6 дюймов	$ 1450
C300C10B	10-300 База	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	19 дюймов Ш x 7 дюймов В x 17,5 дюймов	$ 1995
C300C30R или P	30-300 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 45 А	19 дюймов Ш x 6,25 дюйма В x 6 дюймов	$ 1375
C300C30B	30-300 База	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	19 дюймов Ш x 7 дюймов В x 17,5 дюймов	$ 1895

Вернуться к началу

Усилители мощности среднего диапазона (от 60 до 88 МГц)

Модель	Вт / выход	Пропускная способность	Режим	Вольт / Ампер постоянного тока	Размеры	Цена
C130AB02R или P	5-100 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 25 А	19 дюймов Ш x 6,25 дюйма В x 6 дюймов	$ 825
C130AB02B	5-100 База	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	19 дюймов Ш x 7 дюймов В x 17,5 дюймов	$ 1295
C130AB10R или P	10-100 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 25 А	19 дюймов Ш x 6,25 дюйма В x 6 дюймов	$ 795
C130AB10B	10-100 База	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	19 дюймов Ш x 7 дюймов В x 17,5 дюймов	$ 1250
C130AB30R или P	30-100 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,0 В постоянного тока — 25 А	19 дюймов Ш x 6,25 дюйма В x 6 дюймов	750 долл. США
C130AB30B	30-100 База	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	19 дюймов Ш x 7 дюймов В x 17,5 дюймов	$ 1195
C250AB02R или P	5-250 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 45 А	19 дюймов Ш x 6,25 дюйма В x 6 дюймов	$ 1325
C250AB02B	5-250 База	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	19 дюймов Ш x 7 дюймов В x 17,5 дюймов	$ 1995
C250AB10R или P	10-250 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 45 А	19 дюймов Ш x 6,25 дюйма В x 6 дюймов	$ 1295
C250AB10B	10-250 База	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	19 дюймов Ш x 7 дюймов В x 17,5 дюймов	$ 1925
C250AB30R или P	30-250 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 45 А	19 дюймов Ш x 6,25 дюйма В x 6 дюймов	$ 1250
C250AB30B	30-250 База	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	19 дюймов Ш x 7 дюймов В x 17,5 дюймов	$ 1875

Вернуться к началу

Усилители мощности диапазона FM (от 88 до 108 МГц)

Модель	Вт / выход	Пропускная способность	Режим	Вольт / Ампер постоянного тока	Размеры	Цена
10D-95	1-10 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	НЕТ	Диск.
10D-95 DC	1-10 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 25 А	НЕТ	Диск.
100D-95	10-100 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	19 дюймов Ш x 7 дюймов В x 17,5 дюймов	$ 1200
100D-95 DC	10-100 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 25 А	19 дюймов Ш x 6,25 дюйма В x 6 дюймов	800 долл. США 90 253
250D-95	10-250 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	19 дюймов Ш x 7 дюймов В x 17,5 дюймов	$ 2200
250D-95 DC	10-250 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 45 А	19 дюймов Ш x 6,25 дюйма В x 6 дюймов	$ 1350
500D-95	10-500 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	110/220 В переменного тока	22 дюйма Ш x 30 дюймов В x 22 дюйма	$ 4200
500D-95 DC	10-500 Непрерывный	5 МГц прибл.	Только FM	13,8 В постоянного тока — 90 А	19 дюймов Ш x 12,5 дюймов В x 6 дюймов	$ 2950

Вернуться к началу

Усилители мощности диапазона УКВ (от 136 до 174 МГц)

Вернуться к началу

Усилители диапазона 220 МГц

Вернуться к началу

Усилители мощности диапазона УВЧ (от 400 до 512 МГц)

Вернуться к началу

Мобильные усилители мощности (рабочий цикл 50%) имеют уже установленное реле T / R.
Добавьте 100 долларов за T / R или реле отключения на любом «базовом или непрерывном» усилителе мощностью до 100 Вт ниже.
Добавьте 250 долларов за T / R или реле отключения на любом «базовом или непрерывном» усилителе мощностью более 100 Вт ниже.
Для ампер, указанных как входная мощность 5 Вт, укажите мощность привода 1, 2, 3, 4 или 5 Вт, чтобы получить номинальную выходную мощность

Henry Radio Inc., 2050 S. Bundy Dr. Suite 285, Лос-Анджелес, Калифорния

| 310 820-1234 (телефон) | 310 826-7790 (факс) | henryradio @ earthlink.нетто

© Генри Радио, 2014 г.

обеспечивают быстрое включение и выключение усилителя большой мощности

ВОПРОС:

Можете ли вы включить или выключить источник ВЧ за 200 нс?

Ответ:

Введение

В импульсных радарах требуется быстрое включение / выключение усилителя большой мощности (HPA) во время перехода от режима передачи к режиму приема.Типичное целевое время перехода может быть менее 1 мкс. Исторически это реализовывалось посредством управления сливом. Управление стоком требует переключения больших токов в диапазоне напряжений от 28 В до 50 В. Это практично с известными методами переключения мощности, но связано с дополнительными физическими размерами и сложностями схемы. В современных разработках фазированных антенных решеток, требующих минимально возможного SWaP, желательно устранить сложности, связанные с переключением стока на HPA.

В этой статье представлена ​​уникальная, но простая схема управления импульсом затвора, которая предоставляет альтернативный метод для быстрого включения / выключения HPA и устраняет схемы, связанные с переключением стока. Измеренное время переключения составляет менее 200 нс, что обеспечивает запас по сравнению с целевым значением 1 мкс. Дополнительные функции включают возможность программирования смещения для учета вариаций от детали к детали, фиксатор затвора, защищающий HPA от непреднамеренного повышения напряжения затвора, и компенсацию перерегулирования для оптимизации времени нарастания импульса.

Типовая конфигурация дренажного импульса

Типичная конфигурация включения / выключения HPA посредством управления стоком показана на рисунке 1. Последовательный полевой транзистор подает высокое напряжение на HPA. Схема управления требуется для преобразования импульса логического уровня в более высокое напряжение для включения последовательного полевого транзистора.

Осложнения этой конфигурации включают:

• Для переключения больших токов требуется путь с низкой индуктивностью от накопительной емкости до вывода стока HPA.
• При выключении емкость стока сохраняет заряд и требует дополнительного пути разряда. Это достигается с помощью дополнительного полевого транзистора Q2, который добавляет ограничение на схему управления, что Q1 и Q2 никогда не будут включены одновременно.
• Во многих случаях серия FET является устройством с N-каналом. Для этого требуется, чтобы схема управления производила напряжение выше, чем напряжение стока HPA для включения.

Подходы к проектированию схем управления хорошо известны и проверены.Однако постоянное стремление к интегрированной компоновке и уменьшенному SWaP в системах с фазированными решетками приводит к желанию устранить это осложнение. Фактически, есть желание полностью исключить схему управления стоком.

Предлагаемая схема стробирующего импульса

Целью схемы управления затвором является преобразование сигнала логического уровня в соответствующий сигнал управления затвором GaN HPA. Отрицательное напряжение требуется для установки соответствующего тока смещения, а дополнительное отрицательное напряжение отключает устройство.Таким образом, схема должна принимать входной сигнал с положительным логическим уровнем и преобразовывать его в импульс между двумя отрицательными напряжениями. Схема также должна преодолевать емкость затвора с резким временем нарастания и минимальным выбросом или без него.

Проблема с настройкой смещения затвора заключается в том, что небольшое увеличение напряжения смещения может вызвать значительное увеличение тока HPA. Это добавляет цель, заключающуюся в том, что схема управления затвором должна быть очень стабильной и иметь зажим для предотвращения повреждений. Другой проблемой является изменение оптимального напряжения смещения между деталями для установки желаемого тока стока.Этот вариант добавляет желание иметь внутрисистемную функцию программируемого смещения затвора.

Схема, показанная на рисунке 2, выполняет все заявленные задачи. ОУ U1 имеет инвертирующую конфигурацию с одиночным отрицательным питанием. Прецизионный ЦАП используется для установки ссылки ОУ для усиления от V + штифта. Когда логический вход высокий, операционный усилитель фиксируется на отрицательной шине. Когда на входе низкий уровень, выход операционного усилителя приближается к небольшому отрицательному значению, что определяется номиналами резистора и настройкой ЦАП.Инвертирующая конфигурация была специально выбрана для включения HPA при низком логическом входе или на земле, поскольку при низком логическом уровне изменение напряжения меньше, чем при высоком логическом уровне. Используется операционный усилитель с питанием от шины питания к сети с большой скоростью нарастания напряжения и достаточным для данного приложения приводом выходного тока.

Значения компонентов выбраны следующим образом:

• R1 и R2 устанавливают усиление операционного усилителя.
• настройка ЦАП, наряду с R3 и R4, определяет опорное напряжение на V + штифт ОУ.C1 и R3 выбраны для шума фильтра нижних частот.
• R5 и R6 составляют важную деталь зажима. Это происходит потому, что вывод V _CC на операционном усилителе связан с землей, поэтому это максимальное значение на выходе операционного усилителя. R5 и R6 обеспечивают резистивный делитель для питания –5 В.
• Нежелательный эффект R5 — замедление импульсной характеристики из-за емкости затвора. Это компенсируется добавлением C3 для резкого импульса.
• C2 выбирается как небольшое значение для ограничения любого выброса на переднем фронте выходного импульса операционного усилителя.

Измеренные данные

Испытательная установка, использованная для проверки схемы, показана на рисунке 3. Оценочные платы использовались для прецизионных ЦАП, операционного усилителя и HPA. Генератор импульсов использовался для имитации логического сигнала 1,8 В. Генератор сигнала работает непрерывно, и осциллограф РЧ-дискретизации с входной полосой пропускания выше РЧ-частоты используется для измерения включения / выключения РЧ сигнала HPA.

Значения компонентов, использованных в тесте, перечислены в таблице 1.

Измеренное время включения показано на рисунке 4.Шкала времени составляет 500 нс на деление, а время нарастания РЧ-сигнала составляет менее 200 нс. Для систем, измеряющих время от начала стробирующего импульса до конечного нарастающего фронта РЧ-импульса, время включения составляет порядка 300 нс, что демонстрирует значительный запас для систем, выделяющих 1 мкс для передачи. получить переход.

Измеренное время выключения показано на рисунке 5. Шкала времени снова составляет 500 нс на деление, и время спада явно быстрее, чем время нарастания, и снова намного меньше 200 нс, демонстрируя значительный запас для систем, выделяющих 1 мкс для переход от передачи к приему.

Рекомендации по компоновке

Для типичной схемы было проведено исследование размеров, которое показано на рисунке 6. Секция операционного усилителя схемы управляющих импульсов была размещена рядом с РЧ трактом, ведущим к входу HPA. Прецизионный ЦАП не показан и предполагается, что он размещен в секции управления, обеспечивая вход для нескольких каналов передачи. Исследование компоновки показывает, что схема может быть добавлена ​​в практическую недорогую реализацию PWB с минимальным дополнительным пространством, необходимым для передающей ВЧ схемы.

Сводка

Уникальная схема стробирующего импульса была представлена ​​и оценена для быстрого включения / выключения HPA.

Функции включают:

• Время перехода <200 нс.
• Совместимость с любым логическим входом.
• Программируемое смещение для изменения деталей от детали к детали.
• Предусмотрена защита зажимом для установки максимального напряжения затвора.
• Компенсация времени нарастания / перерегулирования.
Размер
• поддерживает приложения с фазированной решеткой высокой плотности.

| 2019-05-08 | Микроволновый журнал

Основная роль СВЧ-усилителя заключается в увеличении уровня входного сигнала (например, диапазона колебаний, амплитуды или мощности) без внесения заметных искажений в форму сигнала, его спектральный состав и отношение сигнала к шуму на ввод.Любая обработка сигнала вносит нежелательные искажения некоторого уровня. При усилении сигнала возникают частотные искажения, нелинейные искажения и помехи. В линейных цепях искажение частоты вызывается преобразованием сигнала, в котором реактивные параметры не зависят от амплитуды сигнала. Нелинейные проявления разнообразны. К ним относятся интермодуляционные искажения, вызванные взаимодействием спектральных компонентов одного модулированного сигнала, и перекрестные искажения, вызванные взаимодействием компонентов модуляции из нескольких сигналов в пределах полосы частот.Помехи, возникающие на выходе усилителя, могут быть аддитивными (мгновенные значения помех складываются с мгновенными значениями сигнала) или мультипликативными.

Рисунок 1. Схема усилительного каскада.

u _in1 (t) = U ₁ sin (2pf ₁ t) или

u _дюйм2 (t) U ₁ [cos (2 pf ₁ t) + cos (2 pf ₂ t)] (1)

Значение U ₁ можно найти, используя входную мощность P in с известным входным сопротивлением R in as

U1 = (2P _дюйм R _дюйм ) ^1/2 (2)

По умолчанию можно принять R _в = 50 Ом.

Можно также предположить, что усилительный активный элемент является нелинейным и безынерционным; он создает выходной сигнал с частотами + mf ₁ + nf ₂ (коэффициенты m и n — произвольные целые числа). Амплитуды этих спектральных составляющих зависят только от амплитуды входных сигналов и коэффициентов нелинейного преобразования. Компоненты третьего порядка с частотами 2 f ₁ — f ₂ и 2 f ₂ — f ₁ появляются в структуре спектра выходного сигнала вблизи частот f ₁ и f ₂ .Мощность этих интермодуляционных составляющих пропорциональна U ₁ ³ (см. Рисунок 2 ).

Рисунок 2. Амплитудные характеристики продуктов интермодуляции двухтонального сигнала.

В то время как мощность выходных спектральных компонент первого порядка с частотами f ₁ и f ₂ увеличивается с входной мощностью с наклоном 10 дБ / декаду (т.е. линейно), компоненты третьего порядка увеличиваются при наклоне 30 дБ / декада.В отсутствие насыщения (т.е. путем экстраполяции их логарифмически линейных соотношений вход / выход малых сигналов) мощности произведений первого и третьего порядка равны в точке пересечения третьего порядка (IP3). Значение P _inIP3 или, что эквивалентно, P _outIP3 , характеризует уровень нелинейных искажений усилителя. При повышенных значениях P, _в , насыщение ограничивает P _из / P _{в зависимости} в транзисторном усилителе.В ламповых усилителях СВЧ (например, лампах бегущей волны (ЛБВ) и клистронах), когда P _в превышает P _{в сат} , P _из уменьшается.

Значение P _in1dB и эквивалентно P _out1dB , при котором компрессия на выходе не превышает 1 дБ, широко считается условной границей для максимального уровня сигнала в линейном режиме. Уровень фоновой мощности собственного шума усилителя, сниженный на входе (т.е. минимальный уровень шума) определяет нижнюю границу динамического диапазона усилителя.

КПД усилителя мощности η = P _out / P _dc — отношение выходной мощности микроволн P _out к мощности, потребляемой источником постоянного тока. Для транзисторных усилителей с недостаточно высоким коэффициентом усиления, G = P _выход / P _в , более точно использовать КПД добавленной мощности PAE = ( P _out — P _дюйм ) / P _dc , который вычитает мощность, внесенную предыдущим каскадом (ступенями).Связь между этими показателями может быть выражена как:

PAE = η (1-1 / G) (3)

Для характеристики режима ВЧ-транзисторного усилителя мощности (УМ) можно использовать обозначение классов от A до F. Введем угол проводимости тока q во входной цепи, который является нормированной характеристикой амплитуды входного сигнала U относительно разницы между текущим напряжением отсечки постоянного тока E ‘и напряжением смещения E _{смещения} .

cos q ~ — (E _{смещение} — E ’) / U (4)

Класс A (см. Рисунок 3 ) соответствует работе с малым сигналом в линейной области входных характеристик транзистора. Класс AB соответствует работе с углом отсечки от 180 до 90 градусов, класс B соответствует работе с углом отсечки около 90 градусов, а режим класса C соответствует работе с углом отсечки от 90 до 0 градусов.

Рисунок 3. Классы транзисторных усилителей.

Режимы переключения радиочастотных усилителей позволяют увеличить PAE от 70 до 90 процентов, но для сравнительно низких частот до 1 ГГц. Квазилинейный режим работы класса C для высокочастотных PA также позволяет увеличить PAE; тем не менее, его характеристика сжатия немонотонна (см. , рисунок 4, ).

Рис. 4. Характеристики компрессии усиления классов A и C.

Классификация и параметры

Существует множество разновидностей усилителей для ВЧ- и СВЧ-приложений. Рисунок 5 иллюстрирует один из способов их классификации. Есть несколько ключевых элементов, которые включают рабочую полосу частот, коэффициент усиления слабого сигнала G ₀ , максимальную выходную мощность P _{out max} , технологию активных элементов, конструктивное решение и уровень продуктов нелинейного преобразования.Усилители могут быть спроектированы и оптимизированы по мощности или эффективности. Каскадные усилители имеют аналогичные значения входного и выходного сопротивления (обычно 50 Ом) и соединены последовательно, так что общее усиление, выраженное в децибелах, равно сумме усилений отдельных каскадов. В усилителях с регулируемым усилением (GCA; некоторые производители используют аббревиатуру «усилитель с переменным усилением») усиление изменяется внешним аналоговым или цифровым сигналом. Усилители с высокой линейностью имеют широкий линейный динамический диапазон, в то время как усилители-ограничители предназначены для насыщения, чтобы уменьшить паразитные колебания мощности входного сигнала.

Рисунок 5. Классификация радиочастотных усилителей.

При оценке максимальной выходной мощности усилителя необходимо учитывать его рабочую частоту. Геометрические размеры устройства уменьшаются с увеличением рабочей частоты. Поверхностная и объемная плотность энергии растет, вводя ограничения на рассеивание тепла. Таким образом, уровень выходной мощности усилителя обратно пропорционален квадрату рабочей частоты для данной технологии устройства и тепловой конструкции.Суммирование мощности от нескольких активных элементов позволяет увеличить уровень выходной мощности, но возникают сложности с конструкцией, энергоэффективностью делителей и сумматоров мощности, фазовым синхронизмом суммируемых каналов и предотвращением ложного самовозбуждения. Из-за этих факторов для дециметрового диапазона длин волн (частоты до 3 ГГц) условная граница каскадов высокой мощности составляет 100 Вт, для части сантиметрового диапазона (частоты до 30 ГГц) — 10 Вт, а для частоты выше 50 ГГц и более 1 Вт могут считаться высокой мощностью.

Двунаправленный усилитель усиливает мощность сигнала источника, передаваемого сигналом антенного передатчика, в то время как сигнал, принимаемый антенной через те же соединения, проходит в малошумящий усилитель, а затем в приемник.

Трансимпедансный усилитель преобразует входной ток в напряжение. Он используется, например, для согласования выходного импеданса ВЧ-входа с волоконно-оптической линией связи с входным импедансом лазерного диода или выходного импеданса фотодетектора с входным импедансом микроволновой секции.

Усилители специального назначения разработаны для определенных стандартов связи (например, GPS, IEEE 802.11, WiFi, WLAN, 64QAM). Внешние интерфейсы включают малошумящие предусилители в сочетании с понижающими преобразователями частоты до обработки основной полосы частот.

Логарифмический (логарифмический) и антилогарифмический (антилогарифмический) усилители, варианты операционных усилителей (ОУ), представляют собой нелинейные схемы, в которых выходные напряжения пропорциональны логарифму (или экспоненте) входных напряжений. Такие усилители используются в секциях промежуточной частоты для сжатия (или расширения) динамического диапазона входной мощности или для автоматической регулировки усиления.Для логарифмического усилителя интервал амплитуд входного сигнала (от В, _{дюймов, мин.} до В, _{дюймов, макс.} ) преобразуется на выходе в:

V _out = -K ln [V _in / V _ref ] (5)

, где К является коэффициентом постоянной и V исх девяносто одна тысяча девятьсот пятьдесят шесть это опорное напряжение.

Технология активного элемента определяет параметры источника питания и применение усилителя.Для твердотельных усилителей, помимо кремниевых биполярных транзисторов (BT), были разработаны новые технологии на основе таких материалов и структур, как SiGe, GaAs, GaN, InGaP, LDMOS, pHEMT, AlGaAs / GaAs, HFET и pHEMT.

Для обеспечения высокой и сверхвысокой выходной мощности в микроволновом диапазоне используются лампы усилителя мощности, такие как клистронные усилители и усилители на лампах бегущей волны (ЛБВВ) с различными вариантами структур медленных волн.

Рассмотрим следующие параметры:

• Диапазон рабочих частот с границами f _low и f _high .
• Усиление слабого сигнала G ₀ = P _выход / P _дюйм ; коэффициент усиления по напряжению GVO = В _выход / В _в , или усиление мощности для слабого сигнала GPO = P _выход / P _в ; при использовании числовых значений логарифмической шкалы GVO = 20log10 ( V _out / V _in ) в дБ и GPO = 10log10 ( P _out / P _in ) дБ в дБ для одинаковых входных и выходных сопротивлений.
• Коэффициент шума (NF).
• Максимальная выходная мощность линейного усилителя P _out1dB .
• Максимальная выходная мощность в насыщении P _{out sat} .

Не существует общепринятых низких f _низких и высоких f _{высоких} границ для диапазона рабочих частот усилителя. По умолчанию можно указать такие значения частот, как частоты среза, при которых коэффициент усиления G ₀ уменьшается на 3 дБ по сравнению со значением в середине рабочей полосы частот.Абсолютная ширина полосы частот ( BW) = f _high — f _low определяет диапазон, в котором искажение входных сигналов находится в пределах допустимого диапазона для приложения. Относительная частота BW kf = 2 ( f _high — f _low ) / ( f _high + f _low ): для узкополосных усилителей 215 < kf <1; для октавных усилителей kf ~ 2 и для многооктавных усилителей kf > 2.Для некоторых моделей можно указать постоянный ток (DC) в качестве нижней границы полосы пропускания, так что в этом случае значение kf теряет смысл. В этих случаях значение нижней частоты среза f _low определяется частотными характеристиками цепей смещения и блокирующих элементов.

Для широкополосных усилителей указана максимальная равномерность усиления в рабочей полосе частот. В некоторых приложениях (например, для компенсации частотной зависимости других элементов в цепи) усилители проектируются с заданным (положительным или отрицательным) значением наклона Sf = d G ₀ / d f для амплитудно-частотной характеристики в рабочем диапазоне частот.

Для усиления полосового сигнала могут возникать искажения, вызванные отклонением от линейной фазовой характеристики: функция f ( f ) фазового сдвига f = f _out — f _in в усилителе относительно несущая частота. В качестве количественной характеристики этого явления можно использовать неравномерность сигнала групповой задержки tgr = | df / d f | в рабочем диапазоне частот.

Шумовые свойства усилителя определяются его коэффициентом шума F _noise , который показывает, насколько спектральная плотность мощности (PSD) собственного шума усилителя превышает PSD резистора с сопротивлением, равным сопротивлению входного каскада.Шумовая температура в Кельвинах

T _шум = T ₀ (F _шум — 1) (6)

называется шумовой температурой усилителя, где T ₀ = 290 K — стандартная (комнатная) температура. В качестве характеристики усилителя шума чаще всего используют коэффициент шума (NF), выраженный в децибелах