Усилитель вч: Простые усилители высокой частоты (УВЧ) для приемников

Содержание

Двунаправленный ВЧ усилитель управляемый напряжением

Ранее мы научились делать двунаправленные усилители и усилители управляемые напряжением. Возникает закономерный вопрос — а можно ли объединить эти идеи, чтобы получить двунаправленный усилитель управляемый напряжением? Оказывается, что можно, и сделать это не так уж сложно.

Методика превращения двунаправленного усилителя в двунаправленный УУН описана в статье Adding AGC to a Termination Insensitive Amplifier [PDF] за авторством Wes Hayward, W7ZOI. В двух словах, идея состоит в следующем. Двунаправленный усилитель (точнее, его половина) является не чем иным, как усилителем с обратной связью, нагруженным на буфер. Оказывается, если между усилителем и буфером поставить УУН, то усиление становится регулируемым, а прочие свойства схемы остаются неизменными.

В качестве примера предлагается использовать УУН из статьи The Hybrid Cascode — A General Purpose AGC IF Amplifier [PDF], авторы Wes Hayward, W7ZOI и Jeff Damm, WA7MLH. Ключевым компонентом схемы является J310 (даташит [PDF]). К сожалению, найти этот JFET в виде компонента для сквозного монтажа в наше время проблематично, а использовать SMD-компоненты как-то не хотелось. В статье говорится, что вместо J310 может быть использован другой JFET. При этом ток утечки стока (Idss) является критическим параметром и влияет на усиление. Подходящей замены у меня в запасах не нашлось.

Если подумать, у нас же уже есть проверенный УУН на 2N3904. Почему бы не воспользоваться им вместо того, что предлагается в статье? Соответствующая структурная схема:

В верхней части изображен двунаправленный усилитель: усилитель с обратной связью, за которым следует буфер. В нижней части между усилителем и буфером были добавлены УУН и аттенюаторы. Последние нужны для согласования импеданса, а также чтобы не вогнать какой-нибудь из компонентов в компрессию. Полная схема доступна здесь [PDF].

А так она выглядит в моем исполнении:

Основное (и единственное?) применение схемы — это реализация АРУ по ПЧ. В качестве последней часто выбирают 9 МГц. Поэтому усилитель тестировался на этой частоте. Зависимость усиления от управляющего напряжения получилась следующей:

Усиление меняется в интервале 26 dB. Максимальное усиление в моем экземпляре составило 18.6 dB. Поигравшись с номиналами аттенюаторов, это значение можно увеличить или уменьшить. Точка компрессии по входу в худшем случае (при максимальном усилении) составила -18 dBm. Схема имеет КСВ по входу не хуже 1.3 на интервале 1-30 МГц. Когда схема обесточена, она имеет КСВ ≈ 10 по входу и выходу.

Потребление тока составило 90-120 мА в зависимости от управляющего напряжения. Последнее может иметь смысл ограничить значением 5 В. Это позволит менять усиление почти линейно в интервале 21 dB при небольшом токе. Замена аттенюаторов 12 dB на аттенюаторы 10 dB компенсирует потерю максимального усиления.

В целом, результатом я доволен. Возможно, это не самая компактная и не самая дешевая из возможных схем. Но она хорошо работает и использует легко доступные компоненты.

Метки: Беспроводная связь, Любительское радио, Электроника.

усилитель высокой частоты — это… Что такое усилитель высокой частоты?

усилитель высокой частоты
high-frequency amplifier, radio-frequency amplifier

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

  • усилитель вызывного сигнала
  • усилитель гармоник

Смотреть что такое «усилитель высокой частоты» в других словарях:

  • усилитель высокой частоты — УВЧ Усилитель, предназначенный для усиления и селекции принятого радиосигнала на несущей частоте, т.е. до преобразования его спектра. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь справочник. Под редакцией Ю.М.… …   Справочник технического переводчика

  • усилитель высокой частоты — aukštadažnis stiprintuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. high frequency amplifier vok. Hochfrequenzverstärker, m rus. усилитель высокой частоты, m pranc. amplificateur à haute fréquence, m …   Fizikos terminų žodynas

  • Усилитель низкой частоты — Усилитель звуковых частот (УЗЧ), усилитель низких частот (УНЧ), усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ)  прибор (электронный усилитель) для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот… …   Википедия

  • усилитель мощности высокой частоты — aukštadažnis galios stiprintuvas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. high frequency power amplifier vok. Hochfrequenzleistungstufe, f rus. усилитель мощности высокой частоты, m pranc. amplificateur de pulsante à haute fréquence, m …   Automatikos terminų žodynas

  • Усилитель (электроника)

    — Электронный усилитель  усилитель электрических сигналов, в усилительных элементах которого используется явление электрической проводимости в газах, вакууме и полупроводниках. Электронный усилитель может представлять собой как самостоятельное… …   Википедия

  • УСИЛИТЕЛЬ — устройство, точно воспроизводящее входящие постоянные млн. изменяющиеся сигналы (воздействия) с последующим их (см.) на выходе за счёт энергии вспомогательного источника питания. В зависимости от физ. природы усиливаемых сигналов (воздействий)… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Усилитель звуковых частот — Эту страницу предлагается переименовать в Усилитель звуковой частоты. Пояснение причин и обсуждение  на странице Википедия:К переименованию/3 ноября 2012. Возможно, её текущее название не соответствует нормам современного русского языка …   Википедия

  • Усилитель электрических колебаний —         устройство, предназначенное для усиления электрических (электромагнитных) колебаний в системах многоканальной связи, радиоприёмной, радиопередающей, измерительной и др. аппаратуре. Такое усиление представляет собой процесс управления… …   Большая советская энциклопедия

  • Усилитель — Усилитель  элемент системы управления (или регистрации и контроля), предназначенный для усиления входного сигнала до уровня, достаточного для срабатывания исполнительного механизма (или регистрирующих элементов), за счёт энергии… …   Википедия

  • Усилитель ЗЧ — Усилитель звуковых частот (УЗЧ), усилитель низких частот (УНЧ), усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ)  прибор (электронный усилитель) для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот… …   Википедия

  • УСИЛИТЕЛЬ — (Amplifier) устройство для усиления радиосигналов с помощью электронных ламп. Бывают У. высокой и низкой частоты. Первые усиливают радиосигналы, непосредственно поступающие в приемник из антенны (включаются до детектора), вторые усиливают… …   Морской словарь

Усилитель вч на одном транзисторе

Усилитель расчитан на работу с трансвером, имеющим Р вых до 1 ватта. Нагрузкой возбудителя, обеспечивающей стабильную работу на всех диапазонах, является резистор R1. Настройка заключается в установке тока покоя VT2 в пределах 0,3 A при отсутствии сигнала на входе. Сигнал напряжением в 1 вольт на входе увеличивает выходную мощность в антене до 10 ватт.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 7 электронных самоделок на одном транзисторе КТ805.

Антенные усилители для радио и ТВ


Простой усилитель, всего на одном транзисторе можно сделать для усиления слабого ВЧ сигнала для радиоприёмника, телевизора или радиостанции. В статье, ниже представлены две схемы простых усилителей.

Ч ем покупать в магазине, дешевле самому собрать усилитель, с характеристиками порой не хуже, чем магазинный. Только несколько деталей нужно, чтобы собрать его. С сборкой усилителя справится даже начинающий радиолюбитель.

В нём нет катушек индуктивности, усилители широкополосные и захватывают весь диапазон усиливаемого сигнала, включая и ДМВ. В любом случае, результат был больше, чем я ожидал.

Большинство УКВ местного телевидения и радиовещания стали приниматься более качественно, картинка стала чётче. Основная часть этой схемы высокочастотный транзистор обратной проводимости n-p-n Q1 2SC , специально разработанная для усиления УКВ сигнала схема без катушки индуктивности.

Если предполагается использовать постоянно усилитель, то можно исключить S2, который нужен для обхода усилителя. Этот малогабаритный радиомикрофон можно использовать не только по назначению, но и как жучок.

Также может использоваться для передачи звука из одной комнаты в другую, например, чтобы узнать проснулся малыш или нет. Также как беспроводной домофон и т. Прежде чем повесить шкафчик, полку или картину нужно проверить: нет ли под штукатуркой электрической проводки? Тем более если рядом находится розетка, выключатель… В этом однозначно может сказать только тот, кто её прокладывал. Есть второй вариант: собрать простой искатель скрытой проводки.

Для постройки радиолюбительских ВЧ конструкций бывает необходимость умножить частоту генератора. Ниже представлена схема утроителя частоты на трех транзисторах для диапазона 27Мгц. Не подскажет ли уважаемый автор, как приспособить эту схему к усилению слабого видеосигнала от камеры к регистратору, при большой длине линии?

Спасибо за ваши схемы! Усилитель ставьте у камеры. На вход вместо антенны подайте видеосигнал с камеры, с другого конца кабеля снимайте сигнал на регистратор. Для видео подойдёт схема на полевике, если на биполярном, то на входе конденсатор С3 надо увеличить как и на выходе С6 до 10Нф. Прочитал форум и берет отчаяние от того, что люди все умеют делать по радиоэлектронике! А мне нужна феритовая антенна для длинных и средних волн кГц -чувствую,что знаний не хватает, чтобы сделать самому!

Но как все это спаять,смонтировать- ума не приложу! По мне так купить бы готовую антенну Олуша, да и наслаждаться эфиром! С уважением. Без приборов и знаний трудно найти резонанс контуров, собрать схему. Есть также программы для их расчёта. Подпишитесь на нашу RSS-ленту , чтобы получать новости сайта. Будь всегда на связи! Мастер Винтик. Всё своими руками! Здесь вы найдёте бесплатные справочники, программы.

На сайте подобраны простые схемы, а так же советы для начинающих самоделкиных. Часть схем и методов ремонта разработана авторами и друзьями сайта. Остальной материал взят из открытых источников и используется исключительно в ознакомительных целях. Если у вас есть вопрос по схеме или поделке? Мы всегда рады оказать помощь в настройке схем, ремонте, изготовлении поделок! Ремонт для начинающих, полезные советы и поделки, бесплатные схемы, программы.

Параметры радиоэлемент. Рубрика: [ Новое на сайте , Усилители ]. Метки: [ начинающим , усилитель ]. Простейший радиомикрофон с частотной модуляцией Этот малогабаритный радиомикрофон можно использовать не только по назначению, но и как жучок. Вы можете следить за комментариями к этой записи через RSS 2.

Вы можете оставить комментарий:. Зарядное из компьютерного блока питания. Автомобильные зарядные устройства. Принцип работы. Как самому поменять разъём USB? Мы в соц. Вы любите мастерить, делать поделки? Присылайте фото и описание на наш сайт по эл. Новое на сайте 25 Сен ГК РФ Статья Новое на сайте 25 Сен Микроконтроллерное управление для морозильной камеры Атлант 19 Сен Как быстро и просто сделать из бумаги подарочный пакет?

Расширяем возможности компьютерной мышки! Винтик: Такой неисправности у меня не было. Чтобы узнать видеотракт и Винтик: Нужно посмотреть осциллографом сигнал с выхода приемника и уб Винтик: Тарелка крутится?

Пища разогревается равномерно за счет враще Михаил: Добрый день! Прошу подсказать мне как устранить неисправност Чисто субъективно Сергей: Не реагирует на Ду сигнал, поменял приёмник на телевизоре не Александр: Подскажите пожалуйста!

Микроволновка, с момента покупки, грее Возможно видеопроцессор Поиск по меткам service manual soft free Антенны Сад и огород Строительство автомобиль бисер бумага дельные советы для дома зарядное звук здоровье из дисков из пластика индикатор инкубаторы инструмент интернет источники питания компьютер к празднику мебель металлоискатель микроволновка мультимедиа мыло начинающим поделки программирование радиопрограммы радиостанции ремонт ТВ рыбалка сигнализатор спички справка станки стиральные машины телефоны украшаем


Усилитель мощности высокой частоты

Без ошибок собранный он начинает работать сразу же после подачи на него питающих напряжений. Необходимо лишь с помощью резистора R7 установить нулевое выходное напряжение при отсутствии сигнала на входе и выставить начальный ток выходных транзисторов VT11, VT12 в пределах мА. При работе УМЗЧ на 4-омную нагрузку емкость сглаживающих конденсаторов в блоке питания должна быть не менее мкФ для стерео варианта или мкФ для моно варианта. Увлекаться снижением емкости этих конденсаторов не стоит, так как при больших токах в нагрузке может ухудшиться воспроизведение. Хорошие результаты дает применение стабилизированных блоков питания. При этом допустимо снижение емкости фильтрующих конденсаторов в 1,5 раза. К тому же в стабилизированный блок питания нетрудно ввести токовую защиту.

Здесь сигнал от электретного микрофона с встроенным усилителем поступает в базовую цепь транзистора — ВЧ генератора непосредственно, без.

Схемы простых приемников на одном транзисторе

Однокаскадные УВЧ имеют активные схемы детекторов, а детекторы двухкаскад-ных УВЧ пассивные на основе диодной двухполупериодной схемы. Приемники могут работать в диапазоне длинных или средних волн, но можно ввести схему коммутации и получить двухдиапазонный радиоприемник. Радиоприемник по схеме рис. Транзистор VT2 включен по схеме с общим коллектором, VT1 — с общей базой. Одно из основных достоинств такого каскада состоит в том, что выходная цепь схемы слабо связана с входной и удается получить больший коэффициент усиления по сравнению со схемой на одном транзисторе. Нагрузка каскада — высокочастотный дроссель L3. Питание схемы хорошо отфильтровано цепью R8, С8, С9. Схема расположения деталей на монтажной плате показана на рис. На рис.

Радиоприемники прямого усиления на транзисторах 1

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Усилители высоких частот УВЧ применяются для увеличения чувствительности радиоприемных средств — радиоприемников, телевизоров, радиопередатчиков.

Для увеличения чувствительности радиоприемных средств — радиоприемников, телевизоров, радиопередатчиков используют различные усилители высоких частот УВЧ. Помещенные между приемной антенной и входом радио или телеприемника, подобные схемы УВЧ увеличивают сигнал, поступающий от антенны антенные усилители.

:: УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ВЧ ::

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Транзисторный усилитель класса А своими руками Звук Из песочницы На Хабре уже были публикации о DIY-ламповых усилителях, которые было очень интересно читать. Спору нет, звук у них чудесный, но для повседневного использования проще использовать устройство на транзисторах.

Схема усилителя звука на одном транзисторе

На рис. Как показано на рис. Тем самым в радиоприемнике обеспечивается дополнительное в 5 — 6 раз усиление принимаемых сигналов. Схемы однотранзисторных усилителей высокой частоты:. УВЧ собран на транзисторе T 1 по схеме с коллекторной нагрузкой — резистором R 3. Режим работы транзистора обеспечивается резисторами Rl , R 2 и R 4.

Здесь сигнал от электретного микрофона с встроенным усилителем поступает в базовую цепь транзистора — ВЧ генератора непосредственно, без.

Антенные усилители для радио и ТВ

Добавить в избранное. Автомобильгая сигнализация на двух микросхемах Цифровой узел настройки радиоприемника Выходные каскады электронной авто сигнализации Реле времени для фотопечати Простой индикатор радиации Тиристоры Квазианалоговый авто тахометр на двух микросхемах Генератор высоковольтных импульсов. Ру — Все права защищены. Публикации схем являются собственностью автора.

Простые усилители высокой частоты (УВЧ) для приемников

Апериодические усилители высокой частоты УВЧ используются для увеличения чувствительности радиоприёмников , имеющих малый уровень шумов. Включаются такие усилители на входе приёмника либо перед преобразовательным каскадом. Усилитель должен обеспечить усиление сигнала не менее чем в 3 — 4 раза во всём рабочем диапазоне частот приёмника. Помимо увеличения чувствительности всего приёмного тракта в супергетеродинных приёмниках повышается эффективность работы преобразователя частоты и уменьшается паразитное излучение гетеродина в антенну.

Простой усилитель, всего на одном транзисторе можно сделать для усиления слабого ВЧ сигнала для радиоприёмника, телевизора или радиостанции.

Простой усилитель ВЧ сигнала

Он усиливает сигнал ровно в 10 раз. Устройство прекрасно подходит для автомобильных радиостанций таксистов, работающих в диапазонах 50 и 27 МГц с перестройкой контуров. Если вы хотите построить этот радиочастотный усилитель, собирайте его на двухсторонней печатной плате — для увеличения площади заземления. Транзистор 2SC нуждается в приличном радиаторе. Максимальная мощность на выходе — W. Схема была взята с одного китайского сайта и успешно повторена, только не использовались элементы детектора автоматического переключения приём-передача на схеме зачёркнуты.

10 схем на одном транзисторе.

Для увеличения чувствительности радиоприемных средств — радиоприемников, телевизоров используют различные усилители высоких частот УВЧ. Включенные между приемной антенной и входом радио- или телеприемника, подобные схемы УВЧ увеличивают сигнал, поступающий от антенны антенные усилители. Использование таких усилителей позволяет увеличить радиус уверенного радиоприема, в случае приемных устройств в составе приемопередатчиков радиостанций , позволяет увеличить дальность работы, либо при сохранении той же дальности уменьшить мощность излучения радиопередатчика. На рис.


65378-16: VCH-605 Усилители сигналов ВЧ

Назначение

Усилители сигналов ВЧ VCH-605 (далее — усилители) предназначены для усиления и воспроизведения синусоидальных сигналов 5, 10 и 100 МГц.

Описание

Конструктивно усилитель выполнен в виде моноблока, в металлическом корпусе стоечного варианта.

Функционально усилители состоят из трех усилителей с одним входом и четырьмя выходами каждый, устройства вывода RS-232, узла индикации, блока питания и преобразователя АС/DC. Все входные и выходные разъемы расположены на задней панели.

Принцип действия усилителей основан на усилении и размножении сигналов по трем независимым каналам с одним входом и четырьмя выходами.

Синусоидальный входной сигнал поступает на усилитель, который усиливает и размножает сигнал на четыре выхода. На выходе усилителя установлен детектор для передачи информации о наличии/отсутствии сигнала в устройство вывода RS-232, которое передает сообщение, при подключенном компьютере, о состоянии выходов усилителя. Узел индикации обеспечивает светодиодную индикацию о наличии/отсутствии сигнала на выходе усилителя.

Технические характеристики

Таблица 1

Наименование параметра или характеристики

Значение

характеристики

Номинальные значения частоты синусоидального входного/выходного сигнала, Гц

5106; 1107 1106

Максимальная мощность входного сигнала, дБм, не более

17

Коэффициент усиления вход/выход, дБ, не более

(0±1)

Развязка между каналами, дБ, не более:

—    на частоте 5 и 10 МГц

—    на частоте 100 МГц

минус 120 минус 100

Спектральная плотность мощности фазовых шумов на частоте 5 и 10 МГц, дБн/Гц, не более:

—    частота отстройки 1 Гц

—    частота отстройки 10 Гц

—    частота отстройки 100 Гц

—    частота отстройки 1 кГц

—    частота отстройки 10 кГц

минус 141 минус 150 минус 155 минус 160 минус 163

Спектральная плотность мощности фазовых шумов на частоте 100 МГц, дБн/Гц, не более:

—    частота отстройки 1 Гц

—    частота отстройки 10 Гц

—    частота отстройки 100 Гц

—    частота отстройки 1 кГц

—    частота отстройки 10 кГц

минус 130 минус 145 минус 150 минус 155 минус 160

Среднее квадратическое относительное двухвыборочное отклонение частоты (вносимая усилителем нестабильность частоты) на интервале времени измерения 1 с, не более

4,0-10-14

Гармонические искажения вносимые усилителем на частотах 5 МГц и 10 МГц, дБ, не более

минус 40

Гармонические искажения вносимые усилителем на частотах 100 МГц, дБ, не более

минус 35

Температурный коэффициент изменения фазы выходных сигналов, пс/°С, не более

5

Время установления рабочего режима, ч, не более

2

Средний срок службы, лет, не менее

15

Наработка на отказ, ч, не менее

20000

Г абаритные размеры (ширина х высота х глубина), мм, не более

483 х 44 х 310

Масса, кг, не более:

—    усилителя

—    усилителя в транспортной таре

12

25

Напряжение питания от сети переменного тока, В

от 100 до 240

Напряжение питания от сети постоянного тока, В

от 22 до 30

Потребляемая мощность от сети переменного тока, В А, не более

45

Потребляемая мощность от сети питания постоянного тока, Вт, не более

40

Наименование параметра или характеристики

Значение

характеристики

Рабочие условия эксплуатации:

—    температура окружающего воздуха, °С

—    атмосферное давление, кПа

—    относительная влажность при температуре воздуха 25 °С, %

от 5 до 40 от 84 до 106 до 80

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом (в верхнем правом углу) и в виде наклейки на лицевую панель усилителей.

Комплектность

Комплект поставки усилителей включает:

—    усилитель сигналов ВЧ VCH-605 ЯКУР.468732.022 — 1 шт.;

—    кабель сетевой SCZ-1 — 1 шт.;

—    кабель питания ЯКУР.685650.062 — 1 шт.;

—    руководство по эксплуатации ЯКУР.468732.022РЭ — 1 шт.;

—    методика поверки ЯКУР.468732.022РЭ1 — 1 шт.;

—    формуляр ЯКУР.468732.022ФО — 1 шт.;

—    упаковка ЯКУР.411915.078 — 1 шт.;

—    ящик укладочно-транспортный ЯКУР.323361.032 — 1 шт.

Поверка

осуществляется по документу ЯКУР.468732.022РЭ1 «Усилитель сигналов ВЧ VCH-605. Руководство по эксплуатации. Методика поверки», Приложение Б, утверждённому начальником ФГБУ «ГНМЦ Минобороны России» 15 апреля 2016 г.

Основные средства поверки:

—    стандарт частоты и времени водородный Ч1-1007 (рег. № 40466-09): номинальное значение частоты выходных сигналов 1 Гц, 5; 10; 100 МГц, нестабильность частоты выходного

сигнала (СКДО) при ти = 1 с — 5,0-10″ , при ти = 1 ч — 9,0-10″ , где ти — интервал времени измерений;

—    компаратор частотный VCH-314 (рег. № 35266-07): номинальные значения частоты входных сигналов 5; 10; 100 МГц, нестабильность частоты, вносимая компаратором при ти = 1 с — 2,010-14, при ти = 100 с — 1,510-15;

—    анализатор фазовых шумов TSC 5120A (рег. № 30822-05): диапазон частот от 5 до 30 МГц; спектральная плотность фазовых шумов на частоте 1 Гц — 145 дб/Гц и на частоте 10 кГц — 175 дб/Гц;

—    анализатор фазовых шумов TSC 5125A (рег. № 43863-10): диапазон частот от 10 до 400 МГц; спектральная плотность фазовых шумов на частоте 1 Гц — 145 дб/Гц и на частоте 10 кГц — 175 дб/Гц;

—    генератор ВЧ К9310А (рег. № 61497-15): диапазон частот до 2 ГГц, разрешение по частоте 0,1 Гц;

—    анализатор спектра Е4402В (рег. № 23670-08): диапазон частот до 2 ГГц, пределы допускаемой относительной погрешности по частоте ±5 %.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на лицевую панель усилителей.

Нормативные документы

1    ГОСТ 8.129-2013. «Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты».

Усилитель для вч динамиков

В многополосных акустических системах, кроме динамиков обязательно ставятся частотные фильтры. Это необходимо чтобы разделить полосу звука в зависимости от типа громкоговорителя. Все динамики можно разделить на следующие группы:

  • Низкочастотные
  • Среднечастотные
  • Высокочастотные
  • Широкополосные

Самые простые акустические системы, состоящие из одного широкополосного динамика, фильтров не имеют, но и диапазон воспроизведения такой системы невелик. Он может составлять 40-50 Гц – 12-16 кГц. Хорошие акустические системы включают в себя три динамика с разделением сигнала, поступающего от усилителя на три следующие полосы:

  • НЧ – 20 Гц-500 Гц
  • СЧ – 200 Гц-7000 Гц
  • ВЧ – 2000 Гц-22000 Гц

Разделение звукового сигнала на отдельные полосы осуществляется с помощью пассивных LC фильтров. Подключение ВЧ динамиков через конденсатор связано с необходимостью ограничения мощности на частотах, определяемых ёмкостью конденсатора. Дело в том, что высокочастотные «пищалки» имеют маленькие размеры и соответственно маленький диффузор, сделанный из твёрдого материала. Большая мощность низких частот может повредить высокочастотную динамическую головку. Кроме того «низы» воспроизводимые «пищалкой» будут звучать с сильными искажениями, нарушая всю звуковую картину.

Как подключить ВЧ динамик через конденсатор

Схема подключения ВЧ головки, состоящая только из одного конденсатора называется фильтром или пассивным кроссовером первого порядка. Он называется «High-passfilter» и работает следующим образом. Ёмкость конденсатора определяет полосу среза. Это не означает, что звуковые частоты, располагающиеся ниже уровня среза, не будут воспроизводиться высокочастотным громкоговорителем.Кроссовер первого порядка имеет чувствительность 6 dB (децибел) на октаву. Октава это в два раза меньше или больше. Если величина среза равна 2 000 Герц, то частота, лежащая на октаву ниже, то есть 1 000 Герц будет воспроизводиться с уровнем на 6 dB меньше, снижение уровня на 500 Герц будет уже – 12 dB и так далее.

Исходя из размеров и жёсткости диффузора высокочастотного громкоговорителя, можно считать, что низкие частоты не окажут существенного влияния на воспроизведение ВЧ диапазона. Существуют более сложные кроссоверы второго порядка, в схему которого, кроме конденсатора, входит дроссель. Они обеспечивают снижение мощности в 12 децибел на октаву, а фильтры третьего порядка позволяют получить спад в 18 децибел на октаву.

Какой конденсатор ставить на ВЧ динамик

Для получения качественного звучания акустических систем, нужно очень тщательно подходить к выбору конденсатора. Какой конденсатор нужен для динамика ВЧ. Китайские производители недорогих колонок ставят последовательно с катушкой высокочастотного динамика электролит ёмкостью 2-10 мкф.

Изделия такого типа являются полярными и по определению предназначены для работы в цепях постоянного тока. На переменном токе они ведут себя не совсем корректно, поэтому для подключения высокочастотного динамика в акустической системе из двух или трёх громкоговорителей нужно использовать плёночные изделия соответствующей ёмкости. Если имеется недорогая акустическая система китайского производства, то достаточно вскрыть её, и заменить электролит, на полипропиленовый или бумажный конденсатор, чтобы почувствовать разницу.

Если необходимой ёмкости нет, то нужные конденсаторы для ВЧ динамиков собираются из нескольких изделий, соединённых параллельно.Из отечественной продукции можно использовать К73-17 и К78-34. Это лавсановые и полипропиленовые изделия. Тип К78-34 специально разработан для установки в фильтры высококачественных акустических систем. Он корректно работает на частотах до 22 кГц при выходной мощности колонок до 220 ватт с динамиками 4 Ом.

Чтобы правильно подобрать конденсатор для ВЧ динамика 4 Ом нужно знать его резонансную частоту. Высокочастотные головки могут иметь сравнительно низкую резонансную частоту порядка 800-1 200 Гц, но у большинства «пищалок» резонанс будет на 2 000-3 000 Гц. Величины конденсаторов для разных уровней среза к динамику 4 Ом выглядят следующим образом:

  • 5 000 Гц – 8,0 мкф
  • 6000 Гц – 6,5 мкф
  • 8000 Гц – 5,0 мкф
  • 9000 Гц – 4,4 мкф

Обрезать полосу, с помощью фильтра первого порядка, нужно выше резонанса, в противном случае колонка будет неприятно вибрировать при воспроизведении звука. Рекомендуется, чтобы частота среза фильтра примерно в два раза превосходила величину резонанса высокочастотного громкоговорителя.

Наболее разнообразны конструкции высокочастот­ных (ВЧ) динамиков. Они могут быть обычными, рупор­ными или купольными. Основной проблемой при их создании является расширение направленности излуча­емых колебаний. В этом отношении определенными пре­имуществами обладают купольные динамики. Диаметр диффузора или излучающей мембраны ВЧ-пищалок лежит в пределах от 10 до 50 мм . Часто пищалки наглухо закрыты сзади, что исключает возможность модуляции их излуче­ния излучением НЧ и СЧ-излучателей.

Обычный миниатюрный ВЧ-динамик с коническим диффузором неплохо излучает звуки высоких частот, но имеет очень узкую диаграмму направленности — обычно в пределах угла от 15 до 30 градусов (относительно центральной оси). Этот угол задается при снижении отдачи динамика обычно на —2 дБ. Указывается угол при отклонении как от горизонтальной, так и от вертикальной оси. За рубежом этот угол называют углом рассеивания или дисперсии (dispersion) звука.

Для увеличения угла рассеивания делают диффузоры или насадки к ним различной формы (шарообразной, в форме рупора и т. д.). Многое зависит и от материала диффузора. Тем не менее обычные ВЧ-динамики не в состоянии излучать звуки с частотами заметно выше 20 кГц. Размещение перед ВЧ-динамиком специальных отражателей (чаще всего в виде пластиковой решетки) позволяет заметно расширить диаграмму направленнос­ти. Такая решетка часто является элементном акустичес­кого обрамления ВЧ-динамика или иного излучателя.

Извечной темой споров является вопрос о том, а нужно ли вообще излучать частоты выше 20 кГц, коль наше ухо их не слышит, и даже студийная аппаратура нередко огра­ничивает эффективный диапазон звуковых сигналов на уровне от 10 до 15—18 кГц. Однако то, что мы не слышим такие синусоидальные сигналы, не означает, что они не существуют и не влияют на форму временных зависимос­тей реальных и довольно сложных звуковых сигналов с гораздо более низкими частотами повторения.

Есть много убедительных доказательств того, что эта форма сильно искажается при искусственном ограниче­нии частотного диапазона. Одной из причин этого являют­ся фазовые сдвиги различных компонентов сложного сигнала. Любопытно, что наше ухо не ощущает сами по себе фазовые сдвиги, но способно отличить сигналы с различ­ной формой временной зависимости, даже если они содер­жат одинаковый набор гармоник с одинаковыми амплиту­дами (но разными фазами). Большое значение имеет характер спада АЧХ и линейность ФЧХ даже за пределами эффективно воспроизводимого диапазона частот.

Вообще говоря, если мы хотим иметь равномерные АЧХ и ФЧХ во всем звуковом диапазоне, то реально излучаемый акустикой диапазон частот должен быть за­метно шире звукового. Все это вполне оправдывает разра­ботку широкополосных излучателей многими ведущими в области электроакустики фирмами.

Размещение ВЧ излучателей Существует проблема – результат в большой степени зависит от того, куда поставлены и как сориентированы головки. Поговорим о ВЧ-головке, или твитере.

Особенности ВЧ-головок Из теории распространения звуковых волн известно, что с увеличением частоты диаграмма направленности излучателя сужается, и это приводит к сужению зоны оптимального прослушивания. То есть получить равномерный тональный баланс и правильную сцену можно только в небольшой области пространства. Поэтому расширение диаграммы направленности ВЧ-излучателя – основная задача всех разработчиков громкоговорителей. Самая слабая зависимость диаграммы направленности от частоты наблюдается у купольных ВЧ-динамиков. Именно этот тип ВЧ-излучателей – самый распространенный в автомобильных и бытовых АС. Другие достоинства купольных излучателей – маленькие размеры и отсутствие необходимости создавать акустический объем, а к недостаткам следует отнести невысокую нижнюю граничную частоту, которая лежит в пределах 2,5-7 кГц. Все эти особенности учитываются при установке высокочастотника .На место установки влияет все: рабочий диапазон ВЧ-динамика, его характеристики направленности, количество устанавливаемых компонентов (2- или 3- компонентные системы) и даже ваш личный вкус. Сразу оговоримся, что универсальных рекомендаций по этому вопросу не существует, поэтому мы не можем вам указать пальцем – мол, ставь здесь и все будет ОК! Однако на сегодня есть множество типовых решений, с которыми полезно ознакомиться. Все нижесказанное относится к беспроцессорным схемам, но это актуально и при использовании процессора, просто его присутствие дает гораздо больше возможностей для компенсации негативного влияния неоптимального места расположения.

Практические соображения. Вначале напомним некоторые каноны. В идеале расстояние до левого и правого высокочастотника должно быть одинаковым, а установлены ВЧ-динамики должны быть на высоте глаз (или ушей) слушателя. В частности, всегда лучше по возможности выдвигать ВЧ-головки как можно дальше вперед, поскольку чем дальше они от ушей, там меньше разница в расстояниях до левого и правого излучателей. Второй аспект: высокочастотник не должен быть далеко от СЧ- или НЧ/СЧ-головки, иначе не получить хорошего тонального баланса и фазового согласования (обычно руководствуются длиной или шириной ладони). Однако если высокочастотник установлен низко, то звуковая сцена заваливается вниз, и вы как бы находитесь над звуком. При слишком высокой установке, из-за большого расстояния между ВЧ- и СЧ-динамиками, теряется цельность тонального баланса и фазовое согласование. Например, при прослушивании трека с записью фортепианной пьесы, на низких нотах один и тот же инструмент будет звучать внизу, а на высоких – резко взлетать вверх.

Направленность ВЧ-головки. Когда с местом установки ВЧ-головки разобрались, следует определиться с ее направленностью. Как показывает практика, для получения правильного тембрального баланса лучше направить высокочастотник на слушателя, а для получения хорошей глубины звуковой сцены – использовать отражение. Выбор определяется личными ощущениями от музыки, которую вы слушаете. Здесь главное – помнить, что оптимальное место прослушивания может быть только одно
Сориентировать в пространстве высокочастотник желательно так, чтобы его центральная ось была направлена на подбородок слушателя , то есть установить разный угол разворота левого и правого ВЧ-динамиков. При ориентации ВЧ-динамика, работающего на отражение следует помнить две вещи. Во-первых, угол падения звуковой волны равен углу отражения, во вторых, удлиняя звуку путь, мы уводим дальше звуковую сцену, и если увлечься, то можно получить так называемый туннельный эффект, когда звуковая сцена находится далеко от слушателя, как бы в конце узкого коридора.

Метод настройки. Наметив, в соответствии с приведенными рекомендациями, место размещения ВЧ-головок, стоит приступить к экспериментам. Дело в том, что никто никогда заранее не скажет, где именно будет обеспечено 100-процентное «попадание» с вашими компонентами . Наиболее оптимальное место позволит определить эксперимент, поставить который довольно просто. Возьмите любой липкий материал, например, пластилин, двусторонний скотч, «липучку» или модельный термоклей, поставьте свой любимый музыкальный или тестовый диск и, учитывая все вышесказанное, начинайте экспериментировать. Попробуйте разные варианты мест и ориентирования в каждом. Перед тем как окончательно установить высокочастотник, лучше еще немного послушать и подправить на пластилине.к нигде.

Творческий подход. Настройка и выбор расположения ВЧ-динамика имеют свои нюансы для 2- и 3-компонентных систем. В частности, в первом случае трудно обеспечить близкое расположение высокочастотника и НЧ/СЧ-излучателя. Но в любом случае не надо бояться экспериментировать, – нам встречались такие инсталляции, где ВЧ-головки оказывались в самых неожиданных местах. А есть ли смысл в дополнительной паре высокочастотников? Вот, скажем, американская фирма «Boston Acoustics» выпускает комплекты компонентных АС, где в кроссовере уже предусмотрено место для подключения второй пары ВЧ-головок. Как объясняют сами разработчики, вторая пара необходима для поднятия уровня звуковой сцены В тестовых условиях мы слушали их как дополнение к основной паре высокочастотников и были удивлены, насколько существенно расширяется пространство звуковой сцены и улучшается проработка нюансов

Очень часто поступает вопрос – как построить громкий фронт. Какой мощности подобрать усилитель под громкий фронт с поканальным усилением чтобы получить максимальную громкость? Как выбрать динамики для 3-полосного фронта? Какая мощность нужна под эстрадные динамики?

Задача подбора усилителя по мощности не такая простая, как может показаться на первый взгляд. Мощность динамиков нам известна, если даже не известна, её легко оценить по размеру звуковой катушки. Казалось бы, подбирай усилитель такой же мощности и вперёд. Такая система будет работать долго и счастливо, но не оптимально. Для начала, стоит отметить, что мощность и громкость это не одно и то же. Все мы знаем, что чувствительность динамиков (грубо говоря, громкость на единицу мощности) бывает разная. При подаче сигнала одной мощности, динамик с большей чувствительностью звучит громче. Это очевидно. Кроме того человеческий слух устроен таким образом, что лучше всего мы слышим звук на средних частотах, максимальная чувствительность слуха находится в диапазоне от 500 до 2500 Гц. Звук среднечастотника для нас всегда громче чем басовика или пищалки, даже если на эти динамики подается одинаковая мощность. Отсюда сдедует, что между громкостью и мощностью связь есть, но она не прямая. Именно потому что середину мы слышим лучше, подавляющее большинство систем с громким фронтом построено на среднечастотниках разных размеров.

Как распределяется мощность по полосам звучания

Далее. Громкий фронт – это Обычно это или 2-х или 3-х полосная система. Чтобы подобрать усилители для поканального усиления нужно понимать какие мощности рассеваются («прилетают») по полосам. Музыкальный сигнал принято делить на три диапазона: низкие частоты (НЧ), средние частоты (СЧ), высокие частоты (ВЧ). В 3-х полосной системе каждый диапазон отыгрывает отдельный динамик, в 2-полосной – НЧ/СЧ диапазоны отыгрываются одним динамиком, который называют мидбасом. Музыкальные сигналы – то есть музыка – могут быть совершенно разными, с разным тональным балансом, в каких-то очень много баса, в некоторых много звенящих звуков, есть жанры, в которых используются не музыкальные звуки, которые создают повышенную нагрузку и в СЧ и в ВЧ диапазоне. Что бы учесть все возможные варианты музыкальных сигналов при проектировании акустических систем, в звукотехнике ввели понятие – обобщенный музыкальный сигнал. Это статический шумовой сигнал, усредненный по всем жанрам. Количество верхов, середины и низов в этом сигнале перекрывает любой жанр. Если вы рассчитали систему под обобщенный сигнал, она отыграет музыку с любым тональным балансом в пределах заданной мощности. Важнейшим свойством этой средней по всем жанрам музыки является то, что для нее можно точно выяснить распределение мощности по полосам звучания. Распределение мощности по диапазонам обобщенного звукового сигнала следующее:
низкие частоты: 63 – 250 Гц, 60% общей мощности
средние частоты: 250 – 5000 Гц, 30% общей мощности
высокие частоты: 5000 – 20000 Гц, 10% общей мощности
если систем 2-полосная, на мидбас играющий в диапазоне от 63 до 5000 Гц приходится 90% мощности.
Разделение на частотные диапазоны общепринятое, каноническое. Все современные 2-х и 4-х канальные усилители являются широкополосными и линейными(коэффициент усиления постоянный во всем диапазоне звучания). Поэтому в таких же пропорциях мощность усилителя распределяется по диапазонам. То есть усилитель развивает в Нч диапазоне не более 60% от своего номинала (дальше клип, грязный сигал, сгоревшая катушка), в СЧ диапазоне не более 30%, в ВЧ диапазоне – 10%.

Как подобрать усилители для поканального усиления

Какие практические выводы можно сделать из описанного выше?
1. Если вы подбираете широкополосный усилитель для среднечастотника и хотите чтобы он звучал максимально громко, берите усилитель с номинальной мощностью примерно в 3 раза превышающей номинал динамика. Если вы не будете нагружать динамик басами и выберите нижнюю границу диапазона 250 Гц, этот усилитель выдаст на вашу середину не более трети своей мощности и полностью нагрузит динамик. Получите максимально громкое звучание. Если понизить частоту нижней границы диапазона звучания, это приведет к увеличению рассеиваемой на динамике мощности. Может пойти дым. Стоит понизить уровень громкости или выбрать усилитель с меньшей мощностью, громкость при этом так же снизится.
Усилитель под басовик подбирается по таким же принципам – берете номинал динамика и делите его на 0.6 Получаете номинал усилителя, который нагрузит его полностью в диапазоне от 63 до 250 Гц. Если повысить нижнюю границу, мощность снизится. Если повысить верхнюю границу – нагрузка на динамик вырастет.
С пищалками все несколько сложнее. Номинальная мощность почти никогда не известна. Но почти все современные рупоры построены на одной и той же подвижке, которая выдерживает примерно 10-15 Вт мощности. Уровня их громкости хватает для большинства популярных середин, таких как X6 и подобные.
Нижняя граница ВЧ диапазона в последнее время выбирается не менее 8 КГц, а то и выше, поэтому их мощностью можно пренебречь и выбирать их только по чувствительности. Про чувствительность позже. Не стоит выбирать 8-омные бюджетные пищалки, их чувствительность на много меньше чем 4-омных. Исключение – профессиональные рупоры типа P.Audio
2. Если вы хотите построить сбалансированную 3-полосную систему подбирайте динамики с номинальными мощностями в пропорции НЧ:СЧ:ВЧ – 6:3:1 Если пропорция не соблюдается, максимальная громкость будет определятся тем динамиком, чья доля ниже оптимальной. Например, вы хотите построить 3-полоску с номинальной мощностью 100 Вт. Идеальным решением будет подобрать динамики с номиналами: 60 Вт – НЧ динамик, 30 Вт – СЧ динамик, 10 Вт – ВЧ динамик.
3. Если вы строите 2-полосный фронт, используя мидбас, подбирайте к нему усилитель с таким же или немного большим номиналом. Мощностью пищалки можно не заморачиваться. Если фильтр ВЧ будет её «резать» выше 5 КГц, что чаще всего и бывает в 2-полосных системах, мощность рассеиваемая на пищалках будет незначительной и ею можно пренебречь. Поканальное усиление в 2-полосной системе делать не обязательно, можно подключить пищалку к мидбасам параллельно, использую комплектный конденсатор или сделать чуть более сложный фильтр. Нагрузка на усилитель при этом возрастет не значительно. Общее сопротивление нагрузки будет равно сопротивлению мидбаса.
4. Очень важно! Если вы строите 2-х или 3-х полосную систему с поканальным усилением, нужно подбирать усилители с одинаковой мощностью на все полосы. Такие усилители имеют одинаковые коэффициенты усиления, у них на выходе сигнал с одинаковым уровнем. Небольшое не соответствие громкостей по полосам легко устраняется регулировкой. Если усилители имеют разную мощность, то максимальная громкость системы будет определятся самым слабым из них. Например, очень часто для поканалки покупается мощный усилитель для середин, а на пищалки усилитель блаупункт или мистери с номиналом 50 Вт. Человек выбирает его, руководствуясь соображением: мощность пищалки намного меньше мощности усилителя, его и так с головой хватает. Но, если пищалка включена через фильтр -конденсатор или цифровой фильтр в процессорной голове, не важно – усилитель с номиналом 50 Вт не сможет выдать более 5 Вт чистого сигнала и регулировкой ничего сделать не получится. Дальше усилитель будет клиповать, «грязный» сигнал на выходе прикончит пищалку. Лично я считаю, что слабый усилитель – это единственная причина выхода из строя рупорных пищалок. Особенно если они 8-омные, тогда усилитель клипует на громкости примерно на 3 дБ меньшей по сравнению с 4-омными. Исключением может быть профессиональный ВЧ излучатель с гигантской чувствительностью. Для него мощность усилителя может быть значительно меньше, но в автомобиле применяются они редко из-за огромных размеров.

Подбор динамиков по чувствительности

Теперь вернемся к чувствительности. Как уже говорилось в начале, при одинаковой подводимой мощности разные динамики могут звучать с разной громкостью. Если вы хотите построить систему, в которой звучание по НЧ, СЧ и ВЧ диапазонам будет гармоничным, выбирайте динамики с примерно одинаковой чувствительностью. При подборе динамиков для 3-полоски стоит ориентироваться на чувствительность измеренную на сигнале с амплитудой 2.83В на расстоянии 1м (2.83В/1м) Если указана другая чувствительность – 1Вт/1м – её легко привести к нужной размерности:
-если динамик имеет сопротивление 8 Ом, то для него чувствительность 2.83В/1м такая же как при 1Вт/1м
-если сопротивление динамика 4 Ома, то для него чувствительность 2.83В/1м будет на 3 дБ больше чем при 1Вт/1м
Низкочастотный динамик и середина должны иметь примерно одинаковую чувствительность +/- 0.5 дБ Настроить систему будет не проблема как при поканальном усиление, так и с пассивным кроссовером. Если чувствительность басовика ниже чувствительности середины примерно на 3 дБ, то в системе будет явный провал на басах. Такая ситуация возникает практически всегда, если сопротивление НЧ и СЧ динамиков одинаковое. Найти басовый динамик с такой же чувствительностью как и середина при одинаковом сопротивлении практически не возможно. Это обусловлено конструктивными особенностями басовика. Исключением могут быть басовики построенные на моторе с неодимовым магнитом. Чтобы решить проблему можно использовать динамики с разным сопротивлением: НЧ – 4 Ома, СЧ – 8 Ом. Можно так же удвоить количество басовиков, это тоже даст не достающую громкость в НЧ диапазоне. Если у вас поканальное усиление, можно отрегулировать всю систему по громкости басовика, но в этом случае потенциал середины и пищалки будет использован не полностью.
Вообще, низкая по сравнению с серединами, чувствительность – основной недостаток НЧ динамиков. Кроме того они гораздо крупнее и тяжелее середин при одинаковом типоразмере. Именно поэтому настоящие басовые динамики почти не применяются в громком фронте. В качестве басового в системах сейчас ставят середины большого размера. Некоторые из них могут играть от 100-150 Вт, но отдача на низах у них мизерная и считать эти системы 3-полосными на самом деле нельзя. Это 2-полоски со среднечастотными динамиками разного размера.
Подобрать пищалки по чувствительности очень просто. Как правило она указывается в инструкции и достаточно достоверна. На типовых рупорах она всегда заметно больше чем у популярных среднечастотников. Делается это конечно не случайно. Пищалку очень легко настраивать как при поканальном, так и при пассивном разделении. Избыток высоких частот корректируется либо громкостью соответствующих каналов усилителя, либо гасится включенным последовательно резистором при пассивном разделении.

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ВЧ


   Эта схема ВЧ усилителя передатчика (на 50 МГц) имеет 100 Вт выходной мощности. Данный УВЧ использовал с моим FT-736R для DX SSB. Он усиливает сигнал ровно в 10 раз. Устройство прекрасно подходит для автомобильных радиостанций таксистов, работающих в диапазонах 50 и 27 МГц (с перестройкой контуров).

   Если вы хотите построить этот радиочастотный усилитель, собирайте его на двухсторонней печатной плате — для увеличения площади заземления. Транзистор 2SC2782 нуждается в приличном радиаторе. Максимальная мощность на выходе — 120W.

Схема усилителя мощности ВЧ

Рисунок печатной платы

 

   Технические характеристики усилителя:

  •  Входная Мощность: 10W
  •  Выходная Мощность: 100W
  •  Рабочая Частота: 50-52MHz
  •  Режим работы: FM — SSB
  •  Рабочее Напряжение: 10-16 В постоянного тока
  •  Рабочий Ток: 10 ампер.

   Схема была взята с одного китайского сайта и успешно повторена, только не использовались элементы детектора автоматического переключения приём-передача (на схеме зачёркнуты). Для создания УВЧ на частоты от 100 мегагерц — воспользуйтесь этой радиосхемой.


Поделитесь полезными схемами




СХЕМА ТРАНСФОРМАТОРА

   Рассмотрим типовую схему электронного трансформатора и варианты его подключения в сеть.


ДАТЧИК ПРОТЕЧКИ ВОДЫ

     Самодельный автономный микроконтроллерный датчик протечки воды для кухни и ванной. Использует батареи 9 вольт или адаптер питания.


Усилители мощности

Все рассмотренные нами усилители относятся к категории усилителей на­пряжения, их основное назначение — получение максимального размаха выходного напряжения. Когда требуется большая выходная мощность, например для «раскачки» мощных громкоговорителей или антенн или питания электродвигателей, применяются усилители мощности. Они ха­рактеризуются высоким коэффициентом усиления по мощности, который достигается за счет высоких коэффициентов усиления по напряжению и по току.


       
 

Рис. 30.8. Влияние отвода от первичной обмотки трансформатора в    резонансном контуре. Первичная обмотка L3 играет роль автотрансформатора.

 
 

Рис. 30.9. Транзисторный усилитель мощности звуковой частоты с заземленным эмиттером.

 
 

На рис. 30.9 приведена базовая схема выходного транзисторного каска­да с эмиттером, заземленным по переменному току. Для получения не­искаженного выходного сигнала усилитель должен работать в режиме класса А. КПД такого усилителя мощности очень мал из-за большого тока, потребляемого от источника питания. От этого усилителя можно получить только небольшую мощность. Его можно использовать в авто­мобильном радиоприемнике, где величина потребляемого тока не имеет значения.

Двухтактный режим работы

Двухтактные выходные каскады почти повсеместно используются в со­временных транзисторных усилителях. Двухтактный усилитель содер­жит два транзистора, работающих в режиме классаВ, каждый из кото­рых обеспечивает усиление только одного полупериода входного сигнала.

Двухтактный усилитель с использованием двух идентичных транзисторов

На рис. 30.10 показана упрощенная схема двухтактного усилителя. Эмиттерные переходы транзисторов имеют нулевое напряжение смещения, по­этому каждый из транзисторов проводит ток только в одном из двух чере­дующихся полупериодов входного сигнала. Входной трансформатор Tp1 с отводом от средней точки вторичной обмотки работает как расщепитель фазы.

Рис. 30.10. Двухтактный усилитель мощности с двумя идентичными транзи­сторами и трансформаторным расщепителем фазы.

Два равных и противоположных по знаку (противофазных) сигнала формируются в каждом полупериоде на половинах вторичной об­мотки этого трансформатора: сигнал Va, находящийся в фазе с входным сигналом, и сигнал Vb, противофазный входному сигналу. В то время как положительный полупериод сигнала Vaсоответствует положительному периоду входного сигнала, положительный полупериод сигнала Vbсоот­ветствует отрицательному полупериоду входного сигнала. Транзисторы T1 и T2 открываются, когда потенциал базы транзистора становится по­ложительным по отношению к потенциалу эмиттера. Таким образом, транзистор T1 открыт в течение положительного полупериода сигнала Va. При этом через него протекает ток i1 от эмиттера к коллектору и далее через верхнюю половину первичной обмотки выходного трансфор­матора Tp2 к источнику питания VCC. Этот ток создает положитель­ный полупериод выходного сигнала на вторичной обмотке трансформато­ра Tp2. Транзистор T2 открыт в положительном полупериоде сигнала Vb, при этом ток i2 протекает снизу вверх (в обратном по отношению к току i1 направлении) через нижнюю половину трансформатора Tp2, создавая отрицательный полупериод выходного сигнала на его вторичной обмотке. Выходной трансформатор с отводом от средней точки первичной обмотки объединяет эти два полупериода в один полный период выходного сигна­ла. Транзисторы T1 и T2 включены по схеме с общим эмиттером и имеют при этом относительно высокое выходное сопротивление. Так как сопро­тивление нагрузки выходного каскада очень мало, обычно менее 10 Ом в случае громкоговорителя, всегда используется согласующий трансфор­матор Tp2.

Выходной сигнал двухтактного усилителя с нулевым смещением эмиттерных переходов транзисторов воспроизводится с искажениями типа «ступенька», как показано на рис. 30.10. Эти искажения связаны с нели­нейными участками характеристик двух транзисторов. Искажения воз­никают в те моменты времени, когда один транзистор начинает откры­ваться, а другой — закрываться. Для устранения этих искажений на базы транзисторов подается небольшое напряжение прямого смещения (0,1-0,2 В), как показано на рис. 30.11, где резисторы R1 и R2 образу­ют общую цепь смещения для обоих транзисторов. Нелинейности двух транзисторов компенсируют друг друга, и на выходе воспроизводится не­искаженный сигнал.


Рис. 30.11. Цепь смещения R1R2 устраняет искажения типа «ступенька». 

Транзисторные фазорасщепители

На рис. 30.12 показана схема фазорасщепителя на транзисторе прп-типа. Резисторы R3 и R4 имеют равные сопротивления, для того чтобы полу­чить на выходе два равных по величине и противоположных по знаку си­нусоидальных сигнала, снимаемых с эмиттера и коллектора транзистора. Для обеспечения максимальной величины неискаженного выходного сиг­нала отношение сопротивлений R1 : R2 должно находиться в диапазоне от 2 : 1 до 3 : 1. Типичные значения постоянных напряжений, определя­ющих режим транзистора по постоянному току, указаны на схеме.

Рис. 30.12. Транзисторный фазорасщепитель.

Двухтактный усилитель на комплементарных транзисторах

Двухтактный усилитель мощности на комплементарных транзисторах по­зволяет отказаться от использования как фазорасщепителя на входе, так и трансформатора на выходе. В этом усилителе используются два сим­метричных транзистора, рпр- и npn-типа, называемые комплементарной парой. Принцип его работы основан на том факте, что положитель­ный сигнал открывает прп-транзистор, а отрицательный сигнал — рпр-транзистор. На рис. 30.13 приведена базовая схема двухтактного усили­теля на комплементарных транзисторах (иногда называемая каскадом с дополнительной симметрией). Транзисторы T1 и T2 работают в режи­ме класса В, т. е. в точке отсечки. Используются два источника пи­тания: +VCC и VCC. В положительном полупериоде входного сигнала транзистор T1 открыт, а транзистор T2 закрыт. Ток i1 транзистора T1 создает положительную полуволну тока в нагрузочном резисторе R. В отрицательном полупериоде открывается транзистор T2, и теперь его ток i2, имеющий противоположное току i1 направление, протекает через на­грузочный резистор. Таким образом, на нагрузке формируется полный синусоидальный сигнал, соответствующий двум половинам полного пери­ода входного сигнала. Следует отметить, что в рассматриваемом каскаде транзисторы включены по схеме с общим коллектором, то есть как эмиттерные повторители, поскольку выходной сигнал снимается с эмиттеров транзисторов.

На рис. 30.14 приведена полная схема двухтактного усилителя мощно­сти на комплементарных транзисторах вместе с предвыходным каскадом.

Рис. 30.13. Базовая схема двухтактного усилителя на комплементарных тран­зисторах.


 

Рис. 30.14. Двухтактный усилитель на комплементарных транзисторах с неза­висимой цепью смещения для транзистора T1 предвыходного каскада.

Схема модифицирована для питания от одного источника. Транзистор T1 работает в предвыходном каскаде (предусилителе мощности). Цепь сме­щения R1R2 обеспечивает работу этого каскада в режиме класса А. При подаче питания устанавливается нормальный статический режим тран­зистора T1 (транзистор открыт). Разделительный конденсатор Сз раз­ряжен. Следовательно, потенциал точки А, где соединяются эмиттеры транзисторов T2 и T3, равен нулю. Однако базы этих транзисторов нахо­дятся под положительным потенциалом, определяемым напряжением на коллекторе транзистора T1. Это положительное напряжение открывает транзистор T2. Транзистор T3 (рпр-типа) при этом закрыт. Таким обра­зом, ток i2, протекающий через открытый транзистор, будет заряжать конденсатор C3, как показано на схеме. По мере заряда этого конденса­тора возрастает напряжение в точке А. Процесс зарядки продолжается до тех пор, пока не закроется транзистор T2. Это происходит в тот момент, когда напряжение на эмиттере этого транзистора (в точке А) сравнива­ется с напряжением на его базе.

Если статический режим транзистора T1 выбран таким образом, что его коллекторное напряжение равно 0,5VCC, то транзистор T2 закроется, как только потенциал точки А возрастет до 0,5VCC. В результате схе­ма будет сбалансирована по постоянному току и каждому транзистору будет приложено напряжение, равное половине напряжения источника питания. Транзисторы T2 и T3 оказываются в отсечке (режим класса В) с нулевым напряжением смещения на их эмиттерных переходах, т. е. они находятся на грани включения при отсутствии входного сигнала.

При подаче входного сигнала транзистор T1 находится в проводящем состоянии в течение всего периода, усиливая этот сигнал и обеспечивая «раскачку» выходных транзисторов T2 и T3. Комплементарная пара выходных транзисторов обеспечивает дальнейшее усиление сигнала, как это рыло описано выше при рассмотрении базовой схемы.

Схема на рис. 30.14 имеет низкую стабильность по постоянному то­ру. Любое изменение тока транзистора T1 вызывает изменение статиче­ского режима выходной пары транзисторов, что может привести к иска­жениям выходного сигнала. Для улучшения стабильности использует­ся отрицательная обратная связь по постоянному току, обеспечивающая автоматическую подстройку смещения транзистора T1, как показано на рис. 30.15. Постоянное напряжение, действующее в точке А (0,5Vcc), подается обратно на базу транзистора T1 через резистор обратной связи RF. В этой схеме громкоговоритель подключен к положительной шине источника питания через разделительный конденсатор С3. Заметим, что в такой конфигурации ток транзистора T3 заряжает этот конденсатор, а ток транзистора T2 разряжает его. Вообще, транзистор, включенный «последовательно» с разделительным конденсатором, заряжает его, а включен­ный «параллельно» — разряжает. Через резистор R4 на базы выходных транзисторов подается небольшое напряжение прямого смещения, обеспечивающее уменьшение искажений типа «ступенька». Резисторы R6 и R7 в эмиттерных цепях транзисторов T2 и T3 обеспечивают стабильность по постоянному току, а также неглубокую обратную связь по переменному оку, улучшающую частотные характеристики усилителя.

 

Рис. 30.15. Типичный двухтактный усилитель мощности на комплементарных резисторах. Смещение на базу транзистора Т1 подается через резистор отрицательной обратной связи RF.

Усилители постоянного тока

При усилении сигналов постоянного тока между каскадами действует не­посредственная связь, как показано на рис. 30.16. Напряжение на базу транзистора Т2 напрямую подается с коллектора транзистора Т1. По­этому статический режим (в отсутствие сигнала) транзистора Т2 опре­деляется статическим режимом предыдущего каскада. Отсутствие раз­делительного конденсатора позволяет усиливать самые низкочастотные сигналы.

Усилители постоянного тока подвержены так называемому дрейфу, представляющему собой сдвиг рабочей точки усилителя при изменении температуры. Для устранения дрейфа в схему включаются термисторы (термосопротивления) или другие температурно-чувствительные элемен­ты, как показано на рис. 30.16.

Рис. 30.16. Усилитель с непосредственной связью.

 

Обратная связь в усилителях

На рис. 30.17 показана система с обратной связью, в которой часть вы­ходного напряжения подается обратно на вход усилителя. Напряжение υf есть напряжение обратной связи, которое добавляется к входному на­пряжению υi для получения эффективного входного напряжения ei, дей­ствующего непосредственно на входе усилителя. Цепь обратной связи В передает весь или часть β выходного сигнала обратно на вход усилите­ля. Если выходное напряжение равно υ0, то напряжение обратной связи равно

υf  = βυ0

Эффективный сигнал на входе усилителя υi = ei + υf = ei + βυ0. При введении обратной связи коэффициент усиления становится равным


Рис. 30.17. Обратная связь в усилителях.

При введении отрицательной обратной связи, когда напряжение обрат­ной связи находится в противофазе с входным напряжением, эффектив­ное входное напряжение ei = υi – υf, что приводит к уменьшению коэф­фициента усиления всей системы. При положительной обратной связи ситуация изменяется на обратную: напряжение обратной связи находит­ся в фазе с входным напряжением, и эффективное входное напряжение ei = υi + υf,  т. е. превышает входное напряжение на величину напряже­ния обратной связи, в результате увеличивается коэффициент усиления всей системы.

Используя величины, указанные на рис. 30.17, и предполагая, что дей­ствует отрицательная обратная связь, можно рассчитать некоторые па­раметры системы с обратной связью.

Эффективное входное напряжение ei = 10 — 2 = 8 мВ.

Выходное напряжение υ0 = 8 · 100 = 800 мВ.

 Таким образом, коэффициент усиления системы с обратной связью

Коэффициент обратной связи

Различают обратную связь по току и обратную связь по напряже­нию. При обратной связи по току напряжение обратной связи пропорци­онально выходному току. Например, в схеме на рис. 30.18 такая связь осуществляется через резистор R4. Когда напряжение обратной связи пропорционально выходному напряжению, мы имеем дело с обратной свя­зью по напряжению. В схеме на рис. 30.18 обратная связь по напряжению осуществляется через цепь C2 R3.

Таблица 30.1. Сравнение характеристик систем с отрицательной и положи­тельной обратной связью

Положительная обратная связь

Отрицательная обратная связь

1. Высокий коэффициент усиления

2. Узкая полоса пропускания

3. АЧХ с выбросами

4. Низкое входное сопротивление

5. Высокое выходное сопротивление

6.Вносит нестабильность как по переменному току (возникновение колебательных процессов), так и по постоянному току (неустойчи­вость стационарного режима)

7. Применяется в генераторах

1. Низкий коэффициент усиления

2. Широкая полоса пропускания

 3. Плоская АЧХ

4. Высокое входное сопротивление

5. Низкое выходное сопротивление

6. Улучшается устойчивость системы, как по переменному, так и по постоянному току

 7. Часто применяется для улучше­ния устойчивости и расширения полосы пропускания усилителя

Рис. 30.18. Усилитель на транзисторе, включенном по схеме с ОЭ, с двумя видами обратной связи: по току (через резистор R4) и по напряжению (через цепь C2 R3).

Усилители радиочастоты (УРЧ)

На радиочастотах, например в УКВ-диапазоне, влияние межэлектродных емкостей транзистора, особенно между коллектором и базой, становит­ся очень заметным. Для устранения влияния этих емкостей использу­ется усилитель по схеме с общей базой. Однако в схеме с ОБ транзи­стор имеет низкое входное сопротивление, которое чрезмерно нагружает предыдущий каскад, работающий на усилитель.

Рис. 30.19. Каскодный усилитель.

Для решения пробле­мы существуют два метода. В первом методе используется усилительс ОЭ и схемой нейтрализации обратной связи. Такая схема компенсирует, или нейтрализует, отрицательную обратную связь через емкость перехо­да коллектор-база за счет введения еще одной петли обратной связи, но противоположного знака.

Во втором методе используется усилитель с общим эмиттером, каскодно включенный с усилителем с общей базой (рис. 30.19). Транзистор T1 работает в усилителе с ОЭ, а транзистор T2 — в усилителе с ОБ. Входной сигнал подается на базу транзистора T1. Его эмиттер развязан с шасси через конденсатор С3. Выходной сигнал с коллектора транзистора T1 по­дается на эмиттер транзистора T2, база которого развязана с шасси через конденсатор С1. Смещение обоих транзисторов обеспечивает резисторная цепочка R1R2 R3.

 

Hi-Fi-усилители

Английское сокращение Hi-Fi(high fidelity высокая верность переда­чи или воспроизведения, читается «хи-фи») используется для обозначе­ния высокого качества. Этот термин применяется в звуковоспроизводя­щей аппаратуре, которая обеспечивает реалистичное воспроизведение ис­ходного звука, — другими словами, высокое качество воспроизведения. Hi-Fi-системы должны иметь широкую полосу пропускания (40 Гц — 16 кГц), низкий уровень шумов и воспроизводить звук с минимальными искажениями.

Регулировка тембра

регулировка тембра нужна для расширения или сужения (т. е. изме­нения формы) АЧХ усилителя. Регулировка тембра осуществляется в области нижних (низкочастотный участок АЧХ) и верхних (высокоча­стотный участок АЧХ) звуковых частот. Для этой цели используются самые различные схемы: начиная от простейшей цепи, состоящей из последовательно включенных конденсатора и резистора, до очень сложных систем с использованием обратной связи. На рис. 30.20 приведена схе­ма регулятора тембра с возможностью независимой регулировки тембра в области нижних и верхних звуковых частот. На элементах R1 и C1 выполнен делитель напряжения поступающего сигнала ЗЧ. Поскольку реактивное сопротивление конденсатора C1 мало па высоких частотах, этот делитель обеспечивает ослабление верхних звуковых частот, при­чем степень ослабления зависит от установки движка потенциометра R1. Элементы R2 и C2 образуют еще один делитель. Конденсатор C2 имеет высокое реактивное сопротивление в области нижних звуковых частот, поэтому второй делитель ослабляет эти частоты в степени, зависящей от установки потенциометра R2. 

Рис. 30.20. Схема регулятора тембра.

Громкоговорители

Громкоговоритель представляет собой преобразователь электрической энергии в акустическую или звуковую энергию. Один из факторов, определяющих выбор громкоговорителя, — его АЧХ по звуковому давлению, т. е. диапазон эффективно воспроизводимых им звуковых частот. Еслидиапазон частот, воспроизводимых данным громкоговорителем, недостаточно широк, можно использовать два громкоговорителя, один из которых хорошо воспроизводит нижние, а другой — верхние звуковые частоты. На рис. 30.21 иллюстрируется один возможный способ разбиение частотного диапазона с помощью разделительного (двухполосного) фильтра.

Рис. 30.21. Двухполосный разделительный фильтр для акустической системы с использованием низкочастотного и высокочастотного громкоговорителей.

Разделительный фильтр состоит из фильтра нижних частот L1C1, к выходу которого подключается низкочастотный громкоговоритель, и фильтра верхних частот L2C2, связанного с высокочастотным громко­говорителем.

Другими факторами, влияющими на выбор громкоговорителя, явля­ются его выходная мощность, КПД и сопротивление (для согласования с УЗЧ).

В этом видео рассказывается об усилителе мощности для самостоятельной сборки:

Добавить комментарий

ВЧ усилители — все RF

Что такое ВЧ усилитель?

Радиочастотный усилитель — это электронное устройство, которое используется для усиления маломощного радиочастотного сигнала до сигнала с большей амплитудой. Они используются в передающей и приемной частях беспроводной системы. В цепочке передачи они используются для усиления сигналов перед их отправкой через антенну, а в цепочке приема они используются для усиления слабых сигналов, которые улавливаются антенной с минимальными искажениями.РЧ-усилители имеют широкий спектр применения в секторе беспроводной связи — военные, контрольно-измерительные устройства, мобильные устройства и беспроводная инфраструктура.

Ключевые характеристики при поиске ВЧ-усилителя:

Тип: Существует множество типов ВЧ- и СВЧ-усилителей

  • ВЧ-усилители мощности: Усилители мощности преобразуют маломощные высокочастотные сигналы в сигналы высокой мощности. . Они используются в цепочке передачи для усиления сигнала перед его отправкой через антенну.
  • Малошумящие усилители: RF Малошумящие усилители используются для усиления высокочастотных сигналов при сохранении хорошего отношения сигнал/шум. Малошумящие усилители используются в начале приемной цепи для усиления сигнала с минимальным ухудшением качества.
  • Другие усилители: Существует ряд других усилителей, таких как блоки усиления, дифференциальные усилители, усилители драйвера, усилители-ограничители и т. д. .Единицей измерения частоты является Гц (Герц).

    Усиление (дБ): Усиление ВЧ-усилителя — это отношение выходной мощности к входной мощности или амплитуды. Это мера усиления ВЧ-усилителя.

    Коэффициент шума (дБ): Шум — это нежелательный сигнал, генерируемый до определенного уровня всеми электронными компонентами и устройствами. Коэффициент шума — это показатель шумовых характеристик цепи или системы. Чем ниже коэффициент шума, тем выше отношение сигнал/шум системы.

    Сжатие мощности (дБм или Вт):  Сжатие мощности или P1dB – это точка, в которой входной сигнал усиливается на величину, которая на 1 дБ ниже усиления слабого сигнала устройства. Это точка, выше которой усиление устройства больше не увеличивается линейно при увеличении входной мощности.

    Тип упаковки: ВЧ усилители доступны в корпусах для поверхностного монтажа, в виде кристалла/чипа, в модуле с разъемами, в виде системы и в корпусе для монтажа в стойку.

    все РЧ списки Усилители РЧ от ведущих производителей. Используйте инструменты параметрического поиска, чтобы сузить круг усилителей в соответствии с вашими требованиями. Как только вы найдете продукты, соответствующие вашим спецификациям, просмотрите подробную информацию о продукте, загрузите спецификацию, сравните продукты и запросите расценки. Запросы, генерируемые через все RF, направляются производителям, которые свяжутся с вами с предложением или информацией.

    ВЧ усилители | Высокая мощность

    ВЧ усилители до 500 МГц

    [Стоповые частоты до 500 МГц]

    модуля
    Системы

    Узкополосные и широкополосные радиочастотные модули и системы усилителей для монтажа в стойку, использующие полупроводниковые устройства, включая LDMOS и GaAsFET, в топологиях класса A и класса A/B для диапазонов AM, FM, VHF и UHF с выходной мощностью от 0 дБм до 60 дБм (1 киловатт). ) и выше! Также доступны пользовательские модули.

    ВЧ усилители до 1000 МГц

    [Стоповые частоты до 1000 МГц]

    модуля
    Системы

    Узкополосные и широкополосные высокомощные радиочастотные модули и системы усилителей для монтажа в стойку, использующие полупроводниковые устройства, включая LDMOS и GaAs, в топологиях класса A и класса A/B для приложений с импульсной, AM, ЧМ, непрерывной волной и цифровой модуляцией, включая EW, Radar, Защита от помех, электромагнитных помех и электромагнитного излучения, а также тестирование беспроводной связи.

    ВЧ усилители до 2500 МГц

    [Стоповые частоты до 2500 МГц]

    модуля
    Системы

    Твердотельные микроволновые усилители

    L и S диапазонов 1, 2, 4 и 8 киловатт, устанавливаемые в стойку, идеально подходят для замены непрерывных и импульсных усилителей ЛБВ, использующих технологию GaN, и конкурируют с усилителем ЛБВ по размеру и весу. Также доступна наша широкая линейка модулей высокой мощности, включая поддоны на 25, 50 и 100 Вт для интеграции в вашу собственную конструкцию усилителя мощности.

    ВЧ усилители до 6000 МГц

    [Стоповые частоты до 6000 МГц]

    модуля
    Системы

    Включает ВЧ- и СВЧ-усилители, работающие в диапазоне частот от 500 до 6000 МГц, в одном модуле с устройствами GaN или GaAs. Доступны заказные и стандартные усилители мощности с высокой линейностью, низким коэффициентом шума и очень низким значением вектора ошибки (EVM). Наши стоечные системы и некоторые модули включают в себя автоматическую регулировку усиления (AGC), автоматическую регулировку уровня (ALC) и обнаружение пиковых/импульсных/средних значений, полезных при тестировании OTA, MIMO и CTIA.

    РЧ-усилители | APITech

    РЧ-усилители | АПИТех

    Мы достигаем гарантированных сверхнизких характеристик фазового шума в нашей линейке усилителей серии PM, используя сочетание методов проектирования, выбора материалов и внутренних испытаний.

    APITech разрабатывает усилители с высочайшей производительностью и линейностью в отрасли. Мы предлагаем множество нестандартных вариантов упаковки и можем адаптировать наши проекты в соответствии с вашими требованиями.

    Инженеры APITech обладают опытом и знаниями, позволяющими предлагать усилители с высочайшей производительностью и самым низким уровнем шума, которые только может предложить отрасль. Мы предлагаем множество нестандартных вариантов упаковки и можем адаптировать наши проекты в соответствии с вашими требованиями.

    APITech проектирует и разрабатывает исключительные высокочастотные микроволновые усилители как для коммерческого, так и для оборонного применения. Эти современные конструкции начинаются с 4 ГГц, а конструкции достигают 50 ГГц.

    Предназначенные для поддержки различных системных требований, драйверы и блоки усиления APITech упакованы в конфигурации, необходимые для конкретных приложений заказчика.

    Серия 312 предназначена для работы в суровых условиях и соответствует многочисленным стандартам MIL.Эти модули можно настроить для разных диапазонов GPS, уровней усиления, количества выходов, типов разъемов и многого другого.

    Полная база данных высокопроизводительных усилителей APITech

    ВЧ-усилитель | Цернекс, Инк

    Радиочастотный усилитель (РЧ-усилитель) представляет собой электронный усилитель, преобразующий маломощные радиосигналы в мощные сигналы.Эти устройства распространены во многих различных коммуникационных инструментах и ​​отраслях, и Cernex, Inc. хочет помочь предоставить РЧ-усилители самого высокого качества на рынке. В конце концов, вы никогда не должны соглашаться на что-то меньшее, чем самое лучшее.

    Здесь, в CERNEX, Inc., мы гордимся тем, что предоставляем высококачественные микроволновые печи, соответствующие отраслевым стандартам. компонентов, и одним из наиболее важных таких компонентов является ВЧ-усилитель. Если вам нужны ВЧ усилители для любой инженерный или производственный проект, CERNEX, Inc.рада предоставить вам все, что вы нужно.

    Мы имеем более чем 32-летний опыт производства высококачественных компонентов и инструментов для микроволновых печей, и мы гордимся своей способностью достигать высочайшего уровня качества и производительности всего, что мы создаем. Наша команда разработчиков готова помочь вам получить РЧ-усилитель, который вам нужен для вашего приложения. Позвоните нам сегодня по телефону (408) 541-9226, чтобы узнать больше о наших продуктах и ​​наших процессах.

    ВЧ усилители

    Радиочастотные усилители

    также известны как малошумящие усилители или усилители мощности.Эти радиочастотные усилители используются в оборонной и аэрокосмической промышленности, а также в телекоммуникационной отрасли и новых беспроводных телекоммуникационные сети, такие как 5G. Наши ВЧ-усилители тщательно спроектированы с использованием лучших материалы, поэтому вы можете быть уверены, что каждый аспект, от полосы пропускания до уровней сжатия сигнала, оптимизирован.

    ЦЕРНЕКС, Инк.

    С момента нашего основания в 1988 году преданная своему делу команда экспертов CERNEX, Inc. обеспечивает наилучшее компоненты миллиметрового и микроволнового диапазона для клиентов по всему миру.В результате нашей приверженности качественные продукты и качественный сервис, мы добились устойчивого роста и смогли использовать некоторые из самые яркие умы в бизнесе.

    Выберите Cernex, Inc., чтобы инвестировать в высококачественные детали, которые помогут вам в создании высококачественных продукты. Позвоните нашей команде сегодня по телефону (408) 541-9226, чтобы узнать больше или разместить заказ.


    ©2005 Cernex, Inc.

    Главная | О нас | Продукты | Офис продаж | Занятость | Контактная информация

    Отправить письмо на ПРОДАЖИ@CERNEX.COM для информация или отзыв

    01.04.2020 17:21:55

     

    РЧ-усилители (твердотельные) — линейные, широкополосные и устойчивые к КСВ

    Вся мощь, которая вам нужна… с Легендарная производительность и надежность

    Серия «A»: до 400 МГц / от 25 до 50 000 Вт CW в зависимости от диапазона частот Серия «W»: до 1000 МГц / от 1 до 10 000 Вт CW

    Наши усилители серий «A» и «W» способны обеспечить все сила поля, которая вам нужна.С непревзойденными возможностями несоответствия и превосходной ровности, они обеспечивают всю мощность, обещанную по сравнению с весь рабочий диапазон.

    Мы подвергаем наши усилители самым суровым условиям только для того, чтобы они давали вам надежное обслуживание и производительность в течение длительного времени. Мы тестируем их при различных нагрузках выходного КСВ, чтобы нагрузить их до предела. То единственная проблема, с которой мы столкнулись, заключалась в том, что не было доступных нагрузок для выдерживают огромную мощность до 80 000 Вт, которую наши усилители доставлять.Хотя это остановило бы большинство производителей, еще один вызов нашим талантливым дизайнерам, и мы разработали наш собственный. Все наши твердотельные ВЧ-усилители иметь возможность модуляции, которая будет точно воспроизводить AM, FM или Импульсная модуляция, появляющаяся на входном сигнале для использования в большинстве случаев. требовательных приложений ЭМС.

    Эти технологически продвинутые усилители превосходят норма, выше ожиданий и далеко за пределами возможностей другие тестовые усилители.

    Эти автономные, широкополосные, полностью твердотельные Усилители предназначены для приложений, требующих максимальной производительности. выходная мощность в широкой мгновенной полосе пропускания с высоким коэффициентом усиления. Широкие возможности контроля и отчетности о состоянии доступны как для локально и удаленно. Большинство моделей имеют конструкцию с воздушным охлаждением, в то время как некоторые более мощные блоки имеют конструкцию с жидкостным охлаждением. То сенсорные панели интуитивно понятны, удобны и просты в использовании.

    ВЧ усилители высокой мощности
    модель описание
    2500A225B 2500 Вт CW, 10 кГц — 225 МГц
    5000A225B 5000 Вт CW, 10 кГц – 225 МГц
    10000A225A-А 10000 Вт CW, 10 кГц — 225 МГц, воздушное охлаждение
    12500A225A-L 12500 Вт CW, 10 кГц — 225 МГц, жидкостное охлаждение
    1000А400 1000 Вт CW, 10 кГц — 400 МГц
    1000W1000G 1000 Вт CW, 80–1000 МГц
    1500W1000A 1500 Вт CW, 80–1000 МГц
    2000W1000D 2000 Вт CW, 80–1000 МГц
    3000W1000B 3000 Вт CW, 80–1000 МГц
    4000W1000B 4000 Вт CW, 80–1000 МГц
    6000W1000 6000 Вт CW, 80–1000 МГц
    10000W1000A 10000 Вт CW, 80–1000 МГц
    РЧ-усилители средней мощности
    модель описание
    800A3B 800 Вт CW, 10 кГц — 3 МГц
    150А100Д 150 Вт CW, 10 кГц — 100 МГц
    125А250 125 Вт CW, 10 кГц — 250 МГц
    500А250Д 500 Вт CW, 10 кГц — 250 МГц
    175А400 175 Вт CW, 10 кГц — 400 МГц
    250А400 250 Вт CW, 10 кГц — 400 МГц
    350А400 350 Вт CW, 10 кГц — 400 МГц
    600А400 600 Вт CW, 10 кГц — 400 МГц
    150U1000 150 Вт CW, 10 кГц – 1000 МГц
    250U1000A 250 Вт CW, 10 кГц – 1000 МГц
    500U1000 500 Вт CW, 100 кГц — 1000 МГц
    150W1000B 150 Вт CW, 80–1000 МГц
    250W1000C 250 Вт CW, 80–1000 МГц
    500W1000C 500 Вт CW, 80–1000 МГц
    750W1000B 750 Вт CW, 80–1000 МГц
    ВЧ-усилители малой мощности
    модель описание
    100А400АМ20 100 Вт CW, 4 кГц — 400 МГц — для тестирования BCI
    25А250Б 25 Вт CW, 10 кГц — 250 МГц
    50А250 50 Вт CW, 10 кГц — 250 МГц
    100А400А 100 Вт CW, 10 кГц — 400 МГц
    1U1000 1 Вт CW, 10 кГц — 1000 МГц (без удаленного интерфейса)
    2.5U1000 2,5 Вт CW, 10 кГц — 1000 МГц (без удаленного интерфейса)
    5U1000 5 Вт CW, 10 кГц — 1000 МГц (без удаленного интерфейса)
    10U1000 10 Вт CW, 10 кГц — 1000 МГц
    25U1000 25 Вт CW, 10 кГц — 1000 МГц
    50U1000 50 Вт CW, 10 кГц — 1000 МГц
    100U1000 100 Вт CW, 100 кГц — 1000 МГц
    50W1000D 50 Вт CW, 50–1000 МГц

    Механизм усиления РЧ-мощности

    Усиление РЧ-мощности (PA) является ключом к удовлетворению требований беспроводных приложений, таких как широко распространенные технологии связи и радары.Чтобы понять взаимосвязь компромиссов с требованиями, включая эффективность и потребляемую мощность, диапазон и линейность, в первой части этой серии статей, посвященных основам ВЧ-усилителя, были рассмотрены основные формы сигналов и формулы для расчета подаваемой мощности, выходной ВЧ-мощности и эффективности. . В этой статье предполагались идеальные формы сигналов — отсутствие выбросов или провалов — и идеальный транзистор.

    Мы продолжим эти предположения в этой, второй части, когда мы рассмотрим механизм усиления, как можно классифицировать усилители по схемам, необходимым для генерации сигналов различной формы, и как форма выходного сигнала влияет на эффективность.

    Рисунок 1: Механизм усиления

    Механизм усиления

    Назначение ВЧ-усилителя — увеличить мощность входного ВЧ-сигнала. Это достигается путем подачи на затвор сигнала, скажем, синусоиды с размахом напряжения 3 В, который влияет на напряжение сток-исток (V ds ) и ток (I ds ) таким образом, что их размах напряжения намного больше, скажем, > 60 В (, рис. 1, ).

    Отношение между сигналом на выходе и сигналом на входе является мерой усиления, называемой усилением.Его можно выразить как отношение входного к выходному напряжению, току и мощности, чтобы выразить напряжение, ток и усиление мощности соответственно.

    Обратите внимание, что в Рисунок 1 входной и выходной сигналы различаются только коэффициентом усиления, а форма выходного сигнала практически не изменяется. Тем не менее, это не всегда так.

    Один из способов классификации усилителей — по их режимам работы или классам, которые представляют часть или угол проводимости полного цикла синусоидального входного сигнала, при котором усилитель остается активным.Эти классы усилителей различаются по способу работы, эффективности и линейности.

    В этой статье сравниваются некоторые распространенные классы усилителей, начиная с наиболее линейного, но наименее эффективного класса A и заканчивая все еще линейным (из-за идеального транзистора), но более эффективным классом F и обратным F.

    Класс A

    На основании графика зависимости Ids от Vgs на Рисунке 1 сохранение линейного усиления означает, что синусоидальные колебания напряжения и тока должны оставаться в пределах линейного наклона кривой крутизны и избегать резкого ограничения на краях.Смещение транзистора в центре этой линейной области позволяет усилителю обеспечить наибольший размах (выходную мощность), оставаясь при этом линейным (, рис. 2, ). Это усилитель класса А, который используется, когда требуется высокая линейность и усиление.

    Усилитель класса А проводит полный цикл или 360º (2π) входного сигнала и поэтому эквивалентен источнику тока. Форма волны стока и тока в идеале должны быть синусоидальными.

    Поскольку точка статического смещения находится в центре текущего диапазона, 0.5 А в этом примере усилители класса А всегда проводят постоянный ток стока, даже когда нет размаха ВЧ. Это означает более высокое энергопотребление постоянного тока и влияет на их эффективность. При наибольшем размахе ВЧ КПД определяется как:

    С параметрами, показанными на рис.5 А) = 12,5 Вт и
    Эффективность (%) = (12,5/50) × 100 = 50%

    Даже при идеальном устройстве и полном размахе ВЧ это теоретическая наилучшая производительность, которую мы можем получить от усилителей класса А.

    Класс B

    Усилители класса B решают проблему эффективности класса A. Они делают это, смещая затвор в точке отсечки на характеристической кривой, где транзистор просто отключается, а ток стока в состоянии покоя равен нулю — в конце концов, это идеальный транзистор.

    Рис. 3. В классе B смещение затвора в точке отсечки транзистора означает, что он проводит половину цикла. Обратите внимание на четно-гармонические составляющие выходного тока.

    Таким образом, транзистор проводит половину времени во время размаха ВЧ, и ток стока теперь представляет собой наполовину выпрямленную синусоиду. Напомним, что полувыпрямленная синусоида состоит из четных гармоник. Следовательно, на этих гармониках требуется очень низкий импеданс (короткое замыкание), чтобы поддерживать полувыпрямленную форму выходного тока стока.Выходное напряжение по-прежнему синусоидальное, как и в классе A.

    Поскольку мы предполагаем идеальный транзистор с резкой характеристикой включения, амплитуда тока стока пропорциональна амплитуде возбуждения, создавая линейное усиление.

    Для достижения той же амплитуды, что и полная синусоида на выходе усилителя класса А, или для того, чтобы занимать ту же линейную область характеристик транзистора, размах входной волны должен быть в два раза больше, чем для класса А. Это означает что усилители класса B имеют более низкое усиление, чем усилители класса A.

    Напомним, что постоянный ток полусинусоидальной волны определяется как:

    Подключив это к нашим расчетам эффективности,

    Мощность постоянного тока = 50 В × 1/π A = 15,9 Вт,
    ВЧ-мощность = 1/2 ( 50 В × 0,5 А) = 12,5 Вт,
    и
    КПД (%) = (12,5/15,9) × 100 = 78,5% Усилитель имеет более низкий постоянный ток стока во время полного размаха ВЧ из-за полувыпрямленной синусоидальной формы волны и отсутствия тока покоя.Это приводит к значительному повышению эффективности по сравнению с пределом класса А, но ценой этого является выигрыш. В следующей статье мы увидим, что линейность также является компромиссом по сравнению с классом A.

    Рис. 4. Смещение транзистора ниже отсечки приводит к усилению класса C.

    Класс C

    Усиление класса C возникает, если транзистор смещен ниже порогового значения, так что он активен менее половины цикла (<π).

    В этом случае текущий сигнал начинает выглядеть так, как будто он состоит из серии импульсов ( Рисунок 4 ).Таким образом, постоянная составляющая дополнительно снижается по сравнению с классом B. Выходное напряжение по-прежнему синусоидальное, как и в классах A и B.

    КПД класса C можно увеличить с 78,5%, как в классе B, до 100% за счет уменьшения угла проводимости при все более отрицательном смещении затвора. Однако это происходит за счет гораздо более низкого и нелинейного усиления. Выходная мощность не увеличивается линейно с входной мощностью. Как правило, конструкции класса C соглашаются на компромиссы, которые приводят к эффективности 85%.

    Классы F и инвертированные F

    Усилитель класса F использует математическую зависимость составного прямоугольного сигнала от его основной синусоиды — амплитуда основной гармоники выше амплитуды составного — как обсуждалось в первой части настоящего документа. ряд.

    В классе F полупериодная выпрямленная синусоида для ВЧ-тока уменьшает постоянную составляющую (так же, как в классе B), а прямоугольная волна для ВЧ-напряжения увеличивает V mag основной гармоники, что способствует повышению эффективности ( Рисунок 5 ).

    Рисунок 5: Возведение выходного напряжения в квадрат увеличивает Vmag его основной гармоники, в то время как выходной ток с полувыпрямленной синусоидой представляет то же значение постоянного тока, что и в классе B.

    Использование значений, показанных в Рисунок 5 1/π (1 A) = 15,9 Вт,
    ВЧ-мощность = 1/2 ((4/π × 50 В) × 0,5 A) = 15,9 Вт,
    и
    Эффективность (%) = 15,9 Вт / 15,9 Вт = 100 %

    Таким образом, квадрат напряжения стока приводит к невероятному 100% КПД в идеальном случае. Эффективность 100% достижима только при наличии бесконечного числа гармоник.Если вы ограничены только 3-й гармоникой, то максимально достижимый КПД составляет 88%.

    Значительное сглаживание формы волны напряжения может быть достигнуто путем добавления третьей гармоники (и нечетных гармоник более высокого порядка) волны. Но поскольку входное напряжение представляет собой чистую синусоиду, оно не имеет гармоник.

    Для генерации гармоник входное напряжение увеличивается таким образом, чтобы выходной ток ограничивался путем перевода транзистора в состояние насыщения ( рис. 6 ). Затем напряжение третьей гармоники строится за счет того, что ВЧ-нагрузка имеет бесконечно высокий импеданс (разомкнутая цепь) по отношению к току третьей гармоники.

    Рис. 6. Ток третьей гармоники генерируется при наличии достаточно большого размаха входного напряжения для ограничения тока стока. Затем напряжение третьей гармоники «извлекается» из тока путем представления его с бесконечно высоким импедансом.

    В инвертированном усилителе F-класса напряжение представляет собой полувыпрямленную синусоидальную волну, а ВЧ-ток представляет собой прямоугольную волну.

    Рассмотрим плоскость генератора тока, например, показанную на Рис. 6 для класса F. Работа с инверсией F достигается за счет представления вместо короткого замыкания разомкнутой цепи на второй гармонике.Это развивает напряжение второй гармоники и формирует полувыпрямленное напряжение. Кроме того, короткое замыкание представлено третьей гармонике, чтобы сохранить ток третьей гармоники и построить прямоугольную форму волны тока.

    Это не влияет на эффективность, так как значения DC и RF для напряжения и тока просто меняются местами, как показано ниже:

    ВЧ напряжение

    0.71

    0.71

    0,9

    1

    1

    1

    Rf Текущий

    0.71

    0.71

    0.71

    DC Ток

    1

    0.64

    0.64

    3

    RF Power

    0.5

    0.5

    0.64

    DC Power

    1

    0.64

    0.64

    Эффективность

    50%

    78,5%

    100%

    Мощность пост. 50 В) = 15,9 Вт, КПД
    и
    (%) = 15.9 Вт / 15,9 Вт = 100 %

    Таким образом, F-классы используют тот факт, что присутствие третьей гармоники позволяет увеличить амплитуду основной составляющей. Поскольку пиковое напряжение транзистора имеет максимально допустимый размах, V max , класс F предлагает полезный способ увеличения мощности в пределах этого ограничения.

    Конец идеальности

    Существует множество классов усилителей, некоторые из которых обсуждались здесь ( Таблица 1 ). Мы подсчитали, что класс B более эффективен, чем класс A, из-за более низкой составляющей постоянного тока.Класс F сохраняет это преимущество и увеличивает радиочастотную мощность для достижения максимальной эффективности среди трех классов.

    Однако помните, что в этом обсуждении предполагался идеальный транзистор с характеристиками, которые включают линейную область, окруженную сильно нелинейными пределами при отсечке и насыщении. О токе покоя можно не беспокоиться. Нет «колена» возле насыщения или мягкого включения.

    Следующая часть знаменует собой конец этих предполагаемых идеалов для рассмотрения снижения эффективности.

    Широкополосные ВЧ и СВЧ усилители с полосой пропускания до 67 ГГц

    Широкополосные ВЧ и СВЧ усилители с полосой пропускания до 67 ГГц

    Широкополосные ВЧ и СВЧ усилители

    Уже более 30 лет компания SHF разрабатывает широкополосные радиочастотные и микроволновые усилители.Выдающаяся производительность делает наши усилители подходящими для широкого круга приложений в исследованиях и разработках. Это включает в себя не только оптическую связь, но и спутниковую связь, эксперименты с высокоскоростными импульсами, передачу данных, радиолокационные и антенные измерения.

    Ниже вы найдете подборку широкополосных усилителей СВЧ, например. для вашего приложения OC-192, OC-768, 100GbE или 400G, соответствующего различным требованиям привода при генерации сложных сигналов, например. с LiNbO3 или электроабсорбционными модуляторами.

    SHF-усилители проверены на превосходную производительность не только для NRZ, но и для многоуровневых (например, для PAM или QAM) или аналоговых сигналов (например, OFDM).

    Примечание 1:
    Расчет для синусоидальных сигналов и Z = 50 Ом.
    Для сигналов PAM4 рекомендуется оставаться ниже точки компрессии P1dB, в то время как для сигналов NRZ усилитель может быть переведен в режим насыщения (практически точка компрессии P3dB). Для получения дополнительной информации, пожалуйста, обратитесь к нашей странице часто задаваемых вопросов.

    Примечание 2:
    В отличие от всех других значений, показанных выше, усиление относится к типичным значениям. Гарантированный коэффициент усиления см. в техпаспорте.

    Примечание 3:
    Выходная мощность 10 дБм SHF F840 A указана для каждого плеча дифференциального выхода.

    Если вы согласны, мы будем использовать файлы cookie, чтобы предоставить вам лучший опыт на нашем веб-сайте.Вы можете узнать больше в нашей политике конфиденциальности.

    Согласен Не согласен Настройки

    Закрыть настройки файлов cookie GDPR

    Обзор конфиденциальности

    Наш сайт использует файлы cookie. Вы можете установить свои предпочтения ниже. Больше информации в нашей Политике конфиденциальности.

    Строго необходимо

    Мы храним файл cookie, чтобы сохранить ваши настройки файлов cookie.Кроме того, мы сохраняем файл cookie сеанса, который будет удален при закрытии браузера. Обе функции нельзя отключить, иначе наш веб-сайт не будет работать должным образом (например, при каждом посещении будет отображаться Cookie-баннер).

    Статистика и маркетинг

    Этот веб-сайт использует Google Analytics для сбора анонимной информации, такой как количество посетителей сайта и наиболее популярные страницы.Включение этого файла cookie помогает нам улучшить наш веб-сайт. Кроме того, мы используем Google AdWords с отслеживанием переходов, чтобы адаптировать нашу рекламу на страницах поиска Google.

    Если вы отключите этот файл cookie, мы не сможем сохранить ваши настройки. Это означает, что каждый раз, когда вы посещаете этот веб-сайт, вам нужно будет снова включать или отключать файлы cookie.

    Сначала включите файл cookie баннера, чтобы мы могли сохранить ваши настройки!

    Удобство

    Этот веб-сайт использует Google-Maps для отображения нашего местоположения и YouTube для показа видео.Оба являются сторонними сервисами и могут хранить файлы cookie на вашем компьютере. Отключив, вы не сможете смотреть эти видео или отображать карту.

    Если вы отключите этот файл cookie, мы не сможем сохранить ваши настройки. Это означает, что каждый раз, когда вы посещаете этот веб-сайт, вам нужно будет снова включать или отключать файлы cookie.

    Сначала включите файл cookie баннера, чтобы мы могли сохранить ваши настройки!

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.