Cunoașteți elementele de bază ale amplificatoarelor de putere?

Cu atât de multă atenție asupra IBOC, este oportun să facem un pas înapoi și să revizuim principiile de bază ale amplificatoarelor RF.

Transmițătorul radio este o colecție de etape. Fiecare etapă modifică semnalul într-un fel pentru a produce ieșirea dorită. În prima etapă, un oscilator sau un excitator generează frecvența de operare dorită. Ieșirea din această secțiune este apoi ridicată la valoarea de ieșire a transmițătorului specificată. Această creștere a puterii poate fi prin intermediul unor etape de amplificare succesive mai mari sau în unele cazuri, unde ieșirea excitatorului este suficientă, direct la amplificatorul de putere final (PA) al transmițătorului.

Semnalul RF transmis trebuie să conțină anumite informații. În difuzare, informațiile transmise iau forma de vorbire sau muzică și se numește modulare. Cu modularea amplitudinii (AM), purtătorul RF este variat ca putere (amplitudine) la o viteză în funcție de frecvența sunetului.

Figura 1. Într-un amplificator de clasa A, nu circulă curent de grilă până când grila nu este pozitivă. Funcționarea neliniară are loc atunci când curentul de grilă nu mai urmărește curentul plăcii.

Indiferent de unde are loc modularea purtătorului, este esențial ca etapa de amplificare să producă un semnal curat, amplificat liniar.


De la inceput

Primii transmițători au utilizat modularea amplitudinii și aceasta a continuat într-o formă sau alta timp de aproximativ 100 ani. Este probabil cea mai simplă metodă de modulare, necesitând doar posibilitatea de a varia puterea de ieșire a unui stadiu RF prin modificarea semnalului audio de intrare.

În modulul de frecvență 1930s (FM) a fost dezvoltat. Se realizează prin variația frecvenței semnalului RF transmis în locul amplitudinii. Au fost dezvoltate diverse metode de producere a modulării frecvenței, inclusiv sisteme mecanice comune și schimbătoare de faze. Modulația de fază produce același efect într-un receptor FM ca și modularea frecvenței.

Etapa finală a transmițătorului poate fi direct modulată (în AM) sau primește un semnal RF (FM) deja modulat. Mulți transmițători moderni de emisie utilizează module în stare solidă în etapele lor de amplificare a puterii, cu toate acestea, există încă un număr considerabil de emițătoare care continuă să utilizeze tuburi de vid în etapele finale. Dispozitivele cu stare solidă oferă o reducere considerabilă a costurilor de operare, iar utilizarea lor oferă posibilitatea, în cele mai multe cazuri, de a schimba un modul defect pe un transmițător de operare, fără a fi necesar să oprească.


Cunoașteți A, B, Cs

Cea mai importantă caracteristică a unui amplificator este liniaritatea. Aceasta este abilitatea etapei de a amplifica toate părțile cu aceeași cantitate, astfel încât toate semnalele să fie amplificate în mod egal.

Într-un amplificator de clasă A, curentul curge constant și nu este întrerupt în nici o parte a ciclului. Într-un proiect de tub, acest lucru este realizat prin furnizarea de tensiune negativă suficientă negativă a rețelei de control pentru a se asigura că niciodată nu este pozitiv peste 0V în niciun moment al ciclului.

Aceasta înseamnă că nu circulă curent de rețea și sursa nu este necesară pentru a produce nicio putere de acționare. De exemplu, dacă semnalul de intrare are o balansare 30V și prejudecata este -30V, tensiunea de rețea ar oscila între -60V și 0V și nu ar curge curentul plăcii.

Figura 2. Atunci când un amplificator de clasa B este puternic afectat, vârfurile pozitive determină curentul de grilă și curgerea curentului plăcii într-o serie de impulsuri cu jumătate de undă.

Deoarece amplificatorii de clasa A sunt inerent ineficienți în ceea ce privește tensiunea și curentul cerute, acestea nu sunt utilizate în general în ziua de azi în emițătoarele de difuzare comercială. În schimb, amplificatoarele de clasă B și de clasă C sunt comune sau variații ale circuitelor clasei B și ale clasei C, cum ar fi un amplificator de clasă AB.

Odată cu introducerea sistemelor de modulare a duratei pulsului și a funcționării digitale, amplificatoarele s-au schimbat considerabil, dar faptele de bază încă se aplică.

Principiile amplificării rămân aceleași indiferent dacă este un tub sau un amplificator cu stare solidă. Din cauza proliferării emițătorilor de mare putere care încă mai folosesc tuburi, luați în considerare caracteristicile de control ale unui amplificator de tuburi de vid.

Figura 1 prezintă caracteristicile dinamice ale unui amplificator cu tub triod. Linia solidă reprezintă curentul plăcii. Intersecția acestei linii și axa de tensiune a rețelei negative arată punctul de întrerupere la care tubul este atât de puternic polarizat încât nu curge niciun curent de placă. Pe măsură ce prejudecata negativă este scăzută și trece prin zero în regiunea pozitivă, curentul de plăci crește. Cu cât crește mai abrupt curentul plăcii cu cât tensiunea rețelei devine pozitivă, cu atât este mai mare transconductanța tubului. Aceasta controlează factorul de amplificare. Deoarece tensiunea RF suprapusă este aplicată rețelei de control, prejudecata devine mai negativă pe vârfurile negative și mai puțin negativă pe vârfurile pozitive. Cu toate acestea, grila nu va deveni niciodată pozitivă, astfel încât să nu curgă niciun curent de grilă.

Diferențe în opțiuni

Diferența majoră dintre diversele clase de amplificatoare în proiectarea tuburilor este nivelul de tensiune aplicat rețelei de control a amplificatorului de putere. În clasa A, deoarece curentul plăcii nu este niciodată întrerupt, eficiența unui amplificator de clasa A este scăzută, aproximativ 30 la sută, la fel și puterea de ieșire. Operația clasei AB se realizează permițând curgerii unei cantități mici de curent.

În funcționarea clasei B, prejudecata grilei de control este crescută, astfel încât curentul plăcii este doar la întrerupere. Porțiunea pozitivă a semnalului aplicat va face ca curentul plăcii să curgă imediat. Oricât de negativ ar merge grila, curentul plăcii nu va curge niciodată. Acest tip de operație necesită o tensiune de semnal suficientă pentru a conduce rețeaua pozitivă. Curentul plăcii de vârf este ridicat și, uneori, curentul mediu al plăcii folosește două tuburi în funcționare push-pull. Figura 2 prezintă caracteristicile de operare. Puterea este o serie de jumătăți de undă cu o eficiență de aproximativ 65 la sută.

Funcționarea clasei C este similară, cu excepția faptului că grila de control este părtinită mult mai târziu. Curentul plăcii curge doar cu excitație ridicată și poate ajunge la saturație. Eficiența este ridicată, în jur de 90 la sută. Cu toate acestea, forma de undă poate fi prost distorsionată în funcționarea claselor B și C. Din această cauză, impedanța de încărcare corectă trebuie să conțină o componentă rezistivă pentru a dezvolta puterea necesară. Aceasta este de obicei rezistența de intrare a liniei de transmisie.

Dacă sunteți interesat de amplificatorul de putere și echipamentul emițătorului FM / TV, vă rugăm să ne contactați:[e-mail protejat] .

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje