Kjenner du til det grunnleggende om kraftforsterkere?

Med så mye oppmerksomhet på IBOC er det riktig å gå tilbake og gjennomgå de grunnleggende prinsippene for RF-forsterkere.

Radiosenderen er en samling scener. Hvert trinn endrer signalet på en eller annen måte for å produsere ønsket utgang. I det første trinnet genererer en oscillator eller en eksiterer ønsket driftsfrekvens. Utgangen fra dette avsnittet blir deretter hevet til den spesifiserte senderutgangsverdien. Denne effektøkningen kan være ved hjelp av suksessivt større forsterkningstrinn eller i noen tilfeller, når eksitatorutgangen er tilstrekkelig, direkte til den endelige effektforsterkeren (PA) til senderen.

RF-signalet som sendes, må ha noe informasjon. I kringkasting tar informasjonen som sendes form av tale eller musikk og kalles modulering. Med amplitude modulation (AM) varieres RF-bæreren i styrke (amplitude) med en hastighet avhengig av lydens frekvens.

Figur 1. I en klasse A-forsterker flyter ingen nettstrøm før nettet blir positivt. Ikke-lineær drift oppstår når nettstrømmen slutter å spore platestrømmen.

Uansett hvor modulering av bæreren finner sted, er det viktig at forsterkningstrinnet gir et rent, lineært forsterket signal.


Fra begynnelsen

De tidligste senderne brukte amplitude-modulasjon, og dette har fortsatt i en eller annen form i omtrent 100 år. Det er sannsynligvis den enkleste metoden for modulering, som bare krever muligheten til å variere effektutgangen til et RF-trinn ved å variere inngangssignalet.

I 1930s ble frekvensmodulering (FM) utviklet. Det oppnås ved å variere frekvensen til det sendte RF-signalet i stedet for amplituden. Ulike metoder for å produsere frekvensmodulering er utviklet, inkludert vanlige mekaniske systemer og faseendringssystemer. Fasemodulasjon gir samme effekt i en FM-mottaker som frekvensmodulering.

Det siste trinnet i senderen kan være direkte modulert (i AM), eller den mottar et allerede modulert RF-signal (FM). Mange moderne sendere bruker solid-state-moduler i sine effektforsterkertrinn, men det er fremdeles et betydelig antall sendere som fortsetter å bruke vakuumrør i de siste stadiene. Solid state-enheter gir betydelig reduksjon i driftskostnader, og bruken av dem gir muligheten, i de fleste tilfeller, til å endre en defekt modul på en driftssender uten å måtte slå av.


Kjenn A, B, Cs

Det viktigste kjennetegnet ved en forsterker er linearitet. Det er scenens evne til å forsterke alle deler med samme mengde, slik at alle signaler forsterkes likt.

I en forsterker i klasse A strømmer strøm konstant og blir ikke avbrutt under noen del av syklusen. I en rørdesign oppnås dette ved å tilføre tilstrekkelig negativ skjevspenning til styringsnettet for å sikre at det aldri blir positivt over 0V når som helst i syklusen.

Dette betyr at det ikke strømmer noen nettstrøm og kilden ikke er nødvendig for å produsere drivkraft. Hvis for eksempel inngangssignalet har en 30V-sving og forspenningen er -30V, vil nettspenningen svinge mellom -60V og 0V, og ingen platestrøm vil strømme.

Figur 2. Når en klasse B-forsterker er kraftig avkoblet, forårsaker de positive toppene nettstrøm og platestrøm i en serie halvbølgepulser.

Fordi klasse A-forsterkere i seg selv er ineffektive med tanke på nødvendig spenning og strøm, blir de vanligvis ikke brukt i dag i kommersielle sendere. I stedet er klasse B- og klasse C-forsterkere vanlige eller varianter av klasse B- og klasse C-kretser, for eksempel en klasse AB-forsterker.

Med introduksjonen av pulsvarighet-modulering og digitale operasjonssystemer har forsterkere endret seg betydelig, men de grunnleggende fakta gjelder fortsatt.

Prinsippene for forsterkning forblir de samme uansett om det er et rør eller en solid-state-forsterker. På grunn av spredningen av sendere med høy effekt som fortsatt bruker rør, bør du vurdere kontrollegenskapene til en vakuumrørforsterker.

Figur 1 viser de dynamiske egenskapene til en triode-rørforsterker. Den heltrukne linjen representerer platestrømmen. Skjæringspunktet mellom denne linjen og den negative nettspenningsaksen viser avskjæringspunktet der røret er så tungt negativt partisk at ingen strømstrøm flyter. Når den negative skjevheten reduseres og passerer gjennom null inn i det positive området, øker platestrømmen. Jo mer bratt platestrømmen stiger når nettets spenning blir positiv, desto større er transkonduktansen til røret. Dette styrer forsterkningsfaktoren. Når den overlagrede RF-spenningen tilføres styringsnettet, blir skjevheten mer negativ på negative topper og mindre negativ på positive topper. Rutenettet vil imidlertid aldri bli positivt, slik at ingen nettstrøm vil strømme.

Forskjeller i alternativer

Den største forskjellen mellom de forskjellige klassene for forsterkere i rørdesign er spenningsnivået som påføres forsterkerens kontrollnett. I klasse A, fordi platestrømmen aldri kuttes fullstendig, er effektiviteten til en klasse A-forsterker lav, omtrent 30 prosent, og det samme er effekten. Class AB-drift oppnås ved å la en liten mengde nettstrøm flyte etter behov.

Ved drift av klasse B økes forspenningen på kontrollnettet, slik at platestrømmen bare er ved avskjæring. Den positive delen av det påførte signalet vil føre til at platestrømmen strømmer umiddelbart. Uansett hvor langt negativt rutenett går, vil strømstrømmen aldri strømme. Denne typen operasjoner krever tilstrekkelig signalspenning til å drive nettet positivt. Toppplatestrømmen blir hevet, og noen ganger bruker gjennomsnittsplatestrømmen to rør i push-pull-drift. Figur 2 viser driftsegenskapene. Utgangen er en serie med halvbølger med en virkningsgrad på omtrent 65 prosent.

Klasse C-drift er lik bortsett fra at kontrollnettet er forspent langt forbi avskåret. Platestrømmen strømmer bare med høy eksitasjon og kan nå metning. Effektiviteten er høy, rundt 90 prosent. Imidlertid kan bølgeformen bli dårlig forvrengt i drift av klasse B og C. På grunn av dette må riktig belastningsimpedans inneholde en resistiv komponent for å utvikle den nødvendige kraften. Dette er vanligvis inngangsmotstanden til overføringslinjen.

Hvis du er interessert i effektforsterker og FM / TV-senderutstyr, er du velkommen til å kontakte oss:[e-postbeskyttet] .

Legg igjen en beskjed 

Meldingsliste