Перейти к содержанию
    

Усилитель мощности и модуляция

 Есть набор модуляций передатчика (G)FSK, 4(G)FSK, (G)MSK , OOK.  Подбираю схему УМ на транзисторах, надо 5-6Вт 170МГц. для примера беру транзистор MRF134. Два типа схем линейная и класс E. В линейных все по взрослому, согласование по входу и выходу. Схемы  громоздкие. В классе E схема почти примитивная. Смещение на Gate и конденсатор развязки, по выходу ФНЧ. Не понимаю такую вещь. Входной импеданс транзистора не зависит от типа схемы и сосем не пахнет 50 Ом, сильно комплексный, но разработчики в классе E на это забили и просто вкачивают мощность на вход, при этом приводят график S11 прекрасно согласованный на 50 Ом, по выходу аналогично к комплексному импедансу цепляют ФНЧ и дальше нагрузка 50Ом и показывают спектр где первая гармоника 6Вт. ну и много других в полосе до 600МГц, но ниже -20dBm. Привлекает то что схема очень компактная, ну и кпд получше линейной. Два вопроса. Что все так просто и куда исчезает комплексность. Второй, а какую модуляция можно использовать в классе Е? и почему нельзя использовать какие то другие (из списка)?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Какой то странный вопрос про класс E. В учебниках все же разжевано, и про особенности видов модуляции для этого класса. Если лень читать, то берете MWO или ADS. Там все это есть, в примерах, даже анализ. Да и дремучие виды модуляции у вас.

...

На вход транзистора, работающего в ключевом режиме, подается высокочастотный сигнал, полезная информация в котором содержится в его частоте и фазе. Амплитудная модуляция в нем отсутствует, поэтому усилители класса E в основном подходят только для усиления сигналов с угловой модуляцией, таких как F3E, G3E для аналоговых сигналов или F1D, G1D (виды модуляции GMSK, MSK, FFSK) для цифровых видов модуляции.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

3 часа назад, MW_Юрий сказал:

Что все так просто и куда исчезает комплексность.

На самом деле меня тоже в перспективе интересуют вопросы применения класса E в том же диапазоне и достигнутые реально КПД. Если и когда что-нибудь получится, просьба отписаться.

По комплексному входному сопротивлению могу предположить следующее. Транзистор работает в ключевом режиме. Для НЧ ключей входной импеданс практически по барабану, базовый резистор можно выбирать с допуском 200%. Скорее всего, на ВЧ схожая ситуация, от того и отношение к S11 такое наплевательское.

Предположу также, что для эффективной работы класса Е нужно закачивать на вход не синус, а импульсы определенной скважности, т.е. сложность формирования сигнала переносится в предыдущие каскады.

Ну и про модуляцию поддержу предыдущего оратора: АМ и все виды модуляции, где меняется амплитуда, категорически противопоказаны.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

8 hours ago, Aner said:

Какой то странный вопрос про класс E. В учебниках все же разжевано, и про особенности видов модуляции для этого класса. Если лень читать, то берете MWO или ADS. Там все это есть, в примерах, даже анализ. Да и дремучие виды модуляции у вас.

 

Не вижу ни какого смысла тратить время на моделирование и тем более книжки читать, ибо эта тема стара с бородой лет 30 и масса статей с подробными результатами моделирования в основном в ADS.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

7 hours ago, V_G said:

 

По комплексному входному сопротивлению могу предположить следующее. Транзистор работает в ключевом режиме. Для НЧ ключей входной импеданс практически по барабану, базовый резистор можно выбирать с допуском 200%. Скорее всего, на ВЧ схожая ситуация, от того и отношение к S11 такое наплевательское.

Предположу также, что для эффективной работы класса Е нужно закачивать на вход не синус, а импульсы определенной скважности, т.е. сложность формирования сигнала переносится в предыдущие каскады.

 

В ряде статей практических с моделями S11 уделяют внимание как важному параметру и приводят обязательно S11 и что удивляет прекрасное согласование. Прочел внимательней и народ тоже интересуется как это и приводит сравнительные характеристики усилителей со схемой согласования и просто емкость и все. Вывод такой. Согласование тщательное (это много лишних компонентов) немного увеличивает выходную мощность по сравнению с просто конденсатором и поэтому на практике все это согласующее хозяйство выбрасывается. Касательно входного сигала никаких импульсов не формируется, обычный синус, но мощность должна быть такой чтобы транзистор уверенно переключался ON/Off и при этом одна часть полуволны запирает глухо транзистор (при этом аналогично работает смещение на Gate), другая полностью открывает. Форма импульса на Drain по напряжению кривой импульс с размахом от 0 до 55В (для MRF134), а ток чистый синус с размахом 600mA, ну а выход фильтруют простым ФНЧ как бы все подчистить, но спектр с хорошим хламом после первой гармоники.

Ну собственно ответ по модуляциям я здесь получил и вполне меня устроит, т.к. использую GFSK. Использовать MRF134 не собираюсь, т.к. на порядок дороже бюджетных транзисторов и питание запредельное 28В, это как пример популярный. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

34 minutes ago, MW_Юрий said:

В ряде статей практических с моделями S11

Вот дошло (все же полезно общение) откуда у комплексного выхода вдруг практически чистый синус на нагрузке 50 Ом. На выходе применяют не согласующий ФНЧ в классическом виде и высокодобротную резонансную схему, которая конечно не такая и добротная , т.к работает на 50ОМ. Т.е. этот усилитель может работать только на реактивную нагрузку (если выбросить выходной резонатор, то все загнется) и поэтому у него на Drain_не 28В, а 55В. Если выходной импеданс сильно увеличить, то будет и 1000В. Проблема такого усилителя уверен будет в полосе. Достаточно сьехать с резонансной частоты и все развалится, а вот на сколько человечество умалчивает и человечество умалчивает работу таких усилителей как реактивных приборов. Тогда вопрос возникает, а с каким спектром по модуляции такие схемы могут работать.

Изменено пользователем MW_Юрий

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

39 минут назад, MW_Юрий сказал:

Касательно входного сигала никаких импульсов не формируется, обычный синус

Я почему так разумничался по этому поводу: почитал кое-какие отечественные статьи и даже автореферат кандидатской (уже в 21 веке) по поводу моделирования усилителя класса Е. Там они оперируют какими-то убогими частотами типа 800 кГц. Вот и подумал, что на более высоких частотах надо формировать достаточно узкий базовый (затворный) импульс, и этим волшебством владеют только импортные разработчики...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 hours ago, V_G said:

Я почему так разумничался по этому поводу: почитал кое-какие отечественные статьи и даже автореферат кандидатской (уже в 21 веке) по поводу моделирования усилителя класса Е. Там они оперируют какими-то убогими частотами типа 800 кГц. Вот и подумал, что на более высоких частотах надо формировать достаточно узкий базовый (затворный) импульс, и этим волшебством владеют только импортные разработчики...

Ну не спорю и интересно что то такое почитать. А физический принцип что на НЧ, что на ВЧ ничем не отличаются. Я имел дело с разработкой и реализацией осцилляторов, работающих на резонаторы на 120кГц и на 100МГц. Везде законы одинаковые. А вот вопрос с модуляцией остался открытым, т.к. добротность таких нагрузок высокая и полоса соответственно узкая, а это уже принципиальное ограничение для GFSK и пр. в части быстродействия. Грубо я прикинул на 170МГц добротность порядка 300, а это полоса на уровне -3dB около 550кГц, ну в принципе тоже неплохо. Но опять но, это на идеальные 50 Ом, а антенн таких не бывает. В общем вопросов много, а это признак неприятностей на практике.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

06.07.2020 в 09:54, V_G сказал:

и этим волшебством владеют только импортные разработчики...

 Вот моя поделка, вроде "узкий" импульс. Это автогенератор на 1,5 МГц.  Входная активная мощность для цепей затворов 425 mW  в каждом из двух sic транзисторов. Выходная мощность на активной нагрузке 300 W.  Кпд по симулятору 95% а реально 90%. Добротность нагруженного выходного контура Q=11

2020-07-09_13-40-20.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

18 hours ago, тау said:

 Вот моя поделка, вроде "узкий" импульс. Это автогенератор на 1,5 МГц.  Входная активная мощность для цепей затворов 425 mW  в каждом из двух sic транзисторов. Выходная мощность на активной нагрузке 300 W.  Кпд по симулятору 95% а реально 90%. Добротность нагруженного выходного контура Q=11

2020-07-09_13-40-20.png

15 лет назад я своял осциллятор аналогичный на 100МГц. Мощность не помню но не более 5 Вт, больше не надо было, а надо было в  LC резонаторе раскочегарить напряжение на стоке, получилось не менее 1500В для поджига плазмы в баллоне, который в резонаторе. Помню вещь хлипкая, транзисторы горели как спички. На затворе нужно было удерживать 0.5-1В (тоже не помню сколько точно), а на стоке под 1500В и по затвору все это выбивало, дальше защита. В общем сильно это мне не нравилось. А В линейном режиме тоже работал осциллятор и тоже 1000В и никаких проблем. Грелся очень даже, так это и хорошо, им стал греть баллон и плазма поджигалась мгновенно, что и стало патентом. Касательно предмета предмета УМ 170МГц сейчас отказался по причине 58В на стоке, а предельно для транзистора 60В и транзистор стоит $60.0, а надо $3.0. В общем ушел в линейный усилитель, уже готова схема и рсв. Разница всего на 10% хуже кпд и габариты не радуют. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А чем не устроили вас RD15HVF1 мицубишевские? Как раз под ваши 170МГц и дадут поболее 5-6Вт при желании. Да и цена много ближе к $3.0. Да не E класс, не более 60% кпд. Еще меньше в размерах вариант от тошибы 2SK3476, цена еще меньше.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

5 hours ago, Aner said:

А чем не устроили вас RD15HVF1 мицубишевские? Как раз под ваши 170МГц и дадут поболее 5-6Вт при желании. Да и цена много ближе к $3.0. Да не E класс, не более 60% кпд. Еще меньше в размерах вариант от тошибы 2SK3476, цена еще меньше.

Мне 15Вт совсем не нужно, а нужно 5Вт. Я использую и уже нарисовал полностью УМ RD06HVF1 , кпд прилично выше на 10%, токи божеские, 2SK3476 неплохо в части корпуса, остальное не лучше. Стоит SK в 2 раза дороже. Корпус не определяет габариты, а все габариты в схеме согласования вход, выход. Пришлось отказаться от схемы Toshiba и отмоделировать свою минимальную и оптимальную и она с трудом лезет в заданные габариты. Есть еще сильный конкурент у NXP и цена $3, вот уже выбросил и не помню название. Отказался т.к. они вообще не используют на 170, а начинают с 470, а S параметры не дают и типовую схему на 170 не имеют.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...