Перейти к содержанию
    

Как достигается большая мощность на нагрузке при небольшом питании

Возможно вопрос в тему к схемотехникам, если что, поправите.

Поясню откуда появился такой вопрос. Имеется микросхема усилителя мощности AH314 (даташит прилагаю). У неё точка P1DB = +33 дБм (это два Ватта). Простейшим расчётом определяем, что на нагрузке 50 Ом при заданной мощности нужно иметь размах напряжения в 28.25 В (пик-пик). Вот и непонятно, откуда возьмётся такой размах напряжения, если питание микросхемы всего 5В.

Р. S. Сильно не пинайте, именно в таких вопросах новичок. Заранее спасибо!

AH314.pdf

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для получения большей мощности при фиксированном напряжении нужно чтобы усилитель работал на нагрузку с меньшим чем 50 Ом сопротивлением. Делают это с помощью пассивных согласующих цепей между выходом усилителя и антенным выходом.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для получения большей мощности при фиксированном напряжении нужно чтобы усилитель работал на нагрузку с меньшим чем 50 Ом сопротивлением. Делают это с помощью пассивных согласующих цепей между выходом усилителя и антенным выходом.

Но данная микросхема работает именно в 50-омном тракте, значит её нагрузка 50 Ом. Или я что-то не так понимаю?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Но данная микросхема работает именно в 50-омном тракте, значит её нагрузка 50 Ом...
Элементы на схеме применения из вашего даташита между выводами микросхемы 11...13 и выходным разъемом J2 (подписан как тоже входной) стоят не просто так.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Возможно вопрос в тему к схемотехникам, если что, поправите.

Поясню откуда появился такой вопрос. Имеется микросхема усилителя мощности AH314 (даташит прилагаю). У неё точка P1DB = +33 дБм (это два Ватта). Простейшим расчётом определяем, что на нагрузке 50 Ом при заданной мощности нужно иметь размах напряжения в 28.25 В (пик-пик). Вот и непонятно, откуда возьмётся такой размах напряжения, если питание микросхемы всего 5В.

Р. S. Сильно не пинайте, именно в таких вопросах новичок. Заранее спасибо!

Да так и будет. Объясняется все в теории линейных, нелинейных цепей. Так просто в двух словах, вам не объяснить. В переходных процессах напряжение также может превышать напряжение питания, это не удивляет?

 

Для получения большей мощности при фиксированном напряжении нужно чтобы усилитель работал на нагрузку с меньшим чем 50 Ом сопротивлением. Делают это с помощью пассивных согласующих цепей между выходом усилителя и антенным выходом.

Неверно в корне. При меньшем сопротивлении в нагрузке чем 50 Ом, в 50 Омном волновом тракте будет происходить рассогласование и часть мощности удет возвращена источнику. Вследствии такого рассогласования мощность в нагрузке упадет. А часть отраженной мощности будет рассеиваться ( греть) источник или выходной транзистор. КСВ будет расти при уменьшении сопротивления. Часто в даташитах приводят допустимые значения ксв на короткое время, например 1:10; 1: 20.

 

Но данная микросхема работает именно в 50-омном тракте, значит её нагрузка 50 Ом. Или я что-то не так понимаю?

Все верно в 50-омном тракте ( это волновое сопротивление ) нужно стремиться обеспечить 50 Омную нагрузку, чтобы иметь максимальный кпд и минимальный ксв 1:1. На это зачастую трудно обеспечить, из-за комплексного характера нагрузки. Часто согласование обеспечивается пассивными согласующими элементами C, L, трансформаторами, балунами и тп.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Классика из студенческого курса радиопередающих устройств. Просто когда-то мы все это учили, а потом ударились в цифру и вся аналоговая техника вылетела из головы.

Здесь фокус в том, что реальное нагрузочное сопротивление усилителя мощности делается меньше, чем стандартное волновое сопротивление тракта 50 Ohm, а значит при малой амплитуде напряжения, получается большая мощность. В Вашем конкретном случае при амплитуде напряжения 5V (определяется напряжением питания) нагрузочное сопротивление должно быть R=V^2/(2*P)=6,25 Ohm. Далее узкополосная согласующая цепь должна трансформировать эти 6,25 Ohm в 50 Ohm.

Изменено пользователем Proffessor

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Да так и будет. Объясняется все в теории линейных, нелинейных цепей. Так просто в двух словах, вам не объяснить. В переходных процессах напряжение также может превышать напряжение питания, это не удивляет?

Может отошлёте туда, где можно почитать (желательно к понятным руководствам, а не к академическим вещам) или "на досуге" набросаете объяснение.

Неверно в корне. При меньшем сопротивлении в нагрузке чем 50 Ом, в 50 Омном волновом тракте будет происходить рассогласование и часть мощности удет возвращена источнику. Вследствии такого рассогласования мощность в нагрузке упадет. А часть отраженной мощности будет рассеиваться ( греть) источник или выходной транзистор. КСВ будет расти при уменьшении сопротивления. Часто в даташитах приводят допустимые значения ксв на короткое время, например 1:10; 1: 20.

Да и согласующая цепочка состоит из меньшего сопротивления, а не из большего, на которой (по идее) размах напряжения (именно напряжения) должен быть ещё меньше, чем на 50-омах.

 

Здесь фокус в том, что реальное нагрузочное сопротивление усилителя мощности делается меньше, чем стандартное волновое сопротивление тракта 50 Ohm, а значит при малой амплитуде напряжения, получается большая мощность. В Вашем конкретном случае при амплитуде напряжения 5V (определяется напряжением питания) нагрузочное сопротивление должно быть R=V^2/(2*P)=2,5 Ohm. Далее узкополосная согласующая цепь должна трансформировать эти 2,5 Ohm в 50 Ohm.

Вот, вроде бы, понятно объясняете, спасибо. Но почему-то не покидает чувство, что "Что-то здесь не так!" :biggrin: :biggrin: А как вы эти 2,5 Ома посчитали. Да и формула вроде как не R=V^2/(2*P) , а просто R=V^2/P и тогда получается, что R=5^2/P=0,75 Ом

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Элементы на схеме применения из вашего даташита между выводами микросхемы 11...13 и выходным разъемом J2 (подписан как тоже входной) стоят не просто так.

Выход микросхемы также неидеален и близок к 50 омам, вот эти элемены и являются элементами согласования, чтобы на выходе получить максимально близкое значение к тем 50 омам волнового, во всей полосе частот. Хотя это не обеспечивается на 100%, это показано на диаграмме Смитта.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А как вы эти 2,5 Ома посчитали. Да и формула вроде как не R=V^2/(2*P) , а просто R=V^2/P и тогда получается, что R=5^2/P=0,75 Ом

Здесь под V подразумевается не эффективное напряжение, а амплитуда. А Veff=Vamp/sqrt(2). Тогда P=V^2/2R и отсюда соответственно...

Изменено пользователем Proffessor

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Здесь под V подразумевается не эффективное напряжение, а амплитуда. Тогда P=V^2/2R и отсюда соответственно...

Извиняюсь, обсчитался (вместо Ватт подставил дБм :biggrin: :biggrin: ) Но тогда R=5В^2/(2Ватт*2)=6,25 Ом. Так верно?

 

Уважаемый Aner. Как Вы считаете, объяснение Proffessora близко к истине?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Уважаемый Aner. Как Вы считаете, объяснение Proffessora близко к истине?

 

Он же вам все расписал, а Вы еще сомневаетесь)))

И узкая выходная полоса как ничто лучше подтверждает наличие на выходе согласующего трансформатора на 50 ом.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Можно также предположить, что внутри микросхемы на выходе мощность суммируется.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

За ссылку спасибо. Но суть вопроса в этой видео не раскрывается )))

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

33dBm на синусе -амплитуда 14В. Выход биполярный, значит балансный выход (0:+7) и (+7:0) даст 14В.

Линейность вообще только до 25dBm, или амплитуда 5.6В

 

Если выход "прямоугольник", то 25dBm это 4В. А 33dBm это 10В. Все вообще в питание укладывается.

10В балансно это (0:+5) и (+5:0).

 

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...