Coñeces os conceptos básicos dos amplificadores de potencia?

Con tanta atención en IBOC, é apropiado dar un paso atrás e revisar os principios básicos dos amplificadores de RF.

O transmisor de radio é unha colección de escenarios. Cada etapa modifica o sinal dalgún xeito para producir a saída desexada. Na primeira etapa, un oscilador ou excitador xera a frecuencia de funcionamento desexada. A saída desta sección elévase entón ao valor de saída do transmisor especificado. Este aumento de potencia pode ser mediante etapas amplificadoras sucesivamente maiores ou nalgúns casos, onde a saída excitadora é suficiente, directamente ao amplificador de potencia final (PA) do transmisor.

O sinal de RF transmitido debe levar algunha información. Na transmisión, a información transmitida toma a forma de fala ou música e chámase modulación. Coa modulación de amplitude (AM), a portadora de RF varía en forza (amplitude) a un ritmo dependendo da frecuencia do son.

Figura 1. Nun amplificador de clase A, non circula corrente de rede ata que a rede sexa positiva. A operación non lineal prodúcese cando a corrente da rede deixa de rastrexar a corrente da placa.

Independentemente de onde se produza a modulación da portadora, é esencial que a etapa amplificadora produza un sinal limpo e linealmente amplificado.


Dende o principio

Os primeiros transmisores utilizaban a modulación de amplitude e isto continuou dunha forma ou doutra durante uns 100 anos. Probablemente sexa o método de modulación máis sinxelo, que require só a capacidade de variar a potencia de saída dunha etapa de RF variando o sinal de audio de entrada.

Na década de 1930 desenvolveuse a modulación de frecuencia (FM). Conséguese variando a frecuencia do sinal de RF transmitido no canto da amplitude. Desenvolvéronse varios métodos de produción de modulación de frecuencia, incluídos sistemas comúns mecánicos e de cambio de fase. A modulación de fase produce o mesmo efecto nun receptor FM que a modulación de frecuencia.

A fase final do transmisor pode estar directamente modulada (en AM) ou recibir un sinal RF (FM) xa modulado. Moitos transmisores de transmisión modernos usan módulos de estado sólido nas súas etapas de amplificador de potencia, con todo, aínda hai un número considerable de transmisores que seguen a usar tubos de baleiro nas súas etapas finais. Os dispositivos de estado sólido proporcionan unha redución considerable dos custos operativos e o seu uso proporciona a capacidade, na maioría dos casos, de cambiar un módulo defectuoso nun transmisor operativo sen ter que apagar.


Coñece os A, B, Cs

A característica máis importante dun amplificador é a linealidade. Esa é a capacidade do escenario para amplificar todas as partes na mesma cantidade para que todos os sinais se amplifiquen por igual.

Nun amplificador de clase A, a corrente flúe constantemente e non se corta durante ningunha parte do ciclo. Nun deseño de tubo, isto conséguese subministrando suficiente tensión de polarización negativa á rede de control para garantir que nunca supera os 0V en ningún momento do ciclo.

Isto significa que non circula corrente de rede e que a fonte non é necesaria para producir ningunha potencia da unidade. Por exemplo, se o sinal de entrada ten un balance de 30 V e o sesgo é de -30 V, a tensión da rede oscilaría entre -60 V e 0 V e non fluiría ningunha corrente de placa.

Figura 2. Cando un amplificador de clase B está moi cortado, os picos positivos provocan o fluxo de corrente de rede e de placa nunha serie de pulsos de media onda.

Debido a que os amplificadores de clase A son inherentemente ineficientes en termos de tensión e corrente requiridos, non se usan hoxe en día nos transmisores de transmisión comerciais. Pola contra, os amplificadores de clase B e clase C son comúns ou variacións dos circuítos de clase B e clase C, como un amplificador de clase AB.

Coa introdución da modulación de duración do pulso e dos sistemas de operación dixital, os amplificadores cambiaron considerablemente, pero os feitos básicos aínda se aplican.

Os principios de amplificación seguen sendo os mesmos independentemente de se se trata dun amplificador de estado sólido ou de tubo. Debido á proliferación de transmisores de alta potencia que aínda utilizan tubos, considere as características de control dun amplificador de tubo de baleiro.

A figura 1 mostra as características dinámicas dun amplificador de tubo triódico. A liña continua representa a corrente da placa. A intersección desta liña e o eixe de tensión da rede negativa mostra o punto de corte no que o tubo está tan polarizado negativamente que non circula corrente de placa. A medida que o sesgo negativo diminúe e pasa a través de cero á rexión positiva, a intensidade da placa aumenta. Canto máis forte aumenta a corrente da placa a medida que a tensión da rede se fai positiva, maior será a transcondutancia do tubo. Isto controla o factor de amplificación. A medida que se aplica a tensión de RF superposta á rede de control, a polarización faise máis negativa nos picos negativos e menos negativa nos picos positivos. Non obstante, a rede nunca será positiva polo que non fluirá ningunha corrente.

Diferenzas de opcións

A principal diferenza entre as distintas clases de amplificadores nos deseños de tubos é o nivel de tensión aplicado á rede de control do amplificador de potencia. Na clase A, debido a que a corrente da placa nunca se corta completamente, a eficiencia dun amplificador de clase A é baixa, aproximadamente o 30 por cento, e tamén a potencia de saída. A operación de clase AB conséguese permitindo que flúa unha pequena cantidade de corrente segundo a necesidade.

Na operación de clase B, a polarización da grella de control increméntase de xeito que a corrente da placa está xusto ao cortarse. A porción positiva do sinal aplicado fará que a corrente da placa flúa inmediatamente. Por moi negativa que sexa a rede, a corrente da placa nunca fluirá. Este tipo de operación require unha tensión de sinal suficiente para impulsar a rede. A intensidade máxima da placa é elevada e ás veces a corrente media da placa usa dous tubos na operación push-pull. A figura 2 mostra as características de funcionamento. A saída é unha serie de medias ondas cunha eficiencia de aproximadamente o 65 por cento.

O funcionamento da clase C é similar, agás que a cuadrícula de control está sesgada con moito tempo. A corrente da placa só flúe con gran excitación e pode alcanzar a saturación. A eficiencia é alta, ao redor do 90 por cento. Non obstante, a forma de onda pode distorsionarse gravemente na operación de clase B e C. Debido a isto, a impedancia de carga correcta debe conter un compoñente resistivo para desenvolver a potencia requirida. Esta é normalmente a resistencia de entrada da liña de transmisión.

Se estás interesado en amplificadores de potencia e equipos transmisores de FM / TV, non dubides en contactarnos:[protexido por correo electrónico] .

Deixar unha mensaxe 

Lista de mensaxes