|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Liniowe tranzystory mikrofalowe do wzmacniaczy mocy. Dane referencyjne
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Materiały referencyjne Obecny poziom rozwoju REA i jego bazy elementarnej umożliwia obecnie tworzenie całkowicie półprzewodnikowych nadajników VHF FM i telewizyjnych o mocy wyjściowej do 5 kW [1,2]. Tory wzmacniające oparte na szerokopasmowych wzmacniaczach tranzystorowych mają szereg zalet w stosunku do lampowych. Przetworniki półprzewodnikowe są bardziej niezawodne, bezpieczne elektrycznie, łatwe w użyciu i łatwiejsze w produkcji. Dzięki blokowo-modułowej konstrukcji nadajnika awaria jednego z bloków wzmacniacza końcowego nie prowadzi do zakłócenia transmisji, ponieważ transmisja będzie kontynuowana do momentu wymiany bloku, tylko ze zmniejszoną mocą. Ponadto tor szerokopasmowy wzmacniacza tranzystorowego nie wymaga dodatkowego dostrajania do określonego kanału w paśmie częstotliwości pracy [3]. Powszechnie przyjmuje się, że niezawodność nadajnika zależy przede wszystkim od niezawodności zastosowanych elementów aktywnych. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych liniowych tranzystorów mikrofalowych dużej mocy, których cechy konstrukcyjne i technologia wykonania zapewniają znaczne wydłużenie ich czasu międzyawaryjnego, problem zwiększenia niezawodności nadajników półprzewodnikowych zyskał fundamentalne rozwiązanie [4]. . Rosnące wymagania dotyczące wskaźników technicznych i ekonomicznych nadajników telewizyjnych VHF FM i dużej mocy, a także osiągnięty poziom krajowej technologii w zakresie tworzenia krzemowych tranzystorów bipolarnych dużej mocy, pobudziły rozwój nowej klasy urządzeń - liniowe tranzystory mikrofalowe dużej mocy. Instytut Badawczy Technologii Elektronicznych (Woroneż) opracował i produkuje ich szeroką gamę do użytku w zakresie długości fal metrowych i decymetrowych. Tranzystory są specjalnie zaprojektowane do stosowania w nadajnikach telewizyjnych i radiowych dużej mocy, przemiennikach, w szczególności w przemiennikach telewizyjnych z łączonym wzmacnianiem sygnałów dźwiękowych i obrazowych, a także w wielokanałowych wzmacniaczach sygnału stacji bazowych systemu łączności komórkowej [5]. ]. Tranzystory te spełniają niezwykle rygorystyczne wymagania dotyczące liniowości charakterystyki przenoszenia, mają margines rozpraszania mocy, a co za tym idzie, zwiększoną niezawodność. Strukturalnie takie tranzystory są wykonane w obudowach metalowo-ceramicznych. Ich wygląd pokazano na rys. 1 (pokazano przypadki nie wszystkich wymienionych w artykule tranzystorów; brakujące można zobaczyć w artykule [6]). Wysokie właściwości liniowe i częstotliwościowe struktur tranzystorowych są realizowane dzięki zastosowaniu precyzyjnej technologii izoplanarnej. Warstwy dyfuzyjne mają szybkość projektową submikronową. Szerokość elementów emiterowych topologii wynosi około 1,5 μm przy ich niezwykle rozbudowanym obwodzie.
W celu wyeliminowania awarii spowodowanych wtórnym przebiciem elektrycznym i termicznym, struktura tranzystora jest uformowana na krzemowym chipie z dwuwarstwowym kolektorem epitaksjalnym i rezystorami stabilizującymi emiter. Tranzystory zawdzięczają również długotrwałą niezawodność zastosowaniu wielowarstwowej metalizacji na bazie złota. Tranzystory liniowe o mocy rozpraszania większej niż 50 W (z wyjątkiem KT9116A, KT9116B, KT9133A) mają z reguły wbudowany konstrukcyjnie układ dopasowujący wejście LC, wykonany w postaci mikrozespołu opartego na wbudowanym w kondensator MIS oraz układ wyprowadzeń przewodów. Wewnętrzne układy dopasowujące umożliwiają rozszerzenie pasma częstotliwości pracy, uproszczenie dopasowania wejść i wyjść, a także zwiększenie wzmocnienia mocy Cp w paśmie częstotliwości. Jednocześnie tranzystory te są „zbalansowane”, co oznacza, że na jednym kołnierzu znajdują się dwie identyczne struktury tranzystorowe, połączone wspólnym emiterem. Takie rozwiązanie konstrukcyjne i techniczne umożliwia zmniejszenie indukcyjności wyjścia wspólnej elektrody, a także przyczynia się do rozszerzenia pasma częstotliwości i uproszczenia dopasowania. Przy załączeniu przeciwsobnym tranzystorów zbalansowanych potencjał ich punktu środkowego jest teoretycznie równy zeru, co odpowiada sztucznemu stanowi „masy”. Takie włączenie faktycznie zapewnia około czterokrotny wzrost wyjściowej impedancji zespolonej w porównaniu z impedancją jednocyklową przy tym samym poziomie sygnału wyjściowego oraz skuteczne tłumienie składowych parzystych harmonicznych w widmie sygnału użytecznego. Powszechnie wiadomo, że jakość transmisji telewizyjnej zależy przede wszystkim od tego, jak liniowa jest charakterystyka przenoszenia toru elektronicznego. Zagadnienie liniowości jest szczególnie dotkliwe przy projektowaniu węzłów do wspólnego wzmacniania sygnałów obrazu i dźwięku ze względu na występowanie składowych kombinowanych w widmie częstotliwości. Dlatego trójtonowa metoda zaproponowana przez zagranicznych ekspertów do oszacowania liniowości charakterystyki przenoszenia krajowych tranzystorów została przyjęta przez poziom tłumienia składowej kombinowanej trzeciego rzędu. Metoda opiera się na analizie rzeczywistego sygnału telewizyjnego o stosunku sygnału o częstotliwości nośnej obrazu -8 dB. -16 dB częstotliwości pasma bocznego i -7 dB częstotliwości nośnej audio w stosunku do mocy wyjściowej w szczycie obwiedni. Tranzystory do wspólnego wzmocnienia, w zależności od zakresu częstotliwości i mocy, powinny zapewniać wartość współczynnika kombinacyjnych składowych MOH, z reguły nie więcej niż -53 ... -60 dB. Rozważana klasa tranzystorów mikrofalowych ze ścisłą regulacją tłumienia składowych kombinacyjnych została nazwana za granicą tranzystorami nadliniowymi [7]. Należy zauważyć, że tak wysoki poziom liniowości jest zwykle realizowany tylko w modzie klasy A, gdzie możliwa jest maksymalna linearyzacja modowa charakterystyki przenoszenia.
W zakresie miernika, jak widać z tabeli, istnieje wiele tranzystorów, reprezentowanych przez urządzenia KT9116A, KT91166, KT9133A i KT9173A o mocy szczytowej wyjściowej Rvmx.peak odpowiednio 5,15, 30 i 50 watów. W zakresie fal decymetrowych taką serię reprezentują urządzenia KT983A, KT983B, KT983V, KT9150A i POS o РВВ1Х, PIK równym 0,5, 1,3,5, 8 i 25 W. Tranzystory superliniowe są zwykle stosowane we wzmacniaczach wspólnych (w trybie klasy A) przemienników telewizyjnych i modułach wzmacniaczy mocy nadajników o mocy do 100 watów. Jednak stopnie wyjściowe potężnych nadajników wymagają mocniejszych tranzystorów, które zapewniają niezbędny poziom górnej granicy liniowego zakresu dynamicznego podczas pracy w korzystnym trybie energetycznym. Akceptowalne zniekształcenia harmoniczne przy wysokim poziomie sygnału można uzyskać stosując wzmocnienie dzielone w trybie klasy AB. Na podstawie analizy warunków termofizycznych pracy tranzystora oraz cech kształtowania się liniowości sygnału jednotonowego opracowano serię tranzystorów mikrofalowych specjalnie do trybu pracy w klasie AB. Liniowość charakterystyk tych urządzeń metodą obcą szacuje się na podstawie poziomu kompresji (kompresji) wzmocnienia w odniesieniu do mocy sygnału jednotonowego - współczynnika kompresji Kszh lub w inny sposób - określa moc wyjściową przy pewien znormalizowany Kszh. Do użytku w zakresie fal miernika w trybie klasy AB dostępne są teraz tranzystory KT9151A o mocy wyjściowej 200 W i tranzystory KT9174A - 300 W. Dla zakresu decymetrowego opracowano tranzystory 2T9155A, KT9142A, 2T9155B, KT9152A, 2T9155V, KT9182A o mocy wyjściowej od 15 do 150 W. Po raz pierwszy możliwość stworzenia modułowych nadajników półprzewodnikowych w zakresie decymetrowym ze wspólnym wzmocnieniem sygnałów obrazu i dźwięku o mocy 100 W zademonstrowali specjaliści NEC [8]. Później podobne nadajniki powstały na domowych tranzystorach mikrofalowych dużej mocy 12, 9]. W szczególności w [9] opisano oryginalne badania nad rozszerzeniem zakresu zastosowania tranzystorów dużej mocy KT9151A i KT9152A przy tworzeniu stuwatowych modułów wspólnego wzmocnienia w trybie klasy A. 3-krotność wartości nominalnej w trybie klasy AB . Specjaliści z Nowosybirskiego Państwowego Uniwersytetu Technicznego przeprowadzili badania nad wykorzystaniem domowych tranzystorów mikrofalowych dużej mocy w modułach telewizyjnych wzmacniaczy mocy z oddzielnym wzmocnieniem. na ryc. 2 przedstawia schemat blokowy wzmacniacza mocy sygnału obrazu dla kanałów telewizyjnych od 1 do 5 o szczytowej mocy wyjściowej 250 watów. Wzmacniacz wykonany jest według schematu oddzielnego wzmacniania sygnałów obrazu i dźwięku. Dla kanałów 6 - 12 wzmacniacz wykonuje się w podobny sposób z dodaniem stopnia pośredniego na tranzystorze KT9116A pracującym w trybie klasy A w celu uzyskania wymaganego wzmocnienia.
W stopniu wyjściowym tranzystory KT9151A pracują w klasie AB. Jest montowany zgodnie ze schematem zrównoważonym przeciwsobnym. Pozwala to na uzyskanie znamionowej mocy wyjściowej przy dość prostych układach dopasowujących przy całkowitym braku „echa zasilającego” i poziomie składowych parzystych harmonicznych nie większym niż -35 dB. Nieliniowość charakterystyki amplitudowej wzmacniacza ustawia się przy małym sygnale, wybierając przesunięcie punktu pracy w każdym stopniu, a także korygując nieliniowość w modulatorze wideo wzbudnicy. Schemat blokowy wzmacniacza mocy dla kanałów telewizyjnych 21–60 pokazano na ryc. 3. Stopień wyjściowy wzmacniacza jest również wykonany zgodnie ze zrównoważonym schematem przeciwsobnym.
Aby zapewnić dopasowanie szerokopasmowe i przejście z obciążenia asymetrycznego na symetryczne w stopniach wyjściowych wzmacniaczy kanałów 6 - 12, 21 - 60, jako obwód korekcyjny zastosowano dwuprzewodowy filtr dolnoprzepustowy. Indukcyjność pierwszego ogniwa obwodu dopasowującego jest realizowana w postaci odcinków paskowych mikrolinii na elementach ogólnej topologii płytki drukowanej. Cewki drugiego ogniwa są wyjściami bazy tranzystorów. Budowa tych wzmacniaczy odpowiada rys. 2 i 3. Separację mocy na wejściu stopni wzmacniających i jej dodanie na ich wyjściu oraz dopasowanie wejść i wyjść do standardowego obciążenia wykonano za pomocą sprzęgaczy kierunkowych XNUMXdB. Konstrukcyjnie każdy sprzęgacz wykonany jest w postaci uzwojeń bifilarnych (linii ćwierćfalowych) na ramie umieszczonej w obudowie ekranującej. W ten sposób nowoczesne domowe liniowe tranzystory mikrofalowe umożliwiają tworzenie potężnych - do 250 W - modułów wzmacniaczy telewizyjnych. Przy zastosowaniu akumulatorów takich modułów możliwe jest zwiększenie mocy wyjściowej podawanej na tor antena-zasilacz do 2 kW. W ramach nadajników opracowane wzmacniacze spełniają wszystkie współczesne wymagania dotyczące właściwości elektrycznych i niezawodności. Mocne liniowe tranzystory mikrofalowe zaczęto ostatnio szeroko stosować również do budowy wzmacniaczy mocy dla stacji bazowych systemu komunikacji komórkowej. Zgodnie z ich poziomem technicznym, mikrofalowe tranzystory liniowe o dużej mocy, opracowane przez NIIET, mogą być wykorzystywane jako baza elementarna do tworzenia nowoczesnego sprzętu nadawczego, telewizyjnego i innego krajowego sprzętu gospodarczego i amatorskiego. literatura
Autorzy: A.Assessors, V.Assessors, V.Kozhevnikov, S.Matveev, Voronezh
Sztuczna skóra do emulacji dotyku
15.04.2024 Żwirek dla kota Petgugu Global
15.04.2024 Atrakcyjność troskliwych mężczyzn
14.04.2024
▪ Elektroniczne buty nawigacyjne dla turystów ▪ Właściwości przeciwwirusowe bananów ▪ Norwegia żegna się z radiem FM ▪ Kompaktowa bateria Urbn Nano 20000 mAh ▪ Kontakty stoczniowców starożytnego Rzymu i Wietnamu
▪ sekcja serwisu Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki. Wybór artykułów ▪ artykuł Hertz Heinrich Rudolf. Biografia naukowca ▪ artykuł Namiot parasolowy. Wskazówki podróżnicze ▪ artykuł Płynne kompozycje do czyszczenia brezentowych i brezentowych butów. Proste przepisy i porady ▪ artykuł Prosta antena UHF. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony