12V beslemeli 50 ohm'luk bir 5W vericiye sahip olmak nasıl mümkün olur?

Diyelim ki bir frekansta bir taşıyıcı dalga üreten bir devreniz var (diyelim ki 27MHz diyelim) ve 50 ohm'luk bir kukla yüke bağlı (ki topladığım devre analizi amaçlı bir antene eşdeğer). Ve regüle edilmiş 12V güç kaynağı ile çalışır.

Yani taşıyıcı dalganın 12 volt pik-tepe olduğunu, bu da 4.242 volt RMS olduğunu düşünün. formülüne göre , bu yaklaşık 0.36W'lık bir güç çıkışı sağlar. Hatta 50 içine, 12V ortalama gücü göz ardı Ê 2.88W olduğunu. Ve dalga formunun zirvesi aslında 6V ve 50 ohm'da sadece 0.72W.$P = (V_{rms})^2/R$$\Omega$

Daha sonra bu 12V (5W veya daha fazla) gibi devreler 12V (birkaç voltluk bir güç kaynağı ile veya verir)?

• http://www.rason.org/Projects/transmit/transmit.pdf (Bu, çıktı oluşturulduğunda aslında 7W'ın üzerinde olduğunu bildirir)

• http://www.radanpro.com/Radan2400/Transmitter/5-Watt%20Transmitter%20by%20SM0VPO.htm

50 ohm'luk bir yükten ortalama 5W istiyorsanız, neredeyse 45V'luk bir tepe-tepe voltajına ihtiyacınız olacaktır. 100W için, zirveye 200V pik olan bir sinyale ihtiyacınız olacak! Her nasılsa insanların radyolarını bu kadar yüksek voltajlarla çalıştırdığından şüpheliyim.

Anlamadığım şey, birinin sabit yük ve sabit besleme voltajı olan bir devreden nasıl daha fazla güç aldığıdır. Amplifikatörünüz bile olabilir 100A teslim, ben V / R =; Bir 12V kaynağı ile Ohm yasası, zirvede bile, sadece 0,72A yükleyeceğini ve yükün 0,72 W yayıldığını söylüyor.

Bir şekilde gerilimi gerekli seviyeye yükseltmek için bir şekilde bir yükseltici transformatör kullanabileceğimi düşünüyorum, ikincil voltaj için birincil akımda ticaret akımı, ancak yukarıdaki devrelerin hiçbiri bunu yapmaz. Bunun yanı sıra, dünyadaki tüm empedans eşleştirme ağları bu yükte size daha fazla voltaj getirmeyecektir.

Açıkladığım her şey yanlış olabilir ve bu yüzden açıkladım. Lütfen kavramsal yanlış anlamalarımı çözmeme yardım edin :)

Tüm bunların anahtarı "empedans uyumu" dur. Amplifikatöre düşük bir empedans kullandığını düşünmeniz gerekir (böylece 5 V beslemeden bol miktarda akım kaynaklayabilir ve böylece çok fazla güç üretebilir). O zaman "sihirli olarak" bu akımları çok daha yüksek bir voltajda 50 ohm sürmek için dönüştürmeniz gerekir.

Bu bir empedans eşleştirme ağı ile yapılır. Ağı yöneten denklemleri yazdığınızda, girişteki düşük empedans ve çıkışta yüksek (50 ohm) empedans gibi görünmesi gerekir (ilgilenilen frekansta - bu şeyler çalışmak için ayarlanmalıdır).

Empedans eşleştirmesi yapmanın birçok yolu vardır: giriş empedansınız 5 ohm ise ve 27 MHz'de 50 ohm çıkış empedansıyla eşleştirmek istiyorsanız, basit bir LC devresi kullanabilirsiniz

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/jwmatcher/matcher2.html kullanarak ve uygun parametreleri girerek "hesapladım" .

Burada olan şey, kaynaktaki alternatif voltajın (empedans R1 ile) rezonant LC devresine akımı yönlendirmesidir. Bunlar seri olarak değiştirildiğinden, düşük empedansa benzerler - ancak gerçekte çıkışta elde edilebilecek voltaj dalgalanmaları çok yüksektir - giriş voltajlarından çok daha yüksektir. C1 empedansını Z1 (= 1 / jwC) ve L1 empedansını Z2 (jwL) olarak yazarak bunların birleştirilebileceğini görürsünüz:

$X_1 = R_1 + Z_1$
$X_2 = R_2 * Z_2 / (R_2 + Z_2)$

Şimdi giriş voltajı bölünür, böylece çıkış voltajı

$V_{out}/V_{in} = X_2 / (X_1 + X_2)$

$$\begin{align} &= \frac{(R_2 * j \omega L)}{(R_2 + j \omega L) (R_1 + \frac{1}{j \omega C} + \frac{R_2 * j \omega L}{R_2 + j \omega L})}\\ &= \frac{R_2 * j \omega L} {(R_1 + \frac{1}{j \omega C})(R_2 + j \omega L) + R_2 * j \omega L}\\ &= \frac{R_2 * j \omega L}{R_1R_2 + j(R_1 \omega L - \frac{R_2}{\omega C}) - \frac{L}{C}) + R_2 * j \omega L}\\ &= \frac{R_2 * j \omega L}{R_1R_2 - \frac{L}{C} + j(R_1\omega L - \frac{R_2}{\omega C} + R_2 \omega L)}\\ \end{align}$$

Şimdi alttaki hayali terim

$R_1 \omega L = R_2 (\omega L - \frac{1}{\omega C})$

veya

$\frac{R_1}{R_2} = 1 - \frac{1}{\omega ^2 LC}$

$\omega = \sqrt{\frac{1}{LC}}$

Yukarıdaki bağlantı size aynı şeyi yapacak çok sayıda alternatif devre verir - ancak sonuçta verimli bir verici için, ilgi frekansında (yansıma olmadan) gerçek empedansa sahip olmak istersiniz - ve eşleşen devre bunu sizin için, neredeyse herhangi bir empedans (elbette bileşenlerin doğru değerleri ile).

Bu şemalardan birine bakarsanız, her yerde indüktörler vardır. Transformatör kullanmadan daha yüksek voltaj üretmenin birçok yolu vardır. Gerçekten, arabalarda kullanılan bir kıvılcım bobinine bakın. Akımı oluşturarak ve sonra keserek büyük voltajlar üretiyorsunuz ve bu cihaz "transformatörsüz". Bu devreler farklı şekillerde çalışır, ancak akımda bir değişiklik ile gerilim artışı ana fikri her ikisi için de geçerlidir. "Güçlü mike" (ilk bağlantı) kondansatör "Pi" ve "T" zinciri ile rezonanstır. Lythal tasarımı (ikinci bağlantı) da rezonanstır, ancak bir transformatör ile, bir ferrit sümük kullanılmamasını bile (kaybolan) not eder ve rezonansı azaltır.

Sürücü transistörünün çıkış empedansı oldukça düşük olabilir. Böylece RF amplifikatörü çok fazla akım çekebilir. 12V'de yaklaşık 6 watt olacak yarım amper deyin. 24 ohm gibi görünüyor. Ardından, antendeki 50 ohm'a kadar eşleştirmek için bir transformatörden geçin. Voltaj daha yüksek, akım daha düşük, ancak güç hala aynı.

Öncelikle, voltaj hesaplamalarınız yanlış. 12V kaynağı bir transformatör veya indüktörden geçerken, orta nokta voltajı 12VDC'dir ve maksimum voltaj salınımı 24Vpp'dir. Yani 50Ω'de hesapladığınızdan 4 kat daha fazla güç üretebilir.

50W'a 5W rms sinüs dalgası koymak için neredeyse 45vpp'ye ihtiyacınız vardır. Son amplifikatör çıkışı sadece 24Vpp ise, bir yükseltici transformatöre veya başka bir kayıpsız empedans eşleştirme devresine ihtiyacınız vardır. Voltajı artırmak için çıkış empedansının giriş empedansından daha yüksek olması gerekir.