Yüksek VSWR RF amplifikatörlere nasıl zarar verir?

Yüksek bir VSWR'nin bir RF güç amplifikatöründeki son transistörlere nasıl zarar verebileceği?

İletim hattı, diğer uçtaki yük empedansını dönüştürme üzerindeki etkisinin ötesinde önemli midir? Yoksa doğrudan amplifikatörün çıkışındaki eşdeğer bir topaklı empedans da zarar verir mi?

Belirli bir VSWR ile sonuçlanan tüm olası empedanslardan hepsi eşit derecede kötü mü?

Yansıtılan güç amplifikatör tarafından "emilir" mi? Örneğin, 100W yansıyan güç elde edersem, amplifikatöre 100W ısıtıcı koymakla aynı veya daha fazla mı?

Ayrıca aşırı voltajın hasara yol açan mekanizma olabileceğini de okudum. Besleme voltajından daha yüksek bir voltaj nasıl görünebilir? Bu voltajın keyfi bir uyumsuzluk durumunda ne kadar yüksek olabileceğine dair bir sınır var mı?

Yüksek bir VSWR'nin bir RF güç amplifikatöründeki son transistörlere nasıl zarar verebileceği? Terminallerde basitçe yanlış empedans (besleme hattı ile dönüşümden sonra) görünüyor mu yoksa iletim hattı özellikle önemli mi?

Kullandığınız amplifikatörün tasarımına bağlıdır.

Amplifikatör tarafından görülen yansıma katsayısı -1 ise (bu nedenle ), bu kısa devre sürmekle eşdeğerdir ve bunun neden hemen hemen her tür amplifikatör için aşırı yük koşulu olabileceğini görebilirsiniz. .$\rm{VSWR}\approx\infty$

Yansıtma katsayısı +1 ise (yine ), bu açık devre sürmekle eşdeğerdir. Amplifikatörün çıkış aşaması, dirençli pull-up (örneğin bir CML tamponu) ile ortak bir yayıcı amplifikatör gibi görünüyorsa, bu hiç de sorun olmayacaktır. Reaktif elemanlara sahip başka bir amplifikatör konfigürasyonunda, artan çıkış voltajı, örneğin çıkış cihazlarının bozulmasına neden olabilir.$\rm{VSWR}\approx\infty$

Transistörlerde ya da başka bir şeyde emilen ve dağıtılan gücün yansıması mı?

Amplifikatörünüzün çıkışının çıkış empedansında gerçek bir parçası varsa, yansıyan dalgayı emdiği anlamına gelir.

Ancak yansıyan dalga muhtemelen amplifikatörün ürettiği giden dalga ile tutarlı olacaktır. Böylece, iki dalga arasındaki girişim etkilerinin, aralarındaki faz ilişkisine bağlı olarak amplifikatöre zarar verme olasılığını arttırması veya azaltması mümkündür.

Uzun bir çizgi çekiyorsanız, sinyal frekansındaki veya hatta hattın sıcaklığındaki küçük değişiklikler yansıyan dalga fazını önemli ölçüde değiştirebilir, bu nedenle muhtemelen şu varsayım üzerine tasarım yapmaya çalışmak iyi bir fikir olmaz. yansıma evresini kontrol edebilirsiniz.

Kısa bir çizgi çekiyorsanız, çizgi uzunluğunu kontrol ederek bir yansıma evresini kontrol etmek yaygın bir uygulamadır, örneğin, bir filtre veya şönt eşleşen filtre olarak her kullandığımızda yapılır.

Bu bir yansıma sorunu. Özellikle anten besleme hattı ile eşleşmezse, güç besleme hattına geri yansıtılır. Bu, gelen dalganın yansıyan dalgayı takviye ettiği yüksek voltaj düğümlerinin besleme hattında duran bir dalgaya yol açar.

Bir VSWR ölçer, size iletilen dalganın oranını okur ve size sorunun boyutu hakkında bir fikir verir.

VSWR ne kadar yüksek olursa, yüksek voltaj düğümlerindeki voltaj o kadar yüksek olur ve bu, sürücü elektroniklerine zarar verir. Günümüzde en yüksek güç radyoları VSWR'yi algılar ve hasarı önlemek için gücü kapatır veya azaltır.

RF güç cihazlarını öldüren sadece birkaç şey var:

• Aşırı Akım (Bağ tellerini yakabilirsiniz)
• Aşırı Gerilim (100 V'de (~ 50V ray) çalışan tipik bir cihaz, Vds anlık olarak bile 130V'yi aşarsa başarısız olur).
• Over Drive (Özellikle MOSFET ve LDMOS tarzı parçalar, aynı zamanda tetrodlar), kapı delinmesi veya kontrol ızgarasının aşırı ısınması.
• Aşırı ısınma, açık olmalıdır, ancak yüksek güçlü cihazlar genellikle kavşağı tam güçte birkaç on derece derece içinde çalıştırır.

Gerilim ve akımlar, uygun işarete sahip bir yansıma ile açıkça artırılabilir, aynı zamanda yansıma aynı zamanda cihazda yüksek voltaj üretiyorsa, aynı zamanda çok fazla akım akışı varsa, güç (Güvenli çalışma alanı).

Aşırı kararlılık, cihaz kararlılığı hatadan ödün veriyorsa, ters aktarım kapasitansı veya geri bildirim ağı aracılığıyla sizi yönlendirebilir.

Çoğu rf amfi, yüksek reaktif yük ile başa çıkmak için boşluktan yoksundur, çünkü bu maliyetlidir.

Genellikle, bir radyo frekanslı güç amplifikatörünü, yük direncini, voltaj ve akım işleme yetenekleri göz önünde bulundurularak, güç transistörünün başa çıkabileceği bir şeye dönüştürmek için bir çeşit empedans eşleştirme ağı (muhtemelen indüktörler ve kapasitörler dahil) takip eder. Bu ağla bir iletim hattı da ilişkilendirilebilir. Ancak sonuçta, çalışma frekansında, güç transistörü istenen bir yük direnci görür.
Bir amplifikatör tasarımcısı aynı zamanda diğer tüm frekanslarda eşleşen şebekenin güç transistörüne sahte bir salınım sağlamayan bir empedans sunmasını sağlar. Örnek 7 MHz amplifikatör
. Bir MOSfet, düşük geçişli L ve C filtrelerinden oluşan eşleşen bir ağ üzerinden 50 ohm'luk bir yükü yönlendirir. 3 A tepe akımı ve 90 V tepe gerilimi ile başa çıkabilir. 50 ohm yük (mavi) ile bu sınırlar dahilinde çalışır. Ancak 1 ohm'luk bir yük (yeşil) tepe akımının aşırı olmasına ve tepe voltajının MOSfet bozulmasını aşmasına neden olur. Bu durumda 1000 ohm yük (kırmızı) kabul edilebilir.

Bu SPICE çalıştırmasının ne duman oluşturduğunu, ne de drenaj voltajı veya akımı sınırları aştığında ne olacağını göstermediğini unutmayın. Buraya iletim hattı dahil değildir. Farklı bir eşleşen ağ veya uzunluğu değişebilen bir iletim hattı için, bu sonuçlar büyük ölçüde değişebilir ve muhtemelen 1000 ohm yük için sınırları aşabilir. Muhafazakar bir tasarımcı, herhangi bir yük empedansı için sınırlar içinde kalan kararlı bir amplifikatör sağlayan daha büyük sınırlara sahip bir MOSfet kullanabilir.