Site Loader

Содержание

Сибирские ученые сделали оптические усилители эффективнее и надежнее

Усилители яркости используются для увеличения светового потока в оптических системах, например, в лазерах, проекторах, лазерных мониторах. На практике широко распространены усилители на основе импульсных лазеров на парах металлов. Они обладают сравнительно высокой эффективностью и работают при высокой частоте повторения импульсов, что обеспечивает достаточно хорошее временное разрешение. В таких усилителях оптических сигналов свет проходит через газоразрядную трубку, в которой пары металла активируются (возбуждаются) разрядом между электродами, расположенными внутри трубки.

Ученые ИОА СО РАН разработали альтернативную конструкцию усилителя, в которой происходит возбуждение паров продольным емкостным разрядом. В этом устройстве электроды расположены вне газоразрядной трубки, что дает конструкции значительные преимущества, отмечают авторы.

«Для возбуждения активной среды вместо традиционного разряда мы использовали барьерный емкостной разряд. Это значит, что в нашем устройстве материал электродов не контактирует с химически агрессивной средой усилителя яркости. Ключевое преимущество нашей конструкции — простота изготовления и больший ресурс устройства. Благодаря оптимизации режима работы, нам удалось достигнуть рекордной частоты следования импульсов усиления яркости изображения — 24 кГц по сравнению с ранее достигнутыми значениями (17 кГц), и это еще не предел», — рассказал старший научный сотрудник лаборатории квантовой электроники ИОА СО РАН, доцент отделения материаловедения ТПУ Максим Тригуб.

В качестве вещества для активной среды усилителя ученые использовали бромид меди CuBr, возбуждаемый разрядом с частотой следования импульсов до 24 кГц. Они экспериментально установили значение концентрации паров CuBr для наиболее эффективной работы устройства: оказалось, что оптимальное усиление достигается не при максимальной мощности генерации, а при концентрации примерно на треть ниже.

Усилитель успешно используется для получения ярких изображений в схемах моностатического и бистатического лазерных мониторов, а также для усиления по мощности излучения в схемах «задающий генератор–усилитель мощности». Для изображений в лазерных мониторах достигается контрастность свыше 90 процентов.

Ученые ИОА СО РАН и ТПУ на протяжении многих лет ведут совместные работы под руководством профессора Геннадия Евтушенко по изучению особенностей работы активных сред на парах металлов и их использованию для решения задач оптики, лазерной физики, обработки и получения материалов. Планируется направить дальнейшие исследования на повышение эффективности разработанного усилителя яркости и его применение для создания лазерных мониторов различных спектральных диапазонов. Работы поддержаны Российским научным фондом, проект № 19-79-10096.

Высокочастотные усилители на микросхемах. Широкополосный апериодический усилитель вч

Усилитель мощности 10 вт

Усилитель расчитан на работу с трансвером, имеющим Р вых до 1 ватта. Нагрузкой возбудителя, обеспечивающей стабильную работу на всех диапазонах, является резистор R1. Настройка заключается в установке тока покоя VT2 в пределах 0,3 A (при отсутствии сигнала на входе).

Сигнал напряжением в 1 вольт на входе увеличивает выходную мощность в антене до 10 ватт. Коммутация прием-передача осуществляется от внешней цепи управления, которая замыкается на корпус при переходе на передачу. При этом срабатывает реле К1 и подключает антенну к выходу усилителя мощности. При разрыве управляющей цепи, на базе VT1 появляется положительное напряжение, открывающее его. Соответственно на колекторе VT1 около нуля. Транзистор VT2 закрывается. Реле типа РПВ2/7 паспорт РС4.521.952 Дроссели L1 и L2 типа Д1(на 1А) индуктивностью 30 и 10 мкГ соответственно. Диаметр каркаса L3- 15 мм провод ПЭВ2 1,5мм

Широкополосный усилитель мощности

Дроздов В В (RA3AO)

Для работы совместно с вседиапазонным KB трансивером можно использовать широкополосный усилитель мощности, принципиальная схема которого дана на рис. 1. В диапазонах 1,8-21 МГц его максимальная выходная мощность в телеграфном режиме при напряжении источника питания +50 В и сопротивлении нагрузки 50 Ом — около 90 Вт, в диапазоне 28 МГц — около 80 Вт. Пиковая выходная мощность в режиме усиления однополосных сигналов при уровне интермодуляционных искажений менее -36 дБ составляет около 80 и 70 Вт соответственно. При хорошо подобранных транзисторах усилителя уровень второй гармоники менее — 36 дБ, третьей — менее — 30 дБ в режиме линейного усиления и менее — 20 дБ в режиме максимальной мощности.

Усилитель собран по двухтактной схеме на мощных полевых транзисторах VT1, VT2. Трансформатор типа длинной линии Т1 обеспечивает переход от несимметричного источника возбуждения к симметричному входу двухтактного каскада. Резисторы R3, R4 позволяют согласовать входное сопротивление каскада с 50-омной коаксиальной линией при КСВ не более 1,5 в диапазоне 1,8 -30 МГц. Их низкое сопротивление обеспечивает очень хорошую устойчивость усилителя к самовозбуждению. Для установки начального смещения, соответствующего работе транзисторов в режиме В, служит цепь Rl, R2, R5. Диоды VD1, VD2 и VD3, VD4 совместно с конденсатором С7 образуют пиковый детектор цепи ALC и защиты транзисторов от перенапряжений в стоковой цепи. Порог срабатывания этой цепи определяется в основном напряжением стабилизации стабилитрона VD9 и близок к 98 В. Диоды VD5-VD8 служат для «мгновенной» защиты стоковой цепи от перенапряжений. Трансформатор типа длинной линии Т3 обеспечивает переход от симметричного выхода усилителя к несимметричной нагрузке. Чтобы облегчить требования к широкополосности этого трансформатора и ослабить возможные выбросы напряжения в стоковой цепи, перед трансформатором включен симметричный ФНЧ C8L1C10,C9L2C11 с частотой среза около 30 МГц.

Монтаж усилителя навесной. Усилитель собран на ребристом радиаторе-теплоотводе из дюралюминия размерами 110х90х45 мм. Ребра профрезерованы с обеих сторон радиатора, их число — 2х13, толщина каждого 2 мм, высота — 15 мм со стороны установки транзисторов и 20 мм со стороны гаек их крепления. На продольной оси радиатора на расстоянии по 25 мм от поперечной оси профрезерованы площадки диаметром 30 мм для установки транзисторов, а с обратной стороны — для гаек крепления. Между транзисторами на ребра радиатора уложена шина «общий провод», вырезанная из листовой меди толщиной 0,5 мм и прикрепленная к основанию радиатора двумя винтами М3, пропущенными между двумя центральными ребрами на расстояниях по 10 мм от его краев. Размеры шины — 90х40 мм. К шине прикреплены монтажные стойки. Катушки L1 и L2 — бескаркасные и намотаны голым медным проводом диаметром 1,5 мм на оправке диаметром 8 мм. При длине намотки 16 мм они имеют по пять витков. Трансформатор Т1 намотан двумя скрученными проводами ПЭЛ.ШО 0,31 с шагом скрутки около трех скруток на сантиметр на кольцевом магнитопроводе из феррита М400НН типоразмера К10х6х5 и содержит 2х9 витков. Трансформаторы Т2 и Т3 намотаны на кольцевых магнитопроводах из феррита той же марки типоразмера К32х20х6. Трансформатор Т2 содержит 2х5 витков скрутки из проводов ПЭЛШО 0,8 с шагом две скрутки на сантиметр, Т3-2х8 витков такой скрутки. Конденсаторы Cl — С3 — типа КМ5 или КМ6, С4-С7-КМ4, С8-С11-КТ3.

Налаживание правильно собранного усилителя при исправных деталях сводится к подстройке индуктивностей катушек L1 и L2 по максимуму отдачи в диапазоне 30 МГц путем сжатия или растяжения витков катушек и к установке начального смещения с помощью резистора R1 по минимуму интермодуляционных искажений в режиме усиления однополосного сигнала.

Нужно отметить, что уровень искажений и гармоник в значительной степени зависит от точности подбора транзисторов. Если нет возможности подобрать транзисторы с близкими параметрами, то для каждого транзистора следует сделать отдельные цепи установки начального смещения, а также по минимуму гармоник подобрать один из резисторов R3 или R4 путем подключения параллельно ему дополнительных.

В режиме линейного усиления в диапазонах 14-28 МГц благодаря наличию ФНЧ C8L1C10, C9L2C11 уровень гармоник на выходе усилителя не превышает допустимой нормы 50 мВт, и его можно подключать к антенне непосредственно. В диапазонах 1,8-10 МГц усилитель следует подключать к антенне через простейший ФНЧ, аналогичный по схеме C8L1C10, причем достаточно двух фильтров, одного- для диапазонов 1,8 и 3,5 МГц, другого — для диапазонов 7 и 10 МГц. Емкость обоих конденсаторов первого фильтра — по 2200 пф, второго — по 820 пф, индуктивность катушки первого — около 1,7 мкГн, второго — около 0,6 мкГн. Катушки удобно изготовить бескаркасными из голого медного провода диаметром 1,5 — 2 мм, намотав на оправке диаметром 20 мм (диаметр катушек около 25 мм). Катушка первого фильтра содержит 11 витков при длине намотки 30 мм, второго — шесть витков при длине намотки 25 мм. Настраивают фильтры растяжением и сжатием витков катушек по максимуму отдачи в диапазонах 3,5 и 10 МГц. Если усилитель используется в перенапряженном режиме, следует на каждом диапазоне включать отдельные фильтры.

Вход усилителя можно согласовать и с 75-омной коаксиальной линией. Для этого номиналы резисторов R3, R4 берут по 39 Ом. Мощность, потребляемая от возбудителя, при этом уменьшится в 1,3 раза, но может увеличиться завал усиления на высокочастотных диапазонах. Для выравнивания АЧХ последовательно с конденсаторами С1 и С2 можно включить катушки с экспериментально подобранной индуктивностью, которая должна быть около 0,1-0,2 мкГн.

Усилитель можно непосредственно нагружать и на сопротивление 75 Ом. Благодаря действию петли ALC линейный недонапряженный режим его работы сохранится, но выходная мощность уменьшится в 1,5 раза.

Усилитель мощности на КП904

Е.Иванов (RA3PAO)

При повторении усилителя мощности UY5DJ (1) выяснилось, что наиболее критичный узел, снижающий надежность всего усилителя, — выходной каскад. После экспериментов на различных типах биполярных транзисторов пришлось перейти к полевым.

За основу был взят выходной каскад широкополосного усилителя UT5TA (2). Схема показана на рис.1. новые детали выделены утолщенными линиями. Небольшое количество деталей позволило смонтировать каскад на печатной плате и радиаторе от UY5DJ на месте деталей и транзисторов усилителя UY5DJ. Ток покоя транзисторов — 100…200 мА.


Широкополосные высокочастотные усилители

В большинстве случаев радиолюбительского конструирования при проектировании высокочастотных устройств следует отдавать предпочтение монолитным интегральным схемам. Однако когда необходимо обеспечить высокую чувствительность и широкий динамический диапазон, могут оказаться полезны приведенные ниже схемы усилителей с реактивной ООС.

Усилитель на рис. 2.1-1 предназначен для применения во входных каскадах УВЧ и УПЧ. Он имеет широкий динамический диапазон и линейную АЧХ в широком диапазоне частот. При некотором изменении индуктивностей и емкостей усилитель применим в диапазоне от 1 до 300 МГц.

Схема на рис. 2.1-2 идентична схеме рис. 2.1-1 за исключением того, что в данном случае усилитель может непосредственно подключаться к симметричной нагрузке. Если требуется отличный от указанного на схеме выходной импеданс, то изменяют количество витков в обмотках (1-2) и (1″-2″) высокочастотного трансформатора Тр1 (зависимость здесь квадратичная, например, при количестве витков в этих обмотках 5(1-2)+5(1″-2″) получим выходной импеданс 50 Ом. а при 20(1-2)+20(1″-2″) 800 Ом).

Усилитель на рис. 2.1-3 предназначен для применения в каскадах, которые требуют высокого входного импеданса. Он также обеспечивает широкий динамический диапазон и линейную АЧХ. Входное сопротивление усилителя более 1 кОм. При необходимости уменьшить это значение, дроссель L1 заменяют резистором соответствующего номинала или изменяют его индуктивность так, чтобы реактивное сопротивление на рабочей частоте равнялось требуемому входному сопротивлению.

Во всех описываемых усилителях применяются широкополосные трансформаторы идентичной конструкции. Обратите внимание на то. что используемый ферритовый сердечник должен быть рассчитан на применение в рабочем диапазоне частот усилителя.



Количество витков в трансформаторах определяется как типом (размером и магнитной проницаемостью) сердечника, так и диапазоном частот, в котором предполагается применение усилителя.



Указанные соотношения справедливы и для трансформаторов, применяемых в приведенных ниже схемах смесителей. Расположение и плотность намотки подбирают для достижения наилучших параметров цепей.

На рис. 2.1-4, для примера, приведена схема универсального генератора с применением усилителя по схеме 2.1-3 Такой генератор может применяться в радиостанциях, в качестве гетеродина в приемных устройствах или для измерительных целей.


Изображение:

Изображение:

Изображение:

Изображение:

Изображение:

Смесители

Смесители на рис. 2.1-5 и рис. 2.1-6 работают на частотах 1-300 МГц (формулы расчета индуктивностей см. выше). Обе схемы вносят затухание 5…6,5 дБ, обеспечивают широкую полосу пропускания и применимы в самых разнообразных конструкциях.


Изображение:

Схемы усиления и обработки сигналов низкой и средней частоты.

Малошумящий предварительный усилитель с низким входным сопротивлением



Усилитель на рис. 2.2-1 имеет входное сопротивление 5Ом, полученное благодаря применению ПОС и ООС в определенных соотношениях. Часть эммитерного сигнала транзистора VT2, поступающего на базу VT1, создает ООС, а коллекторный сигнал VT3 — ПОС. Благодаря низкому входному сопротивлению значительно улучшены шумовые характеристики усилителя. Спектральная плотность собственных шумов при разомкнутом входе составляет 2*10(-4) мкВ/Гц. Коэффициент усиления равен 40. Полоса пропускания определяется емкостью С1.

Изображение:

Малошумящий предварительный усилитель с высоким входным сопротивлением

На входе усилителя на рис. 2.2-2 применен полевой транзистор в схеме с ОИ. Второй каскад выполнен на биполярном транзисторе по схеме с ОЭ. В усилителе две петли ООС. С коллектора транзистора VT2 через цепочку R6, СЗ сигнал обратной связи подается в исток полевого транзистора, а с истока через конденсатор С2 и резистор R3 на затвор VT1. Наличие второй ООС позволяет увеличить входное сопротивление усилителя до десятков мегаом и снизить входную емкость.

Коэффициент усиления может быть установлен от 1 до 100, при этом изменяется также полоса пропускания. Для коэффициента усилиния равного 4 полоса пропускания лежит в пределах 100Гц-40 МГц. Входное сопротивление 30 МОм, максимальное выходное напряжение 1,5 В.



Изображение:

Микрофонный усилитель

На рис. 2.2-3 приведена схема микрофонного усилителя, встраиваемого в держатель микрофона и питаемого через двужильный кабель. Схема работает с динамическими микрофонами и характеризуется хорошей помехозащищенностью. Выходной сигнал снимается с резистора R4. Смещение в базу транзистора VT1 и температурная стабилизация усилителя обеспечиваются делителем R2 и R3. Резистор R1 является нагрузкой первого каскада и осуществляет ООС во втором каскаде. Обратная связь снижает нелинейные искажения и обеспечивает выходное сопротивление 600 Ом. Полоса пропускания 16-12500 Гц. Коэффициент усиления 200.



Изображение:

Микрофонным усилитель с коррекцией, совмещенный со схемой подавления шумов для радиостанций и переговорных устройств

Схема на рис. 2.2-4 построена на основе микросхемы КР1401УД2, которая содержит в своем составе четыре идентичных ОУ. Первая часть схемы (элементы DA1.1. DA 1.2) выполняет

функцию микрофонного усилителя с последующей коррекцией АЧХ, динамическим изменением коэффициента усиления в зависимости от уровня сигнала и ограничением амплитуды выходного сигнала (что необходимо, например, для ограничения глубины модуляции в радиостанциях). Вторая часть схемы (DA1.3, DA1.4)


осуществляет подавление шумов в НЧ сигнале, что необходимо для предотвращения воспроизведения постоянного звукового фона в радиостанциях, переговорных устройствах и т.п.

Уровень срабатывания системы шумоподавления регулируется резистором R13, громкость выходного сигнала НЧ — резистором R 17. Подстроечники R3, R5 устанавливают в положение наилучшей слышимости полезного сигнала при наибольшем ослаблении шумов при отключенном ШП. Конденсатор С16 подбирают для обеспечения требуемой полосы пропускания микрофонного усилителя. Номинал резистора R24 зависит от конструкции звукоприемника и типа применяемого микрофона. Также можно сказать и про резистор R22, который регулирует коэффициент усиления каскада на ОУ DA1.2.

Изображение:

Устройство подавления импульсных помех

На рис. 2.2-5 приведена принципиальная схема симметричного ограничителя, осуществляющего ограничение кратковременных импульсных помех. Полоса пропускания до 100 кГц. При частоте полезного сигнала 3 кГц, уровень импульсной помехи, превышающем уровень сигнала в 300-500 раз и длительности помехи 20-30 мкс, схема снижает уровень помехи на 30-40 дБ.



Изображение:

Последовательный смеситель сигналов

Смеситель на рис. 2.2-6 построен на двух полевых транзисторах. Первый транзистор является динамической нагрузкой второго. Гетеродинный сигнал, который подается на затвор VT2, модулируется преобразуемым сигналом, подводимым к затвору VT1. При небольших значениях входного сигнала выходной сигнал линейно зависит от входного. При входном сигнале более 1,2В появляются нелинейные искажения. Смеситель работает в звуковом диапазоне частот. На частотах свыше 500 кГц начинают сказываться межэлектродные емкости ПТ, которые уменьшают коэффициент передачи смесителя.



Изображение:

Элементы устройств автоматики.


Лямбда-диод




Изображение:

Изображение:

Изображение:

Усилитель для емкостных датчиков

На рис. 2.3-1 приведена схема предварительного усилителя для емкостных датчиков с низковольтным питанием. Потребляемый ток — 10 мА, входное сопротивление — 1 МОм, выходное сопротивление — 5 кОм. Напряжение отсечки VT1 должно быть меньше 1 В.


Кабельный усилитель для выносного датчика

Для передачи сигналов датчиков, удаленных от измерительных приборов, применяют усилители, выходной сигнал и напряжение питания в которых подаются по одному кабелю.3 МОм, Свх=2,5 пФ). Коэффициент передачи в диапазоне частот от 10 Гц до 50 МГц лежит в пределах 0,9-0,92. Шумы усилителя в полосе частот 5 Гц -300 кГц составляют 10 мкВ при замкнутом входе. Для уменьшения внешних наводок на входные цепи необходима тщательная экранировка всего усилителя, особенно, входных цепей и датчика.

Лямбда-диод

Устройство на рис. 2.3-3 состоит из двух полевых транзисторов разной проводимости. При нулевом напряжении на затворе оба транзистора проводят. В схеме они включены в цепь ООС пос-


ледовательно по отношению один к другому. Протекающий через транзистор VT1 ток создает на VT2 падение напряжения, закрывающее VT1. В свою очередь, сопротивление VT2 меняется в зависимости от падения напряжения на VT1. Таким образом, с увеличением протекающего тока оба транзистора стремятся закрыться. Когда падение напряжения на транзисторах достигает уровня отсечки, протекающий ток будет близким к нулю. Для транзистора КП103И напряжение отсечки равно 4 В, для транзистора КП3О3Д напряжение отсечки равно 8 В.3 МОм, Свх=2,5 пФ). Коэффициент передачи в диапазоне частот от 10 Гц до 50 МГц лежит в пределах 0,9-0,92. Шумы усилителя в полосе частот 5 Гц -300 кГц составляют 10 мкВ при замкнутом входе. Для уменьшения внешних наводок на входные цепи необходима тщательная экранировка всего усилителя, особенно, входных цепей и датчика.

Лямбда-диод

Устройство на рис. 2.3-3 состоит из двух полевых транзисторов разной проводимости. При нулевом напряжении на затворе оба транзистора проводят. В схеме они включены в цепь ООС пос-


ледовательно по отношению один к другому. Протекающий через транзистор VT1 ток создает на VT2 падение напряжения, закрывающее VT1. В свою очередь, сопротивление VT2 меняется в зависимости от падения напряжения на VT1. Таким образом, с увеличением протекающего тока оба транзистора стремятся закрыться. Когда падение напряжения на транзисторах достигает уровня отсечки, протекающий ток будет близким к нулю. Для транзистора КП103И напряжение отсечки равно 4 В, для транзистора КП3О3Д напряжение отсечки равно 8 В.



Преобразователи напряжения и тока.

Умножители напряжения

При разработке высоковольтных схем большое значение на простоту и качество работы устройства оказывает выбранная схема преобразования. Ниже приведено несколько схем умножителей напряжения для применения в самых разнообразных устройствах.

На рис. 2.4-1 представлены схемы удвоителей напряжения. Емкости во всех удвоителях выбирают одинаковыми. Рабочее напряжение конденсаторов должно с запасом перекрывать показанное на схемах. Соответствующим образом необходимо выбирать и диоды. Чем больше ток необходимый в нагрузке, тем большую емкость должны иметь конденсаторы. Естественно, что при повышении напряжения с помощью диодно-емкостных умножителей ток нагрузки пропорционально снижается.



Аналогичным образом, производится умножение в три и более раза.

Приводимые здесь схемы умножителей могут использоваться в преобразователях напряжение-напряжение. Для примера, приведена схема применения диодного умножителя на 2 (рис. 2.4-5).

Преобразователь (рис. 2.4-5) состоит из генератора, собранного на транзисторах VT1,VT2 и диодно-конденсаторного умножителя. Частота генератора определяется С 1 и резисторами Rl, R2. Выходной сигнал генератора проходит умножающую цепочку и заряжает конденсатор С5. Умножитель рассчитан на выходной ток до 10 мА. Для увеличения тока нагрузки необходимо поставить эмитгерный повторитель после генератора и увеличить емкости конденсаторов С2-С4.


Изображение:

Изображение:

Изображение:

Преобразователь «напряжение-ток»

В схеме преобразователя на рис. 2.4-6 коллекторный ток транзистора VT4 определяется выражением: Ikvt4=Uвх/R1. Этот ток вызывает падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора VT1. Так как VT1 и VT2 — одного типа, то напряжение на VT2 будет аналогичным, и, соответственно, протекающий через VT2, VT3 ток будет совпадать с током в VT4. Максимальный выходной ток определяется допустимой мощностью рассеивания транзистора VT3. Для токов выше 5 мА нелинейность преобразования составляет не более 1%. В качестве DA1 можно использовать любой ОУ серий К544. К574, включенный по типовой схеме.



Преобразователь «ток-напряжение»

Преобразователь на рис. 2.4-7 построен по принципу усиления напряжения, которое возникает при протекании тока через резистор R6. Схема обеспечивает Uвых = К*Iвх- Коэффициент преобразования схемы К = R6*(R3/R4). Для настройки ОУ при Iвх=0 служит резистор R2. Часть входного тока ответвляется в цепь R1, R2, R3. Резистор R6 — проволочный (нихром).

Эта схема ВЧ усилителя передатчика (на 50 МГц) имеет 100 Вт выходной мощности. Данный УВЧ использовал с моим FT-736R для DX SSB. Он усиливает сигнал ровно в 10 раз. Устройство прекрасно подходит для автомобильных радиостанций таксистов, работающих в диапазонах 50 и 27 МГц (с перестройкой контуров).

Если вы хотите построить этот радиочастотный усилитель, собирайте его на двухсторонней печатной плате — для увеличения площади заземления. Транзистор 2SC2782 нуждается в приличном радиаторе. Максимальная мощность на выходе — 120W.

Схема усилителя мощности ВЧ

Рисунок печатной платы


Технические характеристики усилителя:

  • Входная Мощность: 10W
  • Выходная Мощность: 100W
  • Рабочая Частота: 50-52MHz
  • Режим работы: FM — SSB
  • Рабочее Напряжение: 10-16 В постоянного тока
  • Рабочий Ток: 10 ампер.


Схема была взята с одного китайского сайта и успешно повторена, только не использовались элементы детектора автоматического переключения приём-передача (на схеме зачёркнуты). Для создания УВЧ на частоты от 100 мегагерц — воспользуйтесь .

Принято считать, что разработка высокочастотных усилителей — занятие гораздо более сложное, чем разработка усилителей низкочастотных. Действительно, ведь при этом приходится учитывать гораздо большее количество разнообразных электромагнитных эффектов и процессов в цепях. Но зачастую оказывается, что реальное схемотехническое воплощение такого усилителя достаточно редко отходит от некоторой шаблонной структуры. Дело здесь в том, что при проектировании высокочастотных усилителей стремятся в первую очередь не увеличивать выходную мощность при минимизации линейных и нелинейных искажений, а достичь максимальной чувствительности и высокой устойчивости каскада в широком частотном диапазоне, т.е. требования к высокочастотным усилителям обычно сильно отличаются от требований к усилителям низкочастотным.

Типичная структура высокочастотного усилителя представляет собой последовательное соединение трех звеньев: входного согласующего звена (это обычно довольно простые \(LC\)-цепочки, вносящие минимальные потери, обеспечивающие согласование с предшествующим каскадом и грубо формирующие частотную характеристику), основного усилительного звена (транзистор, включенный с ОЭ, ОБ или ОК, возможно с внутрикаскадной ООС, обеспечивающей устойчивость и широкий динамический диапазон в широком спектре частот), выходного фильтра, окончательно формирующего частотную характеристику каскада и обеспечивающего согласование на его выходе (здесь могут использоваться достаточно сложные \(LC\)-фильтры, фильтры на ПАВ, пьезокерамические, кварцевые фильтры и т.п.). Межкаскадные связи в высокочастотных усилителях обычно выполняются с помощью емкостей, связанных индуктивностей или высокочастотных широкополосных трансформаторов (здесь мы намеренно опускаем вопросы проектирования интегральных усилителей, это совершенно отдельная тема, и о ней будет сказано позднее). Рассмотрим по порядку причины, которые так жестко регламентируют описанную структуру усилительного каскада.

Различные схемы включения транзистора (ОЭ, ОБ, ОК) обладают различными входными и выходными параметрами (какими именно, мы будем анализировать позднее). Для высокочастотных усилителей вопросы согласования каскадов по входу и выходу оказываются важны (по мере роста частоты все важнее, а для усилителей диапазона СВЧ вообще обязательны). Отсутствие согласования приводит к росту искажений сигнала, его переотражению обратно на вход предшествующего каскада, за счет чего уменьшается общий коэффициент усиления схемы, а главное — к росту неустойчивости схемы, что может привести к ее самовозбуждению. Чтобы избежать всех этих эффектов, при проектировании высокочастотных схем принимаются специальные меры по согласованию импедансов , т.е. выходной импеданс первого каскада должен быть равен (или, в крайнем случае, должен быть ниже) входному импедансу последующего каскада (заметим, что для низкочастотных усилителей, учитывая необходимость повышения КПД, мы обычно стремимся, чтобы входной импеданс усилительного каскада был гораздо выше выходного импеданса предшествующего каскада). Именно для согласования импедансов на входе высокочастотного каскада приходится включать специальные цепочки. Заметим также, что включать слишком сложные, вносящие достаточно высокие потери фильтры на входе высокочастотных усилительных каскадов (если только это не оконечные каскады) не принято. И без того довольно слабый высокочастотный сигнал может просто затеряться в шумах после прохождения таких фильтров.

Напрашивается простой вопрос: а зачем необходимо так старательно контролировать все возможные цепи обратной связи? Дело в том, что наличие или отсутствие таких цепей оказывает определяющее воздействие на устойчивость усилителя. Существует целая теория устойчивости, позволяющая предсказывать поведение самых разнообразных схем. Основной проблемой здесь является то, что схема, вроде бы нормально работающая при тестовых испытаниях, когда на нее подается чистый полезный сигнал, может оказаться легковозбудимой вне рабочей полосы усиления, т.е. в реальном устройстве, где всегда имеются некоторые помехи и нежелательные продукты интермодуляции, действующие вне рабочей полосы, такая схема работать не сможет. Потеря устойчивости вызывает значительные нелинейные искажения сигнала, а в пределе схема может самовозбудиться, превратившись из усилителя в генератор. Не следует думать, что данная проблема отсутствует в низкочастотных усилителях. Но там она оказывается гораздо более предсказуемой и управляемой, так что не вызывает очень уж серьезных затруднений при проектировании усилителей. А вот в высокочастотных усилителях неконтролируемое самовозбуждение может проявляться даже в тщательно просчитанных и профессионально собранных схемах.

Различные проблемы в каскадах усиления высокой частоты приводят к тому, что общий коэффициент усиления таких каскадов оказывается гораздо ниже коэффициента усиления аналогичных низкочастотных схем. Дополнительную проблему создают многочисленные фильтры, которые формируют частотную характеристику усилителя, но при этом также существенно ослабляют и полезный сигнал. Таким образом, для обеспечения достаточно высокого усиления на высокой частоте приходится строить многокаскадные усилители с числом каскадов, существенно превышающим то, что мы привыкли видеть в низкочастотных схемах.

В общем случае нет какой-либо универсальной методики построения схем высокочастотных усилителей, а приведенная выше структура — это лишь некий среднестатистический вариант, который может существенно изменяться в случае необходимости. Имеет смысл выделить два широких класса усилителей: широкополосные (к ним относятся и апериодические ) и узкополосные (к ним относятся и резонансные ) усилители.

Узкополосные усилители . Структурная схема узкополосного высокочастотного усилителя включает все стандартные звенья, описанные выше. Но кроме этого в состав узкополосного усилителя могут входить дополнительные пассивные цепи, предназначенные для формирования требуемой полосы пропускания и обеспечения устойчивости усилителя за пределами рабочей полосы частот (стабилизирующие цепи ).

Проблема формирования полосы пропускания является очень важной при разработке узкополосных усилителей, поскольку высокочастотные транзисторы активны в широкой полосе частот. Сформировать требуемую полосу пропускания можно, например, с помощью фильтра сосредоточенной селекции (ФСС), включенного на входе или выходе транзистора. ФСС на входе ослабляет действие помех, предотвращает нелинейные искажения, обусловленные их взаимодействием с сигналом (интермодуляционные искажения), и тем самым повышает помехоустойчивость усилителя. Однако фильтр, включенный на входе, вносит в усилитель дополнительные потери и увеличивает его коэффициент шума. Потери фильтра на центральной частоте полосы пропускания тем больше, чем полоса уже. К ФСС на входе предъявляются более жесткие требования, чем к фильтру, включенному на выходе транзистора. Другой возможный способ формирования полосы пропускания — с помощью резонансных звеньев, включаемых последовательно с транзистором или в цепи обратной связи. Резонансные усилители имеют узкую полосу пропускания и высокий коэффициент усиления. Их основной отрицательной чертой является меньшая по сравнению с широкополосными каскадами устойчивость. За пределами рабочей полосы частот в области потенциальной неустойчивости усилитель может возбудиться помехами и продуктами интермодуляции. Для предотвращения этого в схемы узкополосных усилителей вводят стабилизирующие цепи с потерями, которые не оказывают влияния на работу каскада в рабочей полосе частот, но шунтируют цепи протекания сигнала в областях потенциальной неустойчивости.

Отметим, что такие функции, как согласование импедансов, формирование полосы пропускания и обеспечение устойчивости усилителя, не обязательно должны выполняться различными пассивными цепями — одна цепь может использоваться для выполнения сразу нескольких функций.

Широкополосные усилители . При проектировании широкополосных усилителей следует учитывать то обстоятельство, что коэффициент усиления при любом включении транзистора уменьшается с ростом частоты, поэтому расчет таких усилителей и согласование нагрузок обычно производят не на центральной, а на верхней частоте рабочего диапазона (в качестве согласующих цепей в таких усилителях часто используют широкополосные трансформаторы ). Избыточное усиление, проявляющееся на нижних частотах диапазона, устраняют так называемыми выравнивающими цепями . Последние могут быть выполнены в виде реактивных или диссипативных цепей (простейший пример выравнивающей цепи — обыкновенный конденсатор, включенный последовательно в цепь протекания сигнала; на верхней частоте рабочего диапазона его сопротивление оказывается ниже сопротивления на нижней частоте, т.е. низкочастотные сигналы при протекании через такую цепь будут подавляться в большей мере, чем сигналы высокочастотные).

В усилителях с реактивными выравнивающими цепями корректировка коэффициента усиления в полосе пропускания осуществляется за счет рассогласования (увеличения коэффициента отражения) на входе усилителя с понижением частоты. Однако при сильном рассогласовании усилители могут самовозбуждаться. В этом случае предпочтительным оказывается использование диссипативных цепей.

При использовании диссипативных выравнивающих цепей избыточное усиление компенсируется в поглощающих элементах цепей, затухание которых возрастает с уменьшением частоты (вспомним пример с конденсатором, хотя сам по себе одиночный конденсатор и нельзя считать диссипативной цепью, но принцип очень похож). Коэффициенты отражения от входа и выхода при этом получаются малыми. Диссипативные выравнивающие цепи одновременно могут использоваться и в качестве стабилизирующих, т.е. для подавления усиления за пределами полосы пропускания, хотя эти функции могут выполняться и разными цепями.

Что касается схем включения биполярных транзисторов в высокочастотных усилителях , то и они также во многом зависят от назначения усилителя.

В малошумящих усилителях входных трактов высокочувствительной аппаратуры предпочтение отдается схемам с ОЭ и с ОБ. Схемы с ОЭ безусловно устойчивы в широкой полосе частот и имеют очень большой динамический диапазон, что делает их практически незаменимыми в многокаскадных схемах усиления промежуточной частоты. Схемы с ОБ в большей части частотного дипазона, как правило, потенциально неустойчивы. Для преодоления этого недостатка такие схемы должны охватываться достаточно глубокой внутрикаскадной ООС. Но, с другой стороны, усилители на транзисторах во включении с ОБ обладают лучшими шумовыми свойствами (что предопределяет их более высокую чувствительность), в них может быть получено значительно большее усиление, чем в схемах с ОЭ, причем коэффициент усиления в каскадах с ОБ довольно слабо зависит от частоты. Увеличение усиления связано с сужением полосы пропускания и уменьшением запаса устойчивости усилителя. Кроме того, большие коэффициенты усиления могут быть реализованы лишь при больших сопротивлениях нагрузки, а это затрудняет создание согласующих цепей. Широкополосные усилители, учитывая проблемы с устойчивостью схемы с ОБ, обычно строят по схеме с ОЭ, а узкополосные — как по схеме с ОЭ, так и по схеме с ОБ, причем транзисторы во включении с ОБ позволяют получать значительно более узкие полосы пропускания. Каскад с ОК может применяться в усилителях мощности, его свойства на высоких частотах во многом похожи на свойства каскада с ОЭ, однако из-за присутствия глубокой ООС на практике каскады с ОК оказываются несколько более высокочастотными, чем аналогичные каскады с ОЭ.

Потребляемый ток — 46 мА. Напряжение в цепи смещения V bjas определяет уровень выходной мощности (коэффициент передачи) усилителя


Рис.33.11. Внутреннее строение и цоколевка микросхем TSH690, TSH691

Рис. 33.12. Типовая включения микросхем TSH690, TSH691 в качестве усилителя в полосе частот 300- 7000 МГц

и может регулироваться в пределах 0-5,5 (6,0) В. Коэффициент передачи микросхемы TSH690 (TSH691) при напряжении смещения V bias =2,7 В и сопротивлении нагрузки 50 Ом в полосе частот до 450 МГц составляет 23(43) дБ, до 900(950) МГц — 17(23) дБ.

Практическая включения микросхем TSH690, TSH691 приведена на рис. 33.12. Рекомендуемые номиналы элементов: С1=С5=100- 1000 пФ; С2=С4=1000 пФ; С3=0,01 мкФ; L1 150 нГн; L2 56 нГн для частот не свыше 450 МГц и 10 нГн для частот до 900 МГц. Резистором R1 можно регулировать уровень выходной мощности (можно использовать для системы автоматической регулировки выходной мощности).

Широкополосный INA50311 (рис. 33.13), производимый фирмой Hewlett Packard, предназначен для использования в аппаратуре подвижной связи, а также в бытовой радиоэлектронной аппаратуре, например, в качестве антенного усилителя или усилителя радиочастоты. Рабочий диапазон усилителя 50-2500 МГц. Напряжение питания — 5 В при потребляемом токе до 17 мА. Усредненный коэффициент усиления


Рис. 33.13. внутреннего строения микросхемы ΙΝΑ50311

10 дБ. Максимальная мощность сигнала, подводимого к входу на частоте 900 МГц, не более 10 мВт. Коэффициент шума 3,4 дБ.

Типовая включения микросхемы ΙΝΑ50311 при питании от стабилизатора напряжения 78LO05 приведена на рис. 33.14.

Рис. 33.14. широкополосного усилителя на микросхеме INA50311

Шустов М. А., Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. — СПб.: Наука и Техника, 2013. -352 с.

Как работает усилитель класса D, или Не такой как все • Stereo.ru

При всем разнообразии схемотехнических решений, применяемых в усилителях звука, между ними можно без труда проследить преемственность и постепенное, эволюционное развитие. Сначала был класс А, потом В, потом АВ и все следующие за ним, которые по сути своей являются дальнейшим развитием класса АВ или А со всеми прилагающимися к этому достоинствами и недостатками. Но как же хорошо, что среди производителей Hi-Fi есть настоящие новаторы, которые не боятся внедрять смелые технологические решения! Иначе мы с вами никогда бы и не узнали о существовании усилителей класса D.

История

В мире Hi-Fi класс D имеет самую тяжелую судьбу, и его развитие происходило не благодаря объективным преимуществам, а скорее вопреки сложившемуся мнению. Началось все с того, что классу D буквально сразу повесили обидный, по мнению некоторых аудиофилов, ярлык «цифровой усилитель». И хотя некоторые принципы его работы действительно напоминают работу цифровых схем, по своей сути это абсолютно аналоговое устройство.

Еще одно заблуждение сопровождающее класс D — возраст. Есть мнение, что класс D был разработан совсем недавно и является побочным продуктом современных цифровых технологий. На самом деле, класс D имеет богатую историю, и его первые реализации проектировались еще в эпоху радиоламп. Использовать схемотехнику такого типа для усиления звука (класс D в ламповом исполнении) предложил наш соотечественник Дмитрий Агеев, и произошло это в 1951 году. Примерно в это же время над практической реализацией подобного устройства работал английский ученый Алекс Ривз, а в 1955 году их коллега Роже Шарбонье из Франции, создавая аналогичную схему, впервые применил термин «класс D».

В самом начале, когда велись главным образом теоретические изыскания, судьба класса D казалась безоблачной. Его расчетные характеристики в буквальном смысле достигали предела совершенства. Однако, первая коммерческая реализация 1964 года выявила массу слабых мест, главное из которых — невозможность добиться по-настоящему достойного качества звучания на элементной базе того времени.

Производители не оставляли надежд, и в семидесятых годах попытки вывести усилители класса D на рынок предпринимали такие гиганты Hi-Fi-индустрии, как Infinity и Sony. Обе затеи провалились по той же самой причине, что и в первый раз. Подходящие по быстродействию и классу точности транзисторы стали производиться серийно лишь в восьмидесятых годах, после чего качественная реализация усилителей класса D и стала реальностью. В наше время усилители класса D можно встретить в совершенно различных устройствах: от смартфонов и бытовой аппаратуры до студийного оборудования и High End-систем.

Принцип работы

В основе принципа работы усилителей класса D и любых его модификаций, в том числе имеющих самостоятельные буквенные обозначения (классы T, J, Z, TD и другие), лежит принцип Широтно-Импульсной Модуляции или, сокращенно, ШИМ. Модуляция сигнала как метод существует довольно давно и используется как способ хранения и передачи информации. Суть ее заключается в том, чтобы модулировать полезным сигналом некую несущую частоту. Частота выбирается таким образом, чтобы ее было удобно передавать или записывать на носитель. Процесс воспроизведения подразумевает обратную последовательность: выделение полезного сигнала из модулированной несущей частоты. По такому принципу работает и цифровая техника, и радиосвязь, и теле-радиовещание. Тонкость состоит в том, что в случае с ШИМ преследуется совершенно иная цель. Модуляция позволяет привести сигнал в такой вид, чтобы его усиление было максимально простым и эффективным процессом.

В основе схемотехники класса D лежит генератор СВЧ-импульсов (исчисляемых сотнями МГц) несущей частоты и компаратор — устройство, модулирующие эти импульсы, соответственно форме входящего аналогового сигнала. Далее все просто. Модулированный сигнал имеет форму импульсов равной амплитуды, но разной продолжительности, которые усиливаются с помощью пары симметрично включенных быстродействующих транзисторов типа MOSFET. Далее в схеме используется простейший LC-фильтр, демодулирующий усиленный сигнал, а также отсекающий несущую частоту и сопутствующий высокочастотный шум.

Упоминание транзисторов, используемых для усиления порождает резонный вопрос: «а не проще было бы сразу усилить аналоговый сигнал без всяких модуляций?». И именно этот вопрос раскрывает суть усилителей класса D. В обычных усилителях классов A, B, G и прочих их производных транзистор работает с широкополосным сигналом, постоянно меняющимся и по амплитуде, и по частоте. Поведение даже самого лучшего транзистора на разных амплитудах и частотах не 100% одинаково, что неизбежно приводит к искажениям, которые мы знаем как окрашенность или «характер» усилителя. Модулированный сигнал в усилителях класса D меняется дискретно и на полную амплитуду. Таким образом, режим работы транзисторов существенно упрощается и становится куда более прогнозируемым. По сути, они выступают в роли ключа, находясь либо в закрытом, либо в открытом состоянии без промежуточных значений.

Все, что требуется в таком режиме от транзистора — максимально быстро реагировать на изменение уровня сигнала, а поведение его на промежуточных значениях амплитуды не имеет значения. Кроме того, данный режим работы транзистора крайне положительно сказывается на энергоэффективности усилителя, доводя его теоретический КПД до 100%.

Второй наиболее очевидный вопрос касается сходства модулированного аналогового и цифрового сигналов. Обычно это даже не вопрос, а утверждение: «Усилитель класса D — цифровой, а значит правильно подавать на его вход цифровой сигнал, а не аналоговый». Процесс модуляции аналогового сигнала на входе усилителя класса D, действительно, очень напоминает то, что происходит в АЦП при оцифровке звука, однако принцип модуляции принципиально отличается от того, что используется в формате PCM.

Именно по этой причине цифровые входы интегрированных усилителей, работающих в классе D, используют вполне традиционную схему ЦАПа, с аналогового выхода которой сигнал и поступает на вход платы усилителя мощности. Таким образом, аналоговый сигнал является основным и естественным входящим сигналом для усилителей класса D.

Впрочем, существуют и исключения, которые, если разобраться более детально, ничего не меняют в общей картине, а лишь дополняют типовую схемотехнику класса D. Небезызвестный Питер Лингдорф, еще будучи разработчиком в компании NAD, успешно реализовал схему прямого преобразования PCM-потока напрямую в формат ШИМ без традиционной процедуры цифроаналогового преобразования. Эта технология получила название Direct Digital, или говоря по-русски: прямое усиление цифрового сигнала.

Таким образом удалось сократить протяженность и понизить сложность звукового тракта, а единственное цифроаналоговое преобразование в подобной схеме производится непосредственно перед акустическими клеммами. Однако стоит заметить, что для работы такого усилителя с аналоговым сигналом он должен также иметь и классический входной каскад, использующийся в традиционных усилителях класса D.

На текущий момент технология прямого усиления «цифры» еще не стала массовым явлением, вероятно, потому что г-н Лингдорф грамотно оформил патентные права на технологию или просто предпочитает не раскрывать коллегам всех секретов. Но не так давно подобная схема была успешно реализована в портативной технике, что позволяет надеяться на более широкое распространение технологии в будущем. Не исключено, что спустя некоторое время класс D действительно станет цифровым усилителем.

Плюсы

Главный плюс усилителей класса D, ради которого и затевалась история с модуляцией сигнала — энергоэффективность. Причем и в теоретических выкладках, и в реальных цифрах это дает такой прирост КПД, с которым хоть как-то может сравниться разве что переход от класса А к классам В и АВ, а все достижения класса G и прочих на его фоне кажутся довольно слабой попыткой.

Работая в импульсном режиме, половину времени транзистор проводит в полностью закрытом состоянии, а значит имеет нулевой ток покоя и не потребляет энергии. При этом в момент включения транзистор работает на полную мощность, перенаправляя всю энергию, поступающую от блока питания, на выход усилителя.

В итоге, эти самые теоретические 100% КПД при практической реализации дают действительно превосходные значения порядка 90–95%. А поскольку лишь единицы процента энергии расходуются на нагрев транзисторов, радиаторы можно использовать исчезающе малого размера. Для получения на выходе 100–200 Вт на канал усилитель класса АВ должен иметь радиаторы, занимающие одну или обе боковых стенки корпуса, а усилитель класса D обойдется кусочком алюминия размером в один-два спичечных коробка.

Кстати, то же самое можно сказать о размере платы усилителя мощности: в классе D она получается в разы компактнее, даже если собирается не на микросхемах, а на дискретных элементах. Ну и в завершение всего, усилители класса D имеют меньшую себестоимость, нежели сопоставимые по мощности модели других классов. Впрочем, последнее касается скорее DIY-проектов — производители же предпочитают вкладывать сэкономленные деньги в повышение качества звучания и прочие усовершенствования, тем более что в классе D и вправду есть что улучшать.

Минусы

Обладая совершенно убийственными преимуществами, класс D не завоевал рынок Hi-Fi целиком и полностью лишь потому, что имеет свои слабые места, которые для многих ценителей качественного звука выглядят куда более значительными, нежели энергоэффективность. Наличие в схеме высокочастотного генератора само по себе является потенциальным источником электромагнитных помех, негативно влияющих на звучание самого усилителя и на работу соседствующих с ним компонентов звукового тракта.

Неподготовленный слушатель, возможно, не заметит данного эффекта или не придаст ему значения, но в индустрии Hi-Fi и High End, когда всякая мелочь имеет значение, такое соседство не приветствуется и вынуждает инженеров совершенствовать фильтрующие схемы и идти на прочие ухищрения, чтобы исключить влияние вредоносного СВЧ-генератора несущей частоты на воспроизводимый аудиосигнал.

Высокий КПД усилителей класса D стал причиной одной специфической особенности: высокой зависимости качества и характера звучания от блока питания. Если производитель решит использовать импульсный источник питания и не озаботится достаточным количеством фильтрующих схем, часть шумов обязательно проникнет в колонки и подпортит впечатление от звучания. Плохой блок питания, конечно, и классу АВ на пользу не пойдет, но именно в классе D эта проблема проявляется наиболее остро.

Особенности

Описание плюсов и минусов схемотехники класса D дают совершенно недвусмысленные намеки на то, чем в первую очередь должны заниматься разработчики, которые стремятся добиться от усилителей максимального качественного звука.

Проблему питания усилителей класса D разработчики решают двумя способами. Одни идут проверенным путем, используя классические линейные блоки питания с огромными тороидальными трансформаторами и прочими классическими решениями. Но есть и другой путь, которым идет меньшая часть разработчиков. При должном умении вполне можно создать малошумящий импульсный блок питания, пригодный для установки в усилителях высшего класса качества. И именно они способны дать фору самым мощным и солидным линейным блокам питания за счет лучшего КПД и быстродействия, а как следствие — лучшей динамики звучания и мгновенной реакции усилителя на большие перепады уровней сигнала.

Что же касается специфики работы самого усилителя класса D, его схемотехника обеспечивает существенно более высокий коэффициент демпфирования в сравнении с классом АВ и другими схемотехническими решениями. Это гарантирует не только стабильную работу со сложной нагрузкой, быстрый, четкий бас и большой динамический диапазон, но также обеспечивает меньший уровень искажений, отсутствие каши, вялой атаки или смазывания фронтов и самое главное — способность усилителя одинаково справляться с совершенно разноплановой музыкой.

Практика

Почетная обязанность отстаивать честь усилителей класса D в нашем исследовании выпала усилителю Marantz PM-KI RUBY. Этот аппарат имеет образцово-показательную компоновку, демонстрирующую, как нужно создавать современные усилители. Два модуля Hypex NCore 500, работающие в классе D, питаются от специального малошумящего импульсного блока питания. При этом в конструкции усилителя присутствует классический предварительный каскад, выстроенный на дискретных элементах, согласно фирменной технологии HDAM от Marantz, которая использовалась и в традиционных усилителях класса АВ.

Предварительный каскад питается от линейного блока питания, тороидальный трансформатор которого, судя по размерам, имеет многократный запас мощности, чтобы никоим образом не повлиять на динамику и чистоту звучания. Другими словами, в одном корпусе сочетаются два подхода: классический для предварительного усилителя и современный для усилителя мощности.

Все это обильно приправлено типичным для High End-моделей вниманием к мелочам вроде омедненного шасси, улучшенной виброразвязки, сокращения путей сигнала, симметричной топологии плат, строгого отбора деталей по параметрам и т.п.

В результате, мы имеем едва ли не самый совершенный с технической точки зрения аппарат с коэффициентом демпфирования 500, искажениями менее 0,005% и энергопотреблением 130 Вт при выходной мощности до 200 Вт на канал при 4 Ом нагрузки. Впрочем, всякую претензию на совершенство в мире звука надлежит проверить практикой.

Звук

Усилитель выдает очень свободное красивое звучание с превосходной детализацией, богатыми тембрами и длинными естественными послезвучиями живых инструментов. Сцена выстраивается максимально точно и масштабно, с достоверной передачей пропорций и местоположения виртуальных источников звука в пространстве. Все вполне соответствует представлениям о том, как должен играть хороший усилитель категории High End. Никакой синтетики, жесткости или «дискретности», которую в звучании класса D обнаруживают некоторые адепты старой школы, не наблюдается. Напротив, Marantz PM-KI RUBY успешно сочетает лучшие объективные характеристики с фирменной утонченной и легкой подачей музыкального материала.

Это типично «марантцовское» звучание проявляется, в первую очередь, в излишней интеллигентности при воспроизведении металла и тяжелого рока. В то же время классика любых составов, джаз и вокал звучат очень живо и натурально. Весьма похожий, возможно, даже чуть более красивый и приторный характер звучания проявляли усилители Marantz прошлых лет, работающие в классе АВ, что позволяет сделать вывод о нейтральном характере звучания усилителей мощности класса D.

Подключение к усилителю Marantz PM-KI RUBY акустики разной мощности, с разной чувствительностью и разным импедансом дало вполне ожидаемый результат: отсутствие какой либо выраженной реакции на изменение этих параметров. С любой стереопарой усилитель справлялся одинаково уверенно.

Даже на самой сложной нагрузке и на высокой громкости на удивление стабильно воспроизводились нижние ноты контрабаса — они звучали абсолютно четко, без гула, с натуральной передачей ощущения вибрирующей струны и откликающейся на эту вибрацию деки инструмента. Одним словом, все происходило ровно так, как и должно происходить с усилителем, имеющим заявленное сочетание мощности и коэффициента демпфирования.

Выводы

Все основные преимущества класса D вполне подтверждаются практикой. Но если с точки зрения энергопотребления и других измеряемых характеристик ситуация абсолютно очевидная и бесспорная, звучание по-прежнему остается вопросом дискуссионным. Класс D в чистом виде дает максимально качественный и, как следствие, — нейтральный, не окрашенный звук. Такое придется по вкусу далеко не всем и с наименьшей степенью вероятности порадует тех, чьи предпочтения формировались через прослушивание ламповой и прочей ретро-техники. С этой точки зрения разработчики Marantz продемонстрировали житейскую мудрость, придав своему усилителю фирменный характер звучания путем установки оригинальных модулей предварительного усиления. Одновременно с этим существуют другие производители, в том числе адепты максимально точного и нейтрального звучания, которые используют потенциал класса D, согласно своим представлениям о прекрасном.

В целом же, вывод такой: если производитель не экономил на ключевых элементах схемы, в результате мы получаем усилитель максимально близкий к совершенству. Остальное — дело вкуса.

Статья подготовлена при поддержке компании «Аудиомания», тестирование усилителей проходило в залах прослушивания салона.

Полезные материалы в разделе «Мир Hi-Fi» на сайте «Аудиомании» и Youtube-канале компании:

• Слушаем музыку с компьютера правильно. Три основных способа

• Что за музыка была «зашита» в популярных ОС

• Что такое Roon? [видео]

Малошумящие высокочастотные транзисторные усилители (МВТУ)

Блок малошумящего высокочастотного транзисторного усилителя МВТУ07.М1 предназначен для замены морально и технически устаревших усилителей высокой частоты УТ-7 в РЛС 5Н66М (ЗРК С-300).

Блок имеет встроенное защитное устройство для защиты от синхронных и несинхронных импульсных помех, работающее в режиме самоограничения. 

Применение МВТУ07.М1 обеспечивает:

  • восстановление работоспособности и продление жизненного цикла приемных устройств;
  • повышение ресурса эксплуатации приемного тракта;
  • снижение энергопотребления;
  • упрощение эксплуатации изделия;
  • снижение эксплуатационных расходов

Блок в отличие от ЛБВ обладает хорошей ремонтопригодностью без ухудшения электрических параметров и невысокой себестоимостью ремонта.

Сравнительные характеристики МВТУ07.М1 и ЛБВ

 Технические характеристики  МВТУ07.М1  ЛБВ УТ-7
Рабочий диапазон частот, ГГц
Макс. ток потребления, мА
Макс. имп. мощность на входе, кВт
Макс. вых. мощность
(при компрессии — 1 dB), мВт
Коэффициент усиления, дБ
Коэффициент шума, дБ
Напряжение питания, В
Габаритные размеры, мм
Масса, кг

7,0-8,33
250
1

20
30±1,5
<5
-12,6±4
200х114х44
0,9

7,5-8,33


20-30
>7
+200, +125

0,96


Комплект поставки:
 – Блок малошумящего высокочастотного транзисторного усилителя МВТУ07.М1
 – Паспорт
 – Кабель питания

Назад в каталог

Модули ВЧ усилителей мощности — Компоненты и технологии

Современные системы связи, передачи данных, теле- и радиовещания представляют собой совокупность блоков цифровой обработки сигналов и аналоговых трактов формирования ВЧ сигнала. Наиболее сложной и дорогостоящей частью аналогового тракта является ВЧ усилитель мощности (УМ).

В настоящее время существует два подхода к созданию усилителей мощности: на дискретных компонентах или на готовых конструктивно и функционально законченных модулях. Модульный принцип компоновки радиоаппаратуры в наибольшей степени отвечает современным требованиям и представляется наиболее перспективным. Практика показывает, что использование модулей УМ уменьшает ошибки при проектировании аппаратуры, сокращает сроки ее разработки и подготовки производства. Наибольший эффект от использования модулей УМ как законченных электронных компонентов достигается в условиях серийного производства аппаратуры благодаря отсутствию необходимости выполнять регулировки, что снижает трудоемкость. Использование модулей снижает также затраты на техническое обслуживание и ремонт аппаратуры в процессе ее эксплуатации. Как правило, модули имеют меньшие габаритные размеры и вес по сравнению с узлами на дискретных компонентах, что является существенным преимуществом, особенно при создании портативной аппаратуры связи.

Неслучайно такие ведущие мировые компании, как Mitsubishi Electric, Freescale Semiconductors, Philips, Tyco Electronics M/A-COM, специализирующиеся на производстве ВЧ и СВЧ транзисторов, выпускают также и готовые модули усилителей мощности.

Одним из основных направлений деятельности ФГУП «НИИЭТ» является разработка и производство мощных СВЧ биполярных [1, 2, 3] и полевых транзисторов [4], а также гибридных микросхем [5]. В последние годы предприятие активно развивает направление разработки и производства современных модулей ВЧ УМ для средств радиосвязи. При этом изначально была поставлена задача разработки и производства модулей по техническим требованиям заказчиков — отечественных производителей аппаратуры связи, а не воспроизводство зарубежных аналогов и попытки конкурировать с их производителями. Дело в том, что некоторые диапазоны частот, используемые в РФ (например, ниже 50 МГц) не перекрываются рабочими частотами ВЧ модулей усилителей мощности зарубежного производства. Ситуация на рынке электронных компонентов резко изменилась в 2003 году, когда фирма Mitsubishi Electric, основной поставщик ВЧ модулей усилителей мощности на российском рынке, перешла на производство нового поколения модулей [6]. После этого появились новые «бреши» в частотных диапазонах, например, в диапазоне частот 175–210 МГц, 270–330 МГц и др., что и стимулировало в последние годы резкое увеличение количества заявок на разработку и поставку модулей усилителей мощности для применения на указанных выше частотах.

За последние 10 лет в ФГУП «НИИЭТ» было разработано более 50 типов модулей, потребителями которых стали отечественные производители аппаратуры связи — от малых предприятий до крупных серийных радиозаводов.

В таблице приведены данные на основные электрические параметры модулей ВЧ усилителей мощности и их конструктивное исполнение.

Таблица. Технические характеристики модулей ВЧ УМ

Примечание: Усилители УМ117-3 и УМ118-2 — функциональные аналоги модулей RA13h4340M и RA13h2317M производства Mitsubishi Electric. * — корпус находится в разработке

Представленные данные показывают, что разработанные модули ВЧ усилителей мощности закрывают типовые ряды по напряжению источников питания Uп = 7,5, 9,6, 12,5 и 28 В. Это означает, что они максимально оптимизированы для применения в портативной, носимой, возимой, бортовой и стационарной радиоэлектронной аппаратуре соответственно. Модули УМ с выходной мощностью до 5 Вт главным образом ориентированы на применение в носимых радиостанциях. Модули с выходной мощностью более 10 Вт применяются в подвижных и стационарных средствах связи. Их коэффициент полезного действия составляет 40–50%. Только для широкополосных модулей не удается обеспечить КПД более 35%. Представленный номенклатурный ряд закрывает частотный диапазон от 33 до 470 МГц, но каждый конкретный тип модуля обеспечивает ширину полосы порядка 6–40 МГц.

В настоящее время все большее распространение получают широкополосные системы радиосвязи, а также системы связи с использованием шумоподобных сигналов. Поэтому производителей аппаратуры связи могут заинтересовать новые разработки широкополосных модулей усилителей мощности типа УМ30180-5 и УМ100400-60, а также модулей УМ с повышенными требованиями к линейности передаточной характеристики — УМ120-2Б и УМ121-4А (см. табл.). Линейность выходной характеристики таких модулей УМ оценивается по коэффициенту сжатия (компрессии) Ксж как отношение коэффициента усиления при номинальной мощности усилителя к мощности, при которой достигается максимальное усиление.

Схемотехнически модули усилителей мощности в зависимости от частотного диапазона и выходной мощности содержат от одного до трех каскадов усиления. У каждого модуля предусмотрен вывод, на который подают напряжение для управления мощностью выходного сигнала. Благодаря использованию данного вывода может быть организовано оперативное управление уровнем выходной мощности. Модули УМ согласованы по входу и выходу с линиями передачи с волновым сопротивлением 50 Ом, КСВН по входу не хуже 1,5 в полосе рабочих частот. Модули работают без самовозбуждения при КСВН нагрузки до 10 при всех фазовых углах и выдерживают режимы КЗ нагрузки и холостого хода в течение не менее 30 с. Неравномерность коэффициента усиления по мощности (КУР) в полосе рабочих частот не более +1 дБ. Диапазон рабочих темпетур от –40 до +85 °С, однако по требованию заказчика может быть расширен до диапазона от –60 до +125 °С.

Разработанные ФГУП «НИИЭТ» модули, как и большинство зарубежных, собраны в металлополимерных корпусах с однорядным расположением выводов. Используются две базовые конструкции корпусов: К-1 и К-2, отличающиеся габаритными размерами (рисунок). Корпуса с различным количеством и расположением выводов имеют соответствующие буквенные индексы, например К-1А, К-2Б. Корпус К-2А отличается от корпуса К-2 отсутствием вывода «3». Шаг выводов корпусов кратен 2,5 мм.

Рисунок. Корпуса модулей ВЧ усилителей

Конструктивно модули состоят из металлического основания — фланца, диэлектрической подложки с металлической разводкой и смонтированных на ней электронных компонентов, в том числе нескольких (по числу каскадов усиления) мощных ВЧ транзисторов, проволочных внешних электрических выводов и пластмассовой крышки, на которой нанесена маркировка. Фланец из никелированной меди с крепежными отверстиями служит одновременно механическим основанием, теплоотводящим элементом и общей земляной шиной. Подложкой служит стеклотекстолитовая печатная плата, на которой методом поверхностного монтажа установлены пассивные компоненты, а мощные транзисторы смонтированы непосредственно на теплоотводе — фланце. Исследования показали, что стеклотекстолитовая подложка модуля гораздо более устойчива к механическим нагрузкам, чем керамическая, которая, как правило, используется в зарубежных модулях.

В модулях УМ в качестве активных компонентов используются кремниевые биполярные или полевые (D-MOS, LDMOS) мощные ВЧ транзисторы собственного или зарубежного производства. Транзисторы собственного производства имеют малогабаритное исполнение на кристаллодержателе из бериллиевой керамики. Данные транзисторы собраны с использованием гибкого ленточного носителя в качестве внутренних и внешних выводов. Присоединение ленточных выводов транзисторов к печатной плате УМ осуществляется пайкой, а не сваркой, как в зарубежных модулях. Метод пайки обеспечивает более прочные и надежные соединения, а стабильность геометрических размеров и формы выводов позволяет получать и стабильные динамические характеристики транзисторов. Электронные компоненты, размещенные на печатной плате, защищены лаковым покрытием. Для механической защиты компонентов на плате и защиты от проникновения в корпус модуля влаги используется пластмассовая крышка. Места соединения крышки с фланцем, печатной платой и выводами залиты герметизирующим компаундом. Требования по герметичности соответствуют степени защиты IP68 по ГОСТ 14254-96.

При разработке модулей УМ применяются современные системы автоматического проектирования Microwave Office, T-CAD, P-CAD 2000. Применение современного аппаратно-программного комплекса позволяет сократить до минимума время проектирования усилителей мощности. Тесное взаимодействие разработчиков транзисторов, схемотехников и технологов в рамках единого конструкторско-технологического подразделения позволяет не только быстро разрабатывать новые типы модулей, но и быстро организовывать их серийное производство. Время от получения технических требований заказчика до выпуска опытных образцов составляет 1–2 недели, а до выпуска серийных образцов — не более 2 месяцев, при этом этап разработки модулей заказчиком не оплачивается.

Литература
  1. Асессоров В. В., Кожевников В. А., Дикарев В. И., Асессоров А. В. Мощные СВЧ транзисторы для связной радиоаппаратуры // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 1999.
  2. Кожевников В. А., Асессоров В. В., Асессоров А. В., Дикарев В. И. Мощные низковольтные СВЧ транзисторы для подвижных средств связи // Радио. 1999. № 10, 11.
  3. Асессоров В. В., Кожевников В. А., Косой А. Я. Тенденция развития мощных СВЧ транзисторов // Радио. 1994. № 6.
  4. Асессоров В., Кожевников В., Дикарев В., Цоцорин А. Мощные ВЧ и СВЧ полевые транзисторы для аппаратуры средств радиосвязи // Компоненты и технологии. 2006. № 5.
  5. Асессоров В. В., Кожевников В. А., Асеев Ю. Н., Гаганов В. В. Модули ВЧ усилителей мощности для портативных средств связи // Электросвязь. 1997. № 7.
  6. Хабаров А. Модульные ВЧ усилители мощности производства Mitsubishi // Электронные компоненты. 2006. № 2.

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ


Импульсные и широкополосные усилители.

Лекция №7

Импульсные и широкополосные усилители предназначены для уси­ления импульсных сигналов. Импульсные сигналы подразделяются на радиоимпульсы, используемые в радиолакационных станциях, и видиоимпульсы, применяемые в видеоаппарутуре. Основной характеристикой импульсных усилителей является переходная характеристика, рис.7.1.

Рис.7.1. Переходная характеристика импульсных усилителей.

Переходная характеристика – это зависимость мгновенного значения выходного напряжения от времени при подаче на вход единичного импульса

Uвх=

(7.1)

К импульсным усилителям предьявляются жесткие требования по искажению усиливаего сигнала. Искажения усиленного сигнала в импульсных усилителях определяются количественными показателями переходной характерисики, а именно, временем установления

и спадом плоской вершины
Δсп
.Передний фронт импульса формируется высокочастотными составляющими. Чем больше верхняя граничная частота

, тем меньше искажение переднего фронта

. Чем меньше нижняя граничная частота

, тем меньше искажение усиленного сигнала в области плоской вершины импульса
Δсп
. Следовательно, для безыскаженного усиления сигналов импульсные усилители должны иметь широкую полосу пропускания от единиц Герц до десятков мегаГерц. Поэтому видеоусилители являются широкополосными.

В широкополосных усилителях применяются резисторные каскады с дополнительными цепями коррекции, построенные на специальных высокочастотных транзисторах с большой площадью усиле­ния. Площадью усиления называют произведение коэффициента усиления на средних частотах К0

на верхнюю граничную частоту

Площадь усиления опре­деляется параметрами S

и

, которые задаются в справочниках.

В каскадах на биполярных транзисторах площадь усиления из-за внутрен­ней обратной связи не остается постоянной, поэтому при выборе биполярного транзистора лучше руководствоваться предельной частотой fh31б

или
fh31Э
.

Как известно, резистивные схемы усилителей могут обеспечить широкую полосу пропускания с равномерной частотной характеристи­кой. Надо иметь в виду, что верхняя граничная частота зависит от выбора сопротивления нагрузки .В целях увеличения верхней граничной частоты в импульсных усили­телях сопротивление нагрузки выбирают небольшим:

Естественно, при этом коэффициент усиления импульсных усилителей получается также небольшим. Поэтому импульсные усилители состоят, как правило, из нескольких каскадов.

Принципиальная схема одного каскада импульсного усилителя без элементов коррекции по внешнему виду ничем не отличается от схемы резистивного усилителя низкой частоты, рис.7.2.

Рис.7.2. Импульсный усилитель.

Классификация

Аналоговые усилители и цифровые усилители

  • В аналоговых усилителях аналоговый входной сигнал без цифрового преобразования усиливается аналоговыми усилительными каскадами. Выходной аналоговый сигнал без цифрового преобразования подаётся на аналоговую нагрузку.
  • В цифровых усилителях, после аналогового усиления входного аналогового сигнала аналоговыми усилительными каскадами до величины, достаточной для аналого-цифрового преобразования аналого-цифровым преобразователем (АЦП, ADC), происходит аналого-цифровое преобразование аналоговой величины (напряжения) в цифровую величину — число (код), соответствующий величине напряжения входного аналогового сигнала. Цифровая величина (число, код) либо непосредственно подаётся через буферные управляющие усилительные каскады на цифровое выходное исполнительное устройство, либо подаётся на мощный цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, DAC), мощный аналоговый выходной сигнал которого подаётся на аналоговое выходное исполнительное устройство.

Виды усилителей по элементной базе

  • Ламповый усилитель — усилитель, усилительными элементами которого служат электронные лампы
  • Полупроводниковый усилитель — усилитель, усилительными элементами которого служат полупроводниковые приборы (транзисторы, микросхемы и др.)
  • Гибридный усилитель — усилитель, часть каскадов которого собрана на лампах, часть — на полупроводниках
  • Квантовый усилитель — устройство для усиления электромагнитных волн за счёт вынужденного излучения возбуждённых атомов, молекул или ионов.

Виды усилителей по диапазону частот

  • Усилитель постоянного тока (УПТ) — усилитель входных напряжений или токов, нижняя граничная частота которых равна нулю. Применяется в автоматике, измерительной и аналоговой вычислительной технике.
  • Усилитель низкой частоты (УНЧ, усилитель звуковой частоты, УЗЧ) — усилитель, предназначенный для работы в области звукового диапазона частот (иногда также и нижней части ультразвукового, до 200 кГц). Используется преимущественно в технике звукозаписи, звуковоспроизведения, а также в автоматике, измерительной и аналоговой вычислительной технике.
  • Усилитель высокой частоты (УВЧ, усилитель радиочастоты, УРЧ) — усилитель сигналов на частотах радиодиапазона. Применяется преимущественно в радиоприёмных и радиопередающих устройствах в радиосвязи, радио- и телевизионного вещания, радиолокации, радионавигации и радиоастрономии, а также в измерительной технике и автоматике
  • Импульсный усилитель — усилитель, предназначенный для усиления импульсов тока или напряжения с минимальными искажениями их формы. Входной сигнал изменяется настолько быстро, что переходные процессы в усилителе являются определяющими при нахождении формы сигнала на выходе. Основной характеристикой является импульсная передаточная характеристика усилителя. Импульсные усилители имеют очень большую полосу пропускания: верхняя граничная частота нескольких сотен килогерц — нескольких мегагерц, нижняя граничная частота обычно от нуля герц, но иногда от нескольких десятков герц, в этом случае постоянная составляющая на выходе усилителя восстанавливается искусственно. Для точной передачи формы импульсов усилители должны иметь очень малые фазовые и динамические искажения. Поскольку, как правило, входное напряжение в таких усилителях снимается с широтно-импульсных модуляторов (ШИМ), выходная мощность которых составляет десятки милливатт, то они должны иметь очень большой коэффициент усиления по мощности. Применяются в импульсных устройствах радиолокации, радионавигации, автоматики и измерительной техники.

Виды усилителей по полосе частот

  • Широкополосный (апериодический) усилитель — усилитель, дающий одинаковое усиление в широком диапазоне частот
  • Полосовой усилитель — усилитель, работающий при фиксированной средней частоте спектра сигнала и приблизительно одинаково усиливающий сигнал в заданной полосе частот
  • Селективный усилитель — усилитель, у которого коэффициент усиления максимален в узком диапазоне частот и минимален за его пределами

Виды усилителей по типу нагрузки

  • с резистивной;
  • с емкостной;
  • с индуктивной;
  • с резонансной;
  • с выходным трансформатором;
  • с активной нагрузкой[3].

Специальные виды усилителей

  • Дифференциальный усилитель — усилитель, выходной сигнал которого пропорционален разности двух входных сигналов, имеет два входа и, как правило, симметричный выход.
  • Операционный усилитель — многокаскадный усилитель постоянного тока с большими коэффициентом усиления и входным сопротивлением, дифференциальным входом и несимметричным выходом с малым выходным сопротивлением, предназначенный для работы в устройствах с глубокой отрицательной обратной связью.
  • Инструментальный усилитель — предназначен для задач, требующих прецизионного усиления с высокой точностью передачи сигнала
  • Масштабный усилитель — усилитель, изменяющий уровень аналогового сигнала в заданное число раз с высокой точностью
  • Логарифмический усилитель — усилитель, выходной сигнал которого приблизительно пропорционален логарифму входного сигнала
  • Квадратичный усилитель — усилитель, выходной сигнал которого приблизительно пропорционален квадрату входного сигнала
  • Интегрирующий усилитель — усилитель, сигнал на выходе которого пропорционален интегралу от входного сигнала
  • Инвертирующий усилитель — усилитель, изменяющий фазу гармонического сигнала на 180° или полярность импульсного сигнала на противоположную (инвертор)
  • Парафазный (фазоинверсный) усилитель — усилитель, применяемый для формирования двух противофазных напряжений
  • Малошумящий усилитель — усилитель, в котором приняты специальные меры для снижения уровня собственных шумов, способных вуалировать усиливаемый слабый сигнал
  • Изолирующий усилитель — усилитель, в котором входные и выходные цепи гальванически изолированы. Служит для защиты от высокого напряжения, которое может быть подано на входные цепи, и для защиты от помех, распространяющихся по цепям заземления

Некоторые функциональные виды усилителей

  • Предварительный усилитель (предусилитель) — усилитель, предназначенный для усиления сигнала до величины, необходимой для нормальной работы оконечного усилителя.
  • Оконечный усилитель (усилитель мощности) — усилитель, обеспечивающий при определённой внешней нагрузке усиление мощности электромагнитных колебаний до заданного значения.
  • Усилитель промежуточный частоты (УПЧ) — узкополосный усилитель сигнала определённой частоты (456 кГц, 465 кГц, 4 МГц, 5,5 МГц, 6,5 МГц, 10,7 МГц и др.), поступающего с преобразователя частоты радиоприёмника.
  • Резонансный усилитель — усилитель сигналов с узким спектром частот, лежащих в полосе пропускания резонансной цепи, являющейся его нагрузкой.
  • Видеоусилитель — импульсный усилитель, предназначенный для усиления видеоимпульсов сложной формы (см. Видеосигнал
    ), широкого спектрального состава. Несмотря на название, применяется не только в видео- и телевизионной технике, но и в радиолокации, обработке сигналов с различных детекторов, модемах, и др. Принципиальной особенностью данного усилителя является работоспособность вплоть до 0 (постоянный ток). Также сигнал данного спектра обычно называют видеосигналом, даже если он не имеет никакого отношения к передаче изображения.
  • Усилитель магнитной записи — усилитель, нагруженный на записывающую магнитную головку.
  • Усилитель воспроизведения — малошумящий усилитель электрических сигналов, поступающих с воспроизводящей магнитной головки магнитофона, видеомагнитофона, флоппи-дисковода, жёсткого диска, либо с фотодиода в системах воспроизведения оптической сигналограммы (звукочитающая система кинопроектора, оптические диски). Как и усилитель записи, содержит цепи частотной коррекции, чтобы обеспечить максимально возможную линейность АЧХ тракта записи-воспроизведения.
  • Микрофонный усилитель — усилитель электрических сигналов звуковых частот, поступающих с микрофона, до значения, при котором их можно обрабатывать и регулировать. Профессиональные микрофонные усилители имеют дифференциальный вход (балансное подключение, разъёмы XLR) для снижения наводок и помех.
  • Усилитель-корректор (корректирующий усилитель) — электронное устройство для изменения параметров видео- или аудиосигнала. Усилитель-корректор видеосигнала, например, даёт возможность регулировки насыщенности цвета, цветового тона, яркости, контрастности и разрешения, усилитель-корректор аудиосигнала предназначен для усиления и коррекции сигналов от звукоснимателя проигрывателя граммофонных пластинок (см. Фонокорректор
    ), бывают и другие виды усилителей-корректоров.

Усилители в качестве самостоятельных устройств

  • Усилители звуковой частоты Усилители звуковой частоты для систем проводного вещания.
  • Усилители звуковой частоты для озвучивания открытых и закрытых пространств.
  • Бытовые усилители звуковой частоты. В этой группе устройств наибольший интерес представляют усилители высокой верности воспроизведения Ні-Fi и наивысшей верности High-end. Различаются усилители предварительные, оконечные (усилители мощности) и полные, сочетающие в себе свойства предварительных и оконечных.
  • Измерительные усилители — предназначены для усиления сигналов в измерительных целях.
      Усилители биопотенциалов — разновидность измерительных усилителей, используются в электрофизиологии.
  • Антенные усилители — предназначены для усиления слабых сигналов с антенны перед подачей их на вход радиоприёмника, бывают двунаправленные усилители (для приёмопередающих устройств), они усиливают также сигнал, поступающий с оконечного каскада передатчика на антенну. Антенный усилитель устанавливается обычно непосредственно на антенне или поблизости от неё.
    • Ламповый УНЧ
    • Предварительный усилитель
    • Hi-Fi УНЧ McIntosh MA6800
    • Усилитель мощности Aleph 3

    Широкополосный линейный усилитель

  • Глава вторая. Цифровые приборы
      Цифровой измерительный прибор
  • Комбинированный цифровой прибор
  • Рекомендации по изготовлению
  • Глава третья. Цифровые приборы с автономным питанием
      Мультиметр с автономным питанием
  • Авометр с автоматическим переключением диапазонов
  • Заключение
  • Этот узел предназначен в основном для усиления импульсных сигналов. Усилитель для подобных целей должен иметь весьма широкую полосу пропускания, чтобы без искажений усиливать импульсы с крутыми фронтами. Для работы в большом динамическом диапазоне выходных амплитуд и обеспечения высокой линейности на нагрузке с сопротивлением 100 Ом такой усилитель должен обладать достаточно мощным выходом. Кроме того, выход усилителя должен быть защищен от случайных коротких замыканий.

    Рис. 26. Принципиальная схема широкополосного линейного усилителя

    Недорогие и доступные ОУ широкого применения в типовом включении вышеперечисленным требованием не удовлетворяют. Так, ОУ КР140УД1 имеет максимальную скорость нарастания выходного напряжения 5 — 10 В/мкс. что явно не достаточно для шноокополосксго усилителя, скорость нарастания UВЫ1 которого должка быть 100 — 300 В/мкс. Сравнительно низкое быстродействие ОУ КР140УД1 определяется в основном последними каскадами, тогда как первые Два его дифференциальных каскада, определяющие коэффициент усиления ОУ, имеют значительно более широкую полосу пропускания и небольшие фазовые искажения.

    Рис. 27. Печатная плата широкополосного линейного уснлителя

    К данной микросхеме можно подключиться после первых двух каскадов, если воспользоваться выводом 14 (для микросхемы К140УД1 выводом 12). Чтобы завершить в этом случае полную схему ОУ и приблизить выходное напряженке к нулевому потенциалу, к выходу микросхемы необходимо подключить транзистор р-n-р структуры, включенный по схеу.е с общим з.митгером. Следует учесть, что такое включение выход:;ого каскада меняет знаки входов ОУ.

    Для уменьшения выходного сопротивления и работы на низкоомную нагрузку на выходе усилителя включен эмиттерный повторитель.

    Технические характеристики:

    • Коэффициент усиления…………….1…100
    • Верхняя граница полосы пропускания, МГц: для амплитуды выходного сигнала ±2 В…….. 20
    • для амплитуды выходного сигнала ±5 В…….. 10
  • Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс ….. 300
  • Диапазон изменения выходных напряжений, В ……. 10
  • Коэффициент нелинейных искажений, % …….. 0,5
  • Температурный дрейф нулевого уровня, мкВ/°С ……. 15
  • Принципиальная схема усилителя приведена на рис. 26. Широкополосный усилитель выполнен на микросхеме А2 типа КР140УД1Б. Сигнал на вход усилителя подается с резистора R29. К выходу микросхемы А2 подключен транзистор р-n-р структуры.

    Выходной эмиттерный повторитель составлен на комплементарных парах транзисторов V5 — V8. В их коллекторные цепи включены защитные резисторы R17, R18, R22, R25, а в базовые цепи — антипаразитные резисторы R14, R15, R20, R21. Резисторы R23 и R24 защищают схему от короткого замыкания по выходу. Диоды V3 и V4, V9 и V10 снижают напряжение для питания микросхем A1 и А2 и уменьшают влияние импульсных помех данного узла на другие узлы по шинам питания.

    Общий коэффициент усиления усилителя определяется отношением сопротивлений (R11 + R12)IR8 и рассчитан исходя из непосредственного усиления треугольного напряжения ±(1,6 — 1,7) В, снимаемого с Выхода Б узла У10. Выходные напряжения прямоугольной и ступенчатой формы узла У12 предварительно ослабляются, а синусоидальной формы узла У10 — усиливаются до этого напряжения.

    Изменение амплитуды выходного сигнала производится ступенчато (путем снятия сигнала с соответствующего гнезда Выхода А) и плавно (с помощью десятиоборотного резистора R29 «Амплитуда»), что обеспечивает возможность работы в широком диапазоне выходных амплитуд. С помощью переменного резистора R30 «Уровень» производится установка среднего уровня сигнала на выходе усилителя, что позволяет получить выходной сигнал как положительной, так и отрицательной полярности по отношению к нулевому уровню.

    Детали. Резистор R29 типа СП5-39В, R30 — СП, подстроечные резисторы типа СПЗ-16, остальные — МЛТ. Чертеж печатной платы усилителя приведен на рис. 27.

    Настройка усилителя производится с помощью осциллографа. На Вход А подают напряжение любой формы (ступенчатое, треугольное или синусоидальное) с частотой порядка 10 кГц. Подключают осциллограф к Выходу А — ослабление 0 дБ. Проверяют диапазон изменения выходных напряжений, который должен быть не менее ±10 В. Подав на вход усилителя напряжение ±1,65 В с помощью резистора R12, устанавливают на его выходе сигнал ±10 В.

    Каскад, выполненный на ОУ А1, предназначен для предварительного усиления синусоидального сигнала, поступающего с преобразователя треугольного напряжения в синусоидальное. Балансировку этого усилителя производят резистором R6, а коэффициент усиления регулируют резистором R4, устанавливая на Выходе Б переменное напряжение 1,65 В. При напряжении на Входе Б 0,3 В коэффициент усиления К — 55.

    ВЧ-усилитель

    — 5 шагов по созданию ВЧ-усилителя

    Если вы разрабатываете РЧ-усилитель, вам нужно знать, как выбрать идеальный РЧ-усилитель.

    Учитывая, что это простая схема, вам не обязательно делать это самостоятельно.

    Но хорошо знать конструкции, необходимые для разработки ВЧ-усилителя.

    Надпись: PCB усилителя RF изолирована на белом фоне

    В любой момент вы можете столкнуться с проблемой с компонентами, которая может помешать вашему проекту.

    Если вы ищете подходящий усилитель, вот все функции, которые вам нужно знать.

    Шаги проектирования

    Этапы 1 — Определение 5 этапов проектирования ВЧ-усилителя

    • Схема согласования входа: линия полного сопротивления соединяется с усилителем с входом 50 Ом.
    • Усилители одно или поэтапно: в зависимости от ваших требований. Обычно это относится к усилению схемы или к тому, что устройство требует одного или нескольких микрофонов.
    • Сеть смещения: Система смещения подает на устройство напряжение или смещение.
    • Сеть аксессуаров: Усилитель нуждается в нескольких функциях и методах, чтобы устройство оставалось стабильным.
    • Схема согласования выходов: линия полного сопротивления соединяется с усилителем с выходом 50 Ом.

    Шаги 2 — Выберите класс усилителя ВЧ в соответствии с приложением

    • Класс A — q-балл этого класса равен 0,5. Угол проводимости для этого же составляет 360 градусов 2pi.
    • Класс B — точка q этого класса равна нулю, поэтому, когда ток приближается к нулю, это точка смещения. Угол проводимости составляет 180 градусов или пи.
    • Класс AB — точка q класса находится где-то выше 0 и ниже 0,5, поэтому угол проводимости курса находится между пи и 2 пи.
    • Класс C — точка q этого устройства меньше 0, а угол проводимости находится между 0 и пи.

    Этапы 3 — Процесс выбора усиления для ВЧ усилителя

    Цель выбора усиления — когда амплитуда радиочастотного сигнала минимальна и не очень полезна где-либо в цепи.Он должен увеличиваться, чтобы повысить отношение сигнал / шум, чтобы оно не ухудшалось при прохождении сообщения.

    Основная задача усилителя усиления — улучшить качество сигнала за счет устранения лишних шумов. Они идеально подходят для обработки неглубоких сигналов от антенны.

    Не все усилители RF будут иметь различное усиление; некоторые из них обеспечивают фиксированное значение усиления, которое регулируется внешним резистором. Последний тип ВЧ-усилителя известен как усилитель с регулируемым усилением.

    Позволяет определять усиление в широком диапазоне. Усилитель с регулируемым коэффициентом усиления также управляется внешним резистором, который может быть запрограммирован цифровым способом, или методом управления напряжением в аналоговом режиме.


    Подпись: Конструкция ВЧ-усилителя — Электронные компоненты

    Шаги 4 — Дизайн буфера для поддержания сигнала

    Иногда может измениться нагрузка схемы. Конструкция буфера гарантирует, что сигнал или схема не изменятся по амплитуде или структуре.Вторая цель разработчика буферов — добавить к курсу нагрузку, превышающую допустимую для схемы.

    Если вам необходимо контролировать выходное сопротивление цепи, схема будет передавать сигнал входного сопротивления мощности в усилительный тракт.

    Когда вы выбираете конструкцию буфера, наиболее важный фактор, который вам нужно искать, — это диапазон нагрузок, с которыми он может справиться, сохраняя при этом стабильный и чистый сигнал.

    Этапы 5 — Конструкция драйвера для управления нагрузками с низким импедансом

    Основная цель драйвера при разработке ВЧ-усилителя заключается в том, что он может устанавливать низкоомную нагрузку в диапазоне от 50 до 70 Ом.Поскольку они могут увеличивать мощность для возбуждения заряда, они также считаются усилителями мощности.

    Некоторые драйверы обеспечивают усиление усиления по своей конструкции, тогда как другие сосредоточены на обеспечении фиксированного единичного усиления. Эти драйверы обычно устанавливаются внешне по отношению к кабелям и интерфейсам. Это означает, что они могут выдерживать небольшие замыкания на землю и силовые шины постоянного тока. Основным компонентом является рейтинг источника и поглотителя. Далее идет короткое замыкание и возможность неправильного подключения.


    Надпись: Расчетная схема ВЧ усилителя

    Пример твердотельного ВЧ усилителя

    Твердотельный РЧ-усилитель имеет три каскада — промежуточный, входной и выходной. Секция, обеспечивающая подачу питания на устройство, должна регулировать соответствующий уровень напряжения. Радиатор устройства должен выдерживать выделяемое тепло и охлаждать его по мере необходимости.


    Надпись: Схема электронной схемы ВЧ усилителя

    Технические характеристики усилителя

    RF

    Чтобы спроектировать РЧ-усилитель, вам необходимо знать следующие технические характеристики.

    Диапазон частот

    Частотный диапазон должен подходить для любого устройства, чтобы его можно было использовать для всех типов приложений. Обычно диапазон частот составляет от 500 МГц до 5 ГГц.

    Прирост

    Коэффициент усиления измеряется в зависимости от того, как вы используете устройство, но общепринятое значение составляет от 10 до 20 дБ. У вас должен быть широкий диапазон частот для этого усиления. В идеале, любой усилитель, который имеет плоское увеличение около 100 МГц, ниже, чем около 0.2 дБ, подойдет.

    Входное / выходное сопротивление

    Как упоминалось ранее, здесь установлено значение 50 Ом как для входного, так и для выходного сопротивления.

    Уровень шума

    Чем выше частота устройства, тем выше шум. Это серьезно снизит производительность усилителя, поэтому коэффициент шума — важный аспект, который вам следует искать. Отношение сигнал / шум должно быть аналогично отношению сигнал / шум на входе усилителя и на выходе усилителя в дБ.В идеале у вас должно быть что-то в диапазоне 2 дБ, но все, что ниже 3 дБ, будет работать отлично.

    Выходная мощность

    Учитывайте максимально возможный уровень при работе с нагрузкой 50 Ом, когда напряжение питания находится в самой высокой точке. Выходная мощность измеряется в дБм и должна иметь идеальный диапазон от 12 до 28 дБмВт.

    Точки пересечения третьего порядка и компрессии 1 дБ

    Эти точки указывают на то, что усилитель, который вы используете для повышения мощности, эффективен.Большинство устройств будет использовать какую-либо схему широкополосной модуляции, включая приличную линейность. Это сохранит данные на оптимальном уровне и обеспечит наилучшее использование широкополосного доступа.

    Твердотельная техника

    Если вы используете устройства, работающие на очень высоких частотах, тогда усилители могут быть сделаны из кремния CMOS. Но обычно они построены из арсенида галлия или кремния-германия, и последний немного более надежен, чем предыдущий.Эти соединения очень эффективны, чем обычный кремний, когда вы работаете с очень высокими частотами.

    Питание постоянного тока

    Напряжение питания для большинства ВЧ-усилителей составляет от 1,8 до 6 В. Количество токовых каналов к устройству зависит от уровня подаваемого тока и типа генерируемой мощности, который колеблется от 20 до 100 мА.

    Учитывая, что усилитель должен работать в режиме ожидания, текущий уровень не должен опускаться ниже определенного уровня, чтобы устройство продолжало работать.

    Упаковка

    Размер упаковки обычно крошечный и находится в пределах от 4 до 25 мм.

    Температура

    Допустимый диапазон от -40 ° C до + 105 ° C.

    Усилитель с низким уровнем шума — Применение усилителя ВЧ

    Назначение усилителя ВЧ определить непросто. У него несколько ролей. Он может работать как усилитель мощности, когда он передает усиление сигнала до того, как происходит передача, путем подключения к передающей антенне.Иногда его подключают после получения сигнала. Он известен как малошумящий усилитель. Он может получить сообщение, не увеличивая шума.


    Надпись: электронный радиочастотный модуль

    Заключение

    При разработке ВЧ-усилителя технические характеристики в основном зависят от предполагаемого применения. Ваше устройство должно иметь правильное усиление и работать с правильной частотой, чтобы устройство работало на стабильном уровне.

    Большинство ВЧ усилителей имеют указанные параметры в наличии. Для уникального дизайна некоторые настройки требуют большей прочности. Мол, если нужны сильные сигналы, то используйте усилитель с высоким TOIP.

    В любом случае, РЧ-усилитель не является отдельным устройством, а относится к обширному набору аксессуаров. Он играет решающую роль в изменении сигнала, начиная с LNA и работая в качестве буфера, согласования сигнала и многого другого. Понимание всех параметров дает вам гибкость в дизайне, и мы надеемся, что этот пост помог вам сделать правильный выбор.

    Усилители

    RF | Analog Devices

    Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности. Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.

    Принять и продолжить Принять и продолжить

    Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:

    Строго необходимые файлы cookie:
    Это файлы cookie, которые необходимы для работы аналога.com или предлагаемые конкретные функции. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
    Аналитические / рабочие файлы cookie:
    Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.
    Функциональные файлы cookie:
    Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
    Целевые / профилирующие файлы cookie:
    Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили.Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.
    Отклонить файлы cookie

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    Высокоскоростной усилитель тока серии HCA

    Характеристики

    • Входной шум до 270 фА / √Гц
    • Полоса пропускания до 400 МГц
    • Усиление до 10 6 В / А
    • Плоская частотная характеристика
    • Стабилизированный и регулируемый выход напряжения смещения для смещения внешних фотодиодов
    • Корпус с защитой от электромагнитных помех

    Высокая частота — только для специалистов?

    Пользователи высокочастотных компонентов часто сталкиваются с проблемами, включая нежелательные колебания, плохое экранирование земли, нелинейности, пики усиления и уменьшение полосы пропускания, вызванные плохо спроектированными усилителями.Усилители высокой частоты FEMTO были разработаны для устранения таких нежелательных проблем. Нечувствительные к параметрам источника сигнала и входной разводке, высокочастотные усилители FEMTO полностью соответствуют своим характеристикам. Никакого пика усиления, колебаний или значительного уменьшения ширины полосы пропускания не произойдет, даже если емкость источника не превышает 2 нФ (для HCA-1M-1M-C).

    Ширина полосы не зависит от емкости источника

    Всего несколько пикофарад емкости источника могут значительно уменьшить полосу пропускания высокочастотных усилителей тока.Однако усилители тока FEMTO не имеют этого ограничения и не подвержены влиянию широкого диапазона емкостей источника. Не требуется частотная компенсация или специальная адаптация, а ширина полосы и коэффициент усиления остаются постоянными до максимальной емкости источника, указанной для каждой модели *.

    «C» — Модели

    Модели усилителей

    , показанные с дополнительной буквой «C», оптимизированы для работы с очень большими емкостями источника до нанофарад. Они очень полезны для измерения быстрых сигналов до наносекунд с помощью детекторов большой площади.Для детекторов с емкостью даже более 2 нФ мы предлагаем специально разработанные модели. Пожалуйста, обратитесь к нам за дополнительной информацией.

    Регулируемое смещение и напряжение смещения

    Для высокой степени гибкости усилители тока HCA компании FEMTO предлагают точное управление смещением и смещением с помощью двух подстроечных резисторов. Широкий диапазон регулируемой компенсации входного тока смещения сохраняет полную динамику даже для сигналов с большими постоянными составляющими. Напряжение на выходе смещения можно точно отрегулировать от -12 до +12 В с помощью многооборотного подстроечного резистора.

    Приложения

    • Быстрое обнаружение с помощью фотодиодов большой площади
    • Спектроскопия
    • Фотодетектирование с ФЭУ и фотодиодами
    • Детекторы ионизации
    • Пиро- и пьезоэлектрические детекторы

    Модель

    3-дБ
    Полоса пропускания
    (DC …)
    Шум
    Ток
    [/ √Hz]
    Трансимпеданс
    (усиление)
    Взлет / падение
    Время
    Макс.Источник
    Емкость
    Посмотреть и
    Скачать
    Лист данных
    ГКА-1М-1М 1 МГц 270 fA 1 x 10 6 В / А 350 нс 50 пФ 191 Кбайт
    HCA-1M-1M-C 1 МГц 3,5 пА 1 x 10 6 В / А 350 нс 2 нФ 191 Кбайт
    ГКА-2М-1М 2 МГц 340 fA 1 x 10 6 В / А 180 нс 25 пФ 191 Кбайт
    HCA-2M-1M-C 2 МГц 3.5 pA 1 x 10 6 В / А 180 нс 1 нФ 191 Кбайт
    ГКА-4М-500К 4 МГц 490 fA 5 x 10 5 В / А 90 нс 15 пФ 191 Кбайт
    HCA-4M-500K-C 4 МГц 3,5 пА 5 x 10 5 В / А 90 нс 500 пФ 191 Кбайт
    HCA-10M-100K 10 МГц 1.1 пА 1 x 10 5 В / А 35 нс 15 пФ 189 Кбайт
    HCA-10M-100K-C 10 МГц 3,5 пА 1 x 10 5 В / А 35 нс 150 пФ 191 Кбайт
    HCA-20M-100K-C 20 МГц 3,5 пА 1 x 10 5 В / А 18 нс 50 пФ 190 Кбайт
    HCA-40M-100K-C 40 МГц 3.7 pA 1 x 10 5 В / А 10 нс 30 пФ 189 Кбайт
    HCA-100M-50K-C 100 МГц 3,8 пА 5 x 10 4 В / А 3,5 нс 20 пФ * 293 Кбайт
    HCA-200M-20K-C 200 МГц 4,9 па 2 x 10 4 В / А 1.9 нс 8 пФ * 287 Кбайт
    HCA-400M-5K-C 400 МГц 21 ПА 5 x 10 3 В / А 1 нс 10 пФ * 304 Кбайт

    Выходное напряжение ± 1,5 В при нагрузке 50 Ом. Смещение регулируется подстроечным горшком. Защита от короткого замыкания на выходе. Регулируемый выход смещения (-12 В … +12 В) для смещения фотоприемников.Питание через 3-контактную розетку Lemo ® . Ответный разъем входит в комплект поставки устройства. Доступен дополнительный блок питания PS-15. Для получения дополнительной информации просмотрите таблицу.

    ПРИМЕЧАНИЕ. Максимальная емкость детектора, указанная выше, означает, что до этого значения гарантирована указанная полоса пропускания 3 дБ (± 15%). Возможны и большие емкости, но это немного повлияет на полосу пропускания и частотную характеристику.

    * Для сверхбыстрых моделей HCA-100M-50K-C, HCA-200M-20K-C и HCA-400M-5K-C может произойти сокращение полосы пропускания до 25% от номинальных значений, если емкость источника достигнет указанные выше максимальные значения емкости источника.Особенно для этих моделей короткие кабели на входе и использование источников малой емкости имеет большое значение. Для получения дополнительной информации просмотрите техническое описание или свяжитесь с FEMTO.

    Блокируемый усилитель высокой частоты — SR844

    SR844 Подключаемый усилитель, 200 МГц

    SR844 РЧ синхронизирующий усилитель

    SR844 — это синхронизирующий усилитель с самой широкой полосой пропускания, доступный от SRS. Он обеспечивает бескомпромиссную производительность с частотным диапазоном от 25 кГц до 200 МГц и динамическим резервом без дрейфа до 80 дБ.SR844 включает в себя множество функций, простоту эксплуатации и программируемость, которые вы ожидаете от синхронных усилителей SRS DSP.

    Цифровые технологии

    В SR844 используется та же передовая технология DSP, что и в синхронных усилителях SR850, SR830 и SR810. DSP предлагает множество преимуществ по сравнению с аналоговыми приборами — высокий динамический резерв, низкий дрейф нуля, точные сдвиги и ортогональность РЧ фазы, а также фильтрация цифрового выхода.

    Сигнальный вход

    SR844 имеет входы 50 Ом и 1 МОм.Вход 1 МОм используется с высоким импедансом источника на низких частотах или со стандартным 10-кратным пробником. Вход 50 Ом обеспечивает наилучшее согласование радиочастотного сигнала. Полномасштабная чувствительность находится в диапазоне от 1 В (+13 дБм) до 100 нВ (-127 дБм). Можно выбрать до 60 дБ затухания РЧ или 20 дБ усиления РЧ с шагом 20 дБ. Распределение усиления можно оптимизировать для обеспечения динамического резерва до 80 дБ.

    Номер ссылки

    SR844 поддерживает работу как с внешним, так и с внутренним эталоном.В обоих случаях покрывается весь диапазон частот от 25 кГц до 200 МГц без какого-либо ручного выбора диапазона. Вход внешнего опорного сигнала имеет функцию автоматического порогового значения, которая синхронизируется с синусоидальными, прямоугольными или импульсными сигналами. Внутренний опорный сигнал синтезируется в цифровом виде и регулируется с 3-значным разрешением по частоте.

    Обнаружение гармоник 2F-компонента доступно как для внутреннего, так и для внешнего эталонного режима.

    Выход опорного сигнала (прямоугольный импульс 1,0 В, 50 Ом), синхронный по фазе с синхронным опорным сигналом, доступен как во внешнем, так и во внутреннем режиме.

    Выходные фильтры

    Можно выбрать постоянную времени от 100 мкс до 30 тыс. С выбором спада 6, 12, 18 или 24 дБ / октаву. Для выходов с высокой пропускной способностью в реальном времени фильтрацию можно полностью обойти. В этом режиме «без фильтра» эффективная постоянная времени составляет около 30 мкс, при этом аналоговые выходы обновляются каждые 10–20 мкс.

    Простота эксплуатации

    SR844 прост в использовании. Все функции прибора устанавливаются с клавиатуры на передней панели, а ручка используется для быстрой настройки параметров.В энергонезависимой памяти можно сохранить до девяти различных конфигураций прибора для быстрой и надежной настройки прибора. Стандартные интерфейсы RS-232 и GPIB (IEEE-488.2) обеспечивают подключение к вашим системам сбора данных.

    Полезные функции

    Автоматические функции позволяют автоматически настраивать часто настраиваемые параметры. Чувствительность, динамический резерв, фаза и смещение быстро оптимизируются простым нажатием клавиши.

    Функции смещения и расширения полезны для оценки небольших колебаний сигнала.Вход обнуляется функцией автоматического смещения, а выходное расширение увеличивает разрешение до 100 раз.

    Режим соотношения используется для нормализации сигнала по внешнему аналоговому напряжению. Полезно исключить влияние колебаний интенсивности источника.

    Измерения передаточной функции могут быть легко выполнены с передней панели с помощью программируемого сканирования до 11 частот. Настройки и смещения вызываются на каждой частоте сканирования.

    Аналоговые входы и выходы

    Каждый из двух дисплеев имеет определяемый пользователем выход для измерения X, Y, R, R (дБм), Θ и X-шума или Y-шума.Два программируемых пользователем ЦАП обеспечивают выходы от -10,5 В до +10,5 В с разрешением 1 мВ. Эти выходы могут быть установлены с передней панели или через компьютерные интерфейсы.

    Кроме того, есть два аналоговых входа общего назначения. Это 16-битные АЦП, которые могут отображаться на передней панели, считываться через интерфейс или использоваться для преобразования входного сигнала.

    Внутренняя память

    SR844 имеет два буфера памяти на 16 000 точек для записи истории времени каждого дисплея измерений со скоростью до 512 отсчетов в секунду.Данные могут передаваться из буферов с использованием любого интерфейса. Также предусмотрен триггерный вход для синхронизации записи данных с внешними событиями.

    Блок-схема

    Икс

    Блок-схема

    SR844

    RF / IF и RFID | ВЧ-усилители

    907 — BGA524N6E6327XTSA1DKR-ND

    Skyworks Solutions Inc.

    Непосредственно Infineon Technologies 90 760 Infineon Technologies

    2

    Интегрированный Maxim 9 MAX2686EWS + TTR-ND

    MAX2686EWS + TCT-ND

    MAX2686EWS + TDKR-ND

    .42 МГц ) Skyworks Solutions Inc. 863-1063-2-ND

    863-1063-1-ND

    863-1063-6-ND

    00

    4582 — Немедленно

    .2 дБ 20-Vposed Pad QFN (4×4) 8-WD Pad Exposed 8-DFN (2×2)

    интегрированный

    AMP 802.11AN 5,15–5,85 ГГц QFN

    20-VFposed Pad QFN (4×4) -VD (340×3) IC AMP 802.11B / G / N 2,4 ГГц 10MCM

    Skyworks Solutions Inc. -1490-2-ND

    863-1490-1-ND

    863-1490-6-ND

    W-CDMA 30 МГц-6 ГГц SOT89-3

    IC RF AMP 802.11A / N / AC 5 ГГц 6QFN

    0,86000 долл. США

    2988 — Немедленно

    Skyworks Solutions Inc. Skyworks Solutions Inc.

    1

    863 -1957-1-ND

    863-1957-6-ND

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Активный 5 ГГц 13 дБ 1.5 дБ 802.11a / n / ac 2,8 В ~ 3,6 В 5 ГГц Поверхностный монтаж 6-XFDFN Открытая площадка 6-QFN (1,5×1,5)

    IC AMP GPS 1,55–1,615 ГГц TSNP6-2

    $ 0,93000

    19,293 — Немедленно

    Infineon Technologies Infineon Technologies

    TSD

    TSD

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Активный 1.55 ГГц ~ 1,615 ГГц -16 дБм 19,6 дБ 0,55 дБ GPS / GNSS 1,5 В ~ 3,3 В 2,5 мА 1,55 ГГц ~ 1,615 ГГц Поверхностное крепление TSNP-6-2

    IC RF AMP GPS 1,575 ГГц 6MCM

    $ 1,35000

    69,267 — Немедленно

    863-1669-2-ND

    863-1669-1-ND

    863-1669-6-ND

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi -Reel®

    Активный 1.575 ГГц 16,5 дБ 1,9 дБ GPS 1,8 В ~ 3,6 В 1,575 ГГц Поверхностный монтаж Модуль 6 SMD 6-MCM (1,7×2)

    IC RF AMP LNA GPS / GNSS SPFS

    $ 1,58000

    63083 — Немедленно

    Skyworks Solutions Inc. 2063-2-ND

    863-2063-1-ND

    863-2063-6-ND

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Активный 1.559 ГГц ~ 1,606 ГГц -8 дБм 16,8 дБ 1,6 дБ BDS, сотовая связь, ГЛОНАСС, GNSS, GPS, ПК, WLAN 1,62 В ~ 3,6 В 4,2 мА 1,575 ГГц Поверхностное крепление 6-DFN Exposed Pad 6-MCM (1.7×2.3)

    IC AMP CELL 50 МГц-3,5 ГГц TSLP7-1

    $ 1,39000

    1

    BGB741L7ESDE6327XTSA1TR-ND

    BGB741L7ESDE6327XTSA1CT-ND

    BGB741L7ESDE6327XTSA1DKR-ND

    Лента & Reel (TR)

    Отрезная лента (КТ)

    Digi -Reel®

    Активный 50 МГц ~ 3.5 ГГц -6,5 дБм 19,5 дБ 1 дБ Сотовая связь, RKE, WiFi 1,8 В ~ 4 В 30 мА 1,5 ГГц Поверхностное крепление 6-XFDL 7-1

    IC AMP 802.11B / G / N 2,4 ГГц 16QFN

    $ 1,67000

    19809 — Немедленно

    Skyworks Solutions Inc. 2 9 Skyworks Solutions Inc.

    863-1362-2-ND

    863-1362-1-ND

    863-1362-6-ND

    SiGe

    Tape & Reel (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Активный 2.4 ГГц ~ 2,5 ГГц 32 дБм 33 дБ 802.11b / g / n 4,5 В ~ 5,5 В 650 мА 2,4 ГГц ~ 2,5 ГГц Крепление на поверхность 16-VFQFN 16-QFN (3×3)

    IC RF AMP GPS 1575,42 МГц 4WLP

    $ 1,32000

    2,829 — Немедленно

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi4-

    1575.42 МГц -10 дБм 19 дБ 0,75 дБ GPS / GNSS 1,6 В ~ 3,3 В 4,1 мА 1575,42 МГц Крепление на поверхность 4-WFBGA 4-WFBGA, WL x0,84)

    IC RF AMP GPS 1575,42MHZ 6UDFN

    1,80000 $

    7,479 — Немедленно

    Maxim Integrated 9369 Maxim Integrated 9 -ND

    MAX2659ELT + TCT-ND

    MAX2659ELT + TDKR-ND

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel® 9780004.

    -12 дБм 20,5 дБ 0,8 дБ GPS / GNSS 1,6 В ~ 3,3 В 4,1 мА 1575,42 МГц Крепление на поверхности 6-WFD6N )

    IC RF AMP ISM 2,4 ГГц 12QFN

    $ 2,58000

    24,154 — Немедленно

    Skyworks Solutions Inc. 1770-2-ND

    863-1770-1-ND

    863-1770-6-ND

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Активный 2.4 ГГц ~ 2,48 ГГц 22 дБ ISM 2 В ~ 3,6 В 50 мА ~ 100 мА 2,4 ГГц Крепление на поверхность 12-UFQFN Exposed Pad 12-UFQFN Exposed Pad

    IC AMP DBS 100MHZ-6GHZ SOT89-3

    $ 2.86000

    29484 — Немедленно

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel ®

    Активный 100 МГц ~ 6 ГГц 20 дБм 20 дБ 5 дБ DBS, HLAN, WLAN 4.5 В ~ 5,5 В 120 мА 2 ГГц Поверхностный монтаж TO-243AA SOT-89-3

    IC AMP DBS 100MHZ-6GHZ000 SOT89-3

    00
    Skyworks Solutions Inc. Skyworks Solutions Inc.

    1

    863-1062-2-ND

    863-1062-1-ND

    863-1062-6-ND

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Активный 100 МГц ~ 6 ГГц 17 дБм 189 дБ DBS, HLAN, WLAN 5 В 120 мА 2 ГГц Поверхностный монтаж TO-243AA SOT-89-3

    PAGHQ4

    35,500 — Немедленно

    Skyworks Solutions Inc. Skyworks Solutions Inc.

    1

    863-2083-2-ND

    863-2083-1-ND

    -0002 863-2083 6-ND

    Tape & Reel (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Active 5GHz 35dB 1.8 В ~ 5 В Поверхностный монтаж 20-VFQFN Открытая площадка 20-QFN (4×4)

    IC AMP 802.11AN 5.15-5.850002000 9362000 QFN 9 3,450

    18 351 — Немедленно

    102 000 — Завод

    Skyworks Solutions Inc. Skyworks Solutions Inc.

    1

    863-1375-2-ND

    863-1375-1-ND

    863-1375-6-ND

    SiGe

    Tape & Reel (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Active 5.15 ГГц ~ 5,85 ГГц 29 дБм 32 дБ 802.11a / n 3 В ~ 5,5 В 285 мА 5,15 ГГц ~ 5,85 ГГц Поверхностный монтаж

    IC AMP LTE 400MHZ-2.7GHZ SOT89-4

    $ 3.61000

    14651 — Немедленно

    Skyworks Solutions Inc.

    863-1599-2-ND

    863-1599-1-ND

    863-1599-6-ND

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Активный 400 МГц ~ 2.7 ГГц 29 дБм 23,5 дБ 10 дБ LTE, WiMax 4,75 В ~ 5,5 В 188 мА 400 МГц Крепление на поверхность TO-243-4AA TO-243-4AA

    IC RF AMP CDMA 2 ГГц-3,0 ГГц 8DFN

    $ 3,52000

    3966 — Немедленно

    Skyworks Solutions Inc. Skyworks Solutions Inc. ND

    863-1396-1-ND

    863-1396-6-ND

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Active 2 ГГц ~ 3.0 ГГц -1 дБм 17,2 дБ 0,8 дБ CDMA, LTE, W-CDMA, WiMAX 3,3 В ~ 5 В 50 мА 2,6 ГГц Поверхностный монтаж

    IC AMP GP 100MHZ-3.5GHZ SC70-6

    $ 3,81000

    5749 — Немедленно

    MAC7 Technology Solutions

    MAC7 Technology Solutions2

    1465-1261-2-ND

    1465-1261-1-ND

    1465-1261-6-ND

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Активный 100 МГц ~ 3.5 ГГц 22,2 дБм 16 дБ 0,8 дБ Общего назначения 3 В ~ 5 В 60 мА Поверхностный монтаж 6-TSSOP, SC-88, SOT-36803 6 (SOT-363)

    IC AMP CEL 300MHZ-2.5GHZ SOT23-6

    $ 3,63000

    6,345 — Немедленно

    3 Maxim Integrated

    MAX2640EUT + TTR-ND

    MAX2640EUT + TCT-ND

    MAX2640EUT + TDKR-ND

    Лента и катушка (TR)

    Катушка Digi

    CT 9784-

    Активный
    300 МГц ~ 2.5 ГГц -22 дБм 15,1 дБ 0,9 дБ ~ 1,1 дБ Сотовая связь, GPS, PCS 2,7 В ~ 5,5 В 6,4 мА 900 МГц Крепление на поверхность SOT-23806 SOT-6

    IC RF AMP GP 30MHZ-6GHZ SOT89-3

    $ 3.78000

    3214 — Немедленно

    Inc.

    ADL5545ARKZ-R7TR-ND

    ADL5545ARKZ-R7CT-ND

    ADL5545ARKZ-R7DKR-ND

    CT2 Tape & Reel (9000)

    9000 Cutape & Reel (TR)

    CT2000 Reel (TR)

    Активный 30 МГц ~ 6 ГГц 18.1 дБм 24,1 дБ 2,9 дБ общего назначения 4,75 В ~ 5,25 В 56 мА 900 МГц Поверхностный монтаж TO-243AA SOT-89-3 SOT-89-3

    5,25000 долл. США

    24 879 — Немедленно

    Skyworks Solutions Inc. Skyworks Solutions Inc.

    1

    863-1376-1-ND

    863-1376-6-ND

    SiGe

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Active 5.15 ГГц ~ 5,85 ГГц 34 дБм 32 дБ 802.11a / n 3 В ~ 5,5 В 600 мА 5,15 ГГц ~ 5,85 ГГц Поверхностное крепление

    IC AMP GP 400MHZ-4GHZ 8LFCSP-VD

    $ 4.17000

    2,249 — Немедленно

    Analog Devices Inc.

    ADL5523ACPZ-R7TR-ND

    ADL5523ACPZ-R7CT-ND

    ADL5523ACPZ-R7DKR-ND

    Лента и катушка Digape & Reel

    CT2000 (TR)

    Активный 400 МГц ~ 4 ГГц 21 дБм 21.5 дБ 0,8 дБ Общего назначения 3 В ~ 5 В 60 мА 900 МГц Поверхностный монтаж 8-VFDFN Exposed Pad, CSP 8-

    2,47000 долл. США

    58,240 — Немедленно

    72000 — Завод

    Skyworks Solutions Inc. Skyworks Solutions Inc. -2168-ND

    1287-SKY65174-21-CHP

    Навалом

    Навалом

    Активным 2.4 ГГц ~ 2,5 ГГц 34,5 дБм 34,5 дБ 7 дБ 802.11b / g / n 3 В ~ 5,5 В 600 мА Поверхностный монтаж 10-VFDFN Открытый MCM (4×4)

    IC RF AMP GSM 300MHZ-2.2GHZ 8DFN

    $ 6,27000

    15,776 — Немедленно

    Skyworks60 Solutions Inc.

    863-1559-2-ND

    863-1559-1-ND

    863-1559-6-ND

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Активный 300 МГц ~ 2.2 ГГц 1,5 дБм 20,5 дБ 0,23 дБ GSM, LTE, W-CDMA 5 В 82 мА 849 МГц Монтаж на поверхности 8-WFDFN Открытый

    IC RF AMP GSM 700MHZ-3.8GHZ 8DFN

    $ 6.02000

    5,759 — Немедленно

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Активный 700 МГц ~ 3.8 ГГц 19 дБ 0,5 дБ GSM, LTE, W-CDMA 3 В ~ 5 В 100 мА 2,3 ГГц ~ 2,7 ГГц Крепление на поверхность 8-WFDD9 Exposed DFN (2×2)

    IC RF AMP GP 20MHZ-1GHZ SOT89-3

    $ 4.

    3253 — Немедленно

    Analog Devices Inc.

    ADL5535ARKZ-R7TR-ND

    ADL5535ARKZ-R7CT-ND

    ADL5535ARKZ-R7DKR-ND

    Tape & Reel

    Tape & Reel 9000 CTAPT

    (9000) 9000 Cut 9000 CTape & Reel 9000 (TR)
    Активный 20 МГц ~ 1 ГГц 18.9 дБм 16 дБ 3,2 дБ Общего назначения 4,5 В ~ 5,5 В 97 мА 190 МГц Поверхностное крепление TO-243AA ICO-89-3

    $ 5,57000

    6,121 — Немедленно

    Analog Devices Inc. -R7CT-ND

    ADL5611ARKZ-R7DKR-ND

    Лента и катушка (TR)

    Cut Tape (CT)

    Digi-Reel®

    Гц 22.2 дБ 2,1 дБ W-CDMA 4,75 В ~ 5,25 В 94 мА 900 МГц Поверхностный монтаж TO-243AA SOT-89-3

    Новые жгуты высокочастотных сигналов в кремнии для Fast Wireless

    Новый усилитель на основе кремния знаменует собой прогресс в создании систем беспроводной связи с высокой пропускной способностью, которые будут работать на частотах миллиметрового диапазона (70–110 ГГц) и могут обеспечивать скорость передачи данных до 10 гигабит в секунду на километр.Для достижения этой цели новый усилитель обеспечивает как высокое усиление (способность увеличивать громкость сигнала), так и широкую полосу пропускания (возможность делать это в широком диапазоне тонов). Он имеет прямую линию передачи от входа к выходу, по которой беспрерывно передаются электромагнитные волны по поверхности кремниевого чипа. «Каскады» усиления вдоль этой линии передачи увеличивают мощность сигнала, отслеживая амплитуду сигнала и генерируя обратную связь всего за триллионную долю секунды, обратную связь, которая вводит дополнительную энергию по фазе в сигнал.Усилитель обеспечивает рекордное усиление 26–30 дБ на частоте 100 ГГц и позволяет волны распространяться по поверхности кристалла. Предоставлено: инженерная школа Калифорнийского университета в Сан-Диего Джейкобс.

    (PhysOrg.com) — Новые системы визуализации и беспроводной связи с высокой пропускной способностью на один шаг ближе к реальности благодаря усилителю миллиметрового диапазона, изобретенному в Калифорнийском университете в Сан-Диего и представленному 11 февраля 2009 года на престижной международной выставке Solid. -State Circuits Conference (ISSCC) в Сан-Франциско, Калифорния.

    Новый усилитель на кремниевой основе знаменует прогресс в создании систем беспроводной связи высокой пропускной способности, которые будут работать на частотах миллиметрового диапазона (70–110 ГГц) и могут обеспечивать скорость передачи данных до 10 гигабит в секунду на километр. Для достижения этой цели новый усилитель обеспечивает как высокое усиление (способность увеличивать громкость сигнала), так и широкую полосу пропускания (возможность делать это в широком диапазоне тонов).Он имеет прямую линию передачи от входа к выходу, по которой беспрерывно передаются электромагнитные волны по поверхности кремниевого чипа. «Каскады» усиления вдоль этой линии передачи увеличивают мощность сигнала, отслеживая амплитуду сигнала и генерируя обратную связь всего за триллионную долю секунды, обратную связь, которая вводит дополнительную энергию по фазе в сигнал. Усилитель обеспечивает рекордное усиление 26–30 дБ на частоте 100 ГГц и позволяет волны распространяться по поверхности кристалла.

    Джеймс Баквалтер, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники инженерной школы Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего, изобрел усилитель и назвал его каскадным конструктивным волновым усилителем.

    «Каскадное конструктивное усиление волн — это новая архитектура схемы, которая может подтолкнуть кремний к новым режимам работы, близким к фундаментальным пределам закона Мура, и обеспечить сверхвысокую скорость передачи данных, которую предлагает миллиметровый диапазон длин волн электромагнитного спектра», — пояснил Баквалтер.

    Миллиметровый диапазон длин волн электромагнитного спектра относительно не исследован для коммерческого использования, отчасти потому, что было сложно и дорого построить необходимые высокочастотные усилители. Например, многие современные усилители миллиметрового диапазона требуют экзотических и дорогих полупроводниковых материалов.

    «Мы изучаем, как кремний может играть роль на частотах, превышающих 100 гигагерц. Кремний имеет то преимущество, что позволяет недорого интегрировать микроволновые и, возможно, теперь компоненты миллиметрового диапазона», — сказал Баквалтер.

    A для усиления

    Современные системы Wi-Fi и WiMax работают на частоте 2,5–5 ГГц и способны обрабатывать мегабит информации в секунду. «Если вам нужна более высокая скорость передачи данных, вам необходимо найти способы беспроводной передачи информации со скоростью, превышающей доступную на 2,5 гигагерца. Этот новый усилитель нацелен на открытие диапазонов частот миллиметрового диапазона, где доступна гораздо большая полоса пропускания и где больше данных Возможна скорость передачи до 10 гигабит в секунду на километр », — пояснил Баквалтер.

    Беспроводная связь «точка-точка» — это недорогой подход к получению скоростей оптического волокна. «Вы можете использовать этот метод усиления для увеличения мощности сигнала 100 Гигагерц от передатчика в вашем интернет-провайдере, а также от приемника в вашем доме для обнаружения сигнала», — пояснил Баквальтер.

    Обратная связь укрощает волну

    «По-настоящему крутая вещь в этом чипе заключается в том, что это первый раз, когда бегущие волны были усилены вдоль непрерывной линии передачи … мы нашли новую архитектуру, которая обеспечивает более высокий коэффициент усиления, чем предполагалось для волн, движущихся со скоростью около свет на кремниевые чипы «, — сказал Баквалтер.

    Периодические каскады усиления вдоль линии передачи имеют решающее значение для процесса усиления. Они контролируют волны, когда они распространяются по линии передачи, и спонтанно вводят энергию в волну, не прерывая ее распространение по линии передачи.

    В частности, сила волны постоянно контролируется на выходной стороне каждого каскада усиления. Обратная связь обеспечивается через быстрый транзистор, который подает энергию на вход линии передачи и поражает волну с этой энергией на 2,5 триллионных секунды спустя — четверть периода волны. Таким образом, волна постоянно усиливается, поскольку она беспрепятственно проходит через каждый из каскадов усиления по линии передачи.

    Эта новая конструкция усилителя существенно отличается от существующих усилителей.Новый каскадный конструктивный волновой усилитель обеспечивает высокое усиление — усиление сигнала экспоненциально увеличивается с увеличением количества каскадов усиления — без поглощения и регенерации энергии волны. Каскадные усилители, которые есть во всех сотовых телефонах, также имеют высокое усиление, но они поглощают и регенерируют сигналы.

    «Мы взяли волну, которая движется по поверхности кремния со скоростью, близкой к скорости света, и нашли способ усилить сигнал, не прерывая волну», — сказал Баквальтер.«Мы нашли способ приручить миллиметровые волны на кремнии».

    Дополнительная информация : ISSCC 2009 Документ: «Усиление 26 дБ, 100 ГГц Si / SiGe каскадный конструктивный волновой усилитель» Джеймса Баквальтера и Джухвы Ким из факультета электротехники и вычислительной техники инженерной школы Калифорнийского университета в Сан-Диего.

    Источник: Калифорнийский университет в Сан-Диего.


    Fujitsu разрабатывает усилитель мощности GaN HEMT с самой высокой в ​​мире выходной мощностью в миллиметровом диапазоне W

    Ссылка : Новый высокочастотный усилитель использует миллиметровые волны в кремнии для быстрой беспроводной связи (11 февраля 2009 г.) получено 27 августа 2021 г. с https: // физ.org / news / 2009-02-жгуты-усилителя высокой частоты-миллиметр.html

    Этот документ защищен авторским правом.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *