Линейный усилитель 10 Вт
Не так уж сложно получить один ватт мощности или несколько больше, пользуясь самым обычным оборудованием, но получить более пяти ватт уже достаточно проблематично. В этой статье описан линейный усилитель 10 Вт, который может обеспечивать свыше 15 ватт на 50 Ом. В схеме усилителя используются транзисторы в пластиковом корпусе, которые часто применяются в радиоаппаратуре гражданского диапазона.
Если вы не можете найти транзистор 2SC2078, то ему следует найти достойную альтернативу. Транзистор, выполняющий роль генератора напряжения смещения, отмечен на схеме как TIP31, но вместо него вы можете использовать и что-либо иное, что будет выполнять ту же функцию. Если у вас есть лишние деньги, то вы можете поставить второй транзистор 2SC2078, но более практичным представляется следующий выбор: TIP41, TIP3055, MJE3055. Самое главное, чтобы выдерживался ток до 1 А и был сделан верный выбор деталей в корпусе TO 220.
Схема
У этого усилителя широкая полоса пропускания, от 1,8 МГц до свыше 30 МГц.
Требуемый уровень возбуждения составляет всего 2–5 мВ при 14 МГц, и поднимается до 10 мВ при 30 МГц. Следовательно, вы можете собрать маломощный любительский CW–передатчик, состоящий лишь из описываемого усилителя мощности и простого кварцевого генератора. От генератора радиосигнала (Marconi signal generator) можно получить свыше 15 ватт, но выше примерно 12 ватт появляются сильные искажения, и форма сигнала будет на дисплее спектроанализатора будет не очень хорошей. Наше устройство должно передавать сигнал по возможности без искажений. Вот так выглядит собранный усилитель на плате:
Изначально устройство замысливалось как часть SSB-возбудителя, но может использоваться для усиления практически любого высокочастотного сигнала с мощностью от 2 мВ в ВЧ-диапазоне. Следует иметь в виду, что между усилителем и антенной необходимо использовать фильтр низких частот. Это обязательное условие для ВСЕХ передатчиков.
С помощью L1 осуществляется согласование входного сопротивления 50 Ом с полным входным сопротивлением транзистора TR1 10 Ом.
Выходной сигнал TR1 поступает на базы транзисторов TR2 и TR3 через T1. Т1 также трансформирует полное сопротивление до низкого полного входного сопротивления этих двух транзисторов, поэтому для вторичной обмотки должен использоваться провод с достаточно большим сечением.
Транзисторы TR2 и TR3 усиливают сигнал ещё больше, – до примерно 12 ватт. Здесь использована двухтактная конфигурация, поэтому вторичная обмотка Т1 и первичная обмотка Т2 должны быть симметричными. Трансформатор Т2 увеличивает полное выходное сопротивление до 50 Ом.
Между коллекторами и базами TR1, TR2 и TR3 установлены резисторы 330 Ом и конденсаторы 10 нФ, которые необходимы для обеспечения стабильности и представляют собой простейшую цепь нейтрализации. Без этих компонентов каскады определённо генерировали бы паразитные колебания и паразитные сигналы. Ещё более чистого сигнала можно добиться, если установить дополнительные конденсаторы 180 пФ (на схеме не показаны) между землёй и коллекторами транзисторов TR2 и TR3.
Если вы не используете частоты 30 МГц и выше, то вполне можете увеличить номинал установленного на выходе конденсатора 68 пФ. Данный конденсатор также помогает удерживать на низком уровне коэффициент гармоник. Спектранализатор не выявил значительных паразитных сигналов или гармоник в диапазоне от 0 до 100 МГц при работе на мощности 10 Вт, 14 МГц. Паразитное излучение было лучше чем -60 дБм (-70 дБ по отношению к несущей), что весьма неплохо.
Транзистор TR4 — последовательный стабилизатор постоянного напряжения большой мощности, в котором для обеспечения стабильности применяется стабилитрон 3,3 В. Он обеспечивает напряжение смещения на базах транзисторов TR2 и TR3. Терморезистор 1 кОм связан термически с радиатором из лужёной меди, что позволяет уменьшить до некоторой степени напряжение смещения, когда усилитель мощности перегревается. В следующем пункте рассмотрим терморезистор более подробно.
Регулировка
Установите потенциометр 1 кОм на минимальное сопротивление, подайте питание на выводы ‘PA-12v’ и ‘DV-12v’, и проводите мониторинг потребляемого тока на соединении ‘PA-12v’.
Ток должен быть практически нулевым. Увеличивайте сопротивление потенциометра до тех пор пока ток не будет составлять 50–100 мА. Регулировка завершена.
Катушки
При изготовлении катушек электронщики-любители часто задаются такими вопросами как «при какой относительной влажности следует выполнять обмотку? » или «какой ферритовый сердечник подойдёт лучше всего? ». Ниже приведены ответы на эти вопросы.
L1 — 6 + 6 витков проводом 0,19–0,38 мм (28 — 36 SWG — британский сортамент проводов) на двух «небольших» приклеенных друг к другу ферритовых сердечниках. Две обмотки соединены последовательно, чтобы получить одну катушку с 12 витками и отводом от средней точки. Два конца катушки: вход на усилитель и земля. Отвод от центральной точки соединяется с базой транзистора TR1 через конденсатор.
Катушки L2, L3, L4 все из примерно десяти витков проводом 0,19–0,38 мм (28 — 36 SWG) на один ферритовый сердечник. Если вы используете провод с большим сечением, то будет достаточно четырёх–пяти витков.
Одну из катушек вы можете увидеть на фотографии выше. Катушка L5 простая перемычка из провода 1,22 мм (18 SWG) через ферритовый сердечник. Если у вас есть сердечник с достаточно большим отверстием, то следует намотать несколько витков.
Т1 — 6 витков проводом 0,56 мм (24 SWG) на два больших приклеенных друг к другу ферритовых сердечника, похожих на пару монокуляров. Для этого компонента следует использовать сердечники большего размера (например, в устройстве применялись два сердечника диаметром 8 мм). Вторичная обмотка, питающая усилитель представляет собой 1 + 1 виток проводом 1,22 мм (18 SWG) в эмалевой изоляции. Вот как это выглядит:
Т2 почему-то всегда представляет проблему для тех, кто пытается его собрать. Здесь следует сделать 3 + 3 витка проводом 1,22 мм (18SWG) на массивный ферритовый сердечник с двумя отверстиями или даже на броневой сердечник. В обоих случаях трансформатор работает одинаково хорошо. Вторичная обмотка — 16 витков проводом 0,71 мм (22 SWG).
Здесь важен не сколько материал, сколько физический размер ферритового сердечника. Если сердечник греется слишком сильно, то его размер необходимо увеличить. Например, можно изготовить две трубки из двух или трёх ферритовых колец, затем склеить их между собой, получив таким образом сердечник, напоминающий своей формой ещё один бинокль. На фотографии ниже показан используемый в схеме трансформатор Т2.
Терморезистор (*1 кОм)
Терморезистор устанавливается между базой транзистора TR4 и медным земляным слоем верхней стороны печатной платы. Его назначение — уменьшить напряжение смещения на транзисторах TR2 и TR4 в тот момент, когда они немного нагреваются. Это снижает ток покоя до изначального уровня и предотвращает чрезмерный перегрев (к этому есть определённая тенденция). В схеме использовался терморезистор 1 кОм, установленный последовательно с резистором 330 Ом. Резистор 330 Ом несколько ослабляет эффект терморезистора посредством снижения его динамического диапазона.
Терморезистор находится в прямом соприкосновении с радиатором из лужёной меди для мощных транзисторов. Если у вас обнаруживаются какие-либо проблемы с током покоя (в горячем или холодном состоянии), тогда следует уменьшить номинал резистора 330 Ом и изменить величину напряжения смещения, что позволит уменьшить ток «горячего усилителя». При увеличении номинала резистора 330 Ом, ток «горячего усилителя» будет увеличен. Ток покоя усилителя мощности должен быть одним и тем же, в независимости от температуры транзисторов TR2 и TR3.
Сборка
Печатная плата изготавливается из двусторонней фольгированной медью заготовки печатной платы, однако протравливается только одна из её сторон. При монтаже деталей, сверяйте место установки с приведённым здесь рисунком расположения компонентов. Если над отверстием есть красный кружок с зелёным крестом, то вывод компонента должен быть припаян с обеих сторон. Если крест/кружок отсутствуют, то верхний медный слой следует слегка раззенковать перьевым сверлом 3 мм для удаления меди с краёв отверстия.
Это очень хорошо видно на следующей фотографии:
Развязывающие конденсаторы показаны «схематично». В усилителе был использован первый попавшийся под руку конденсатор; в принципе можно выделить развязывающие конденсаторы двух типов: большой ёмкости и малой ёмкости:
«Большой» конденсатор — электролитический конденсатор с номиналом от 10 мкФ до 10000 мкФ
«Маленький конденсатор» — керамический конденсатор с номиналом от 1 нФ до 330 нФ
В схеме был использован ультраминитюрный низковольтный конденсатор в прямоугольном пластиковом корпусе. Вы можете использовать практически любой конденсатор, они все похожи друг на друга, а номиналы развязывающих компонентов — достаточно гибкий параметр. Обратите внимание, что на схеме указаны точки развязки, однако на реальной плате их несколько больше. Развязки никогда не бывает много.
Печатная плата
Скачать макет печатной платы для усилителя мощности 10 Вт. Размер медной фольги 134?72 мм, но для упрощения окончательного монтажа по всему периметру добавлен ещё один дополнительный сантиметр.
Последнее, что следует упомянуть: радиатор изготовлен из пластины из лужёной меди, согнутой в форме буквы Г, так чтобы быть установлен под тремя мощными транзисторами. На схеме расположения компонентов верхняя часть Г-образного радиатора отмечена красным цветом. Вертикальная часть радиатора соединена с гораздо большим алюминиевым радиатором, металлическим корпусом вашего передатчика.
Нравится
Твитнуть
Схема эстрадного усилителя мощности на транзисторах (400Ватт)
Описываемый усилитель мощности предназначен для двухканального усиления мощности сигнала, подаваемого с микшерного пульта или предварительного усилителя.
Каждый из двух входов имеет регулятор уровня входного сигнала позволяющий установить необходимую чувствительность.
Переключателем можно объединять его входы, при этом один из двух входных разъемов можно использовать как линейный выход для увеличения числа работающих параллельно усилителей.
К особенностям УМЗЧ можно отнести переключаемый фактор демпфирования громкоговорителей для оптимизации их звучания в различных акустических условиях.
Основные технические характеристики
- Номинальное входное напряжение, В — 1,1;
- Ном. вых. мощ. каждого канала, Вт при Кг- 1% и Rнагр: 4 Ом — 400, 8 Ом — 220;
- Диап. раб. частот, Гц, при неравн. -0,5 дБ = 20…20000;
- Скорость нарастания вых. сигнала, В/мкс — 25;
- Коэф. гарм. искажений сигнала, %, не более: на частоте 1 кГц — 0,01, в рабочем диапазоне частот — 0,1;
- Отношение сигнал/шум фон, дБ = 96;
- Допустимое отклон. напряжения в сети, В — 180 ..260;
- Мин. сопротивление нагрузки, Ом — 2,5;
- Масса, кг, не более — 16.
Усилитель мощности имеет индикаторы уровня выходного сигнала и его ограничения, перегрузки по выходу, а также индикаторы аварийного отключения громкоговорителей и превышения на пряжения сети.
Предусилитель
Предполагалось, что весь усилитель будет представлять собой гибрид лампы и МОП-транзистора. Использовал дешевую, проверенную схему, на одной лампе ECC85 (возможны аналоги) в качестве предусилителя.
Провёл силовые кабели витой парой. Цепь заземления в усилителе последовательная и подключается к корпусу только на входе, в месте самых низких потенциалов. Предварительный усилитель заработает примерно через 2 минуты после включения. Хотелось максимально продлить срок службы ламп.
Принципиальная схема
На рис. 1 приведена схема правого канала усилителя и узла защиты нагрузки. На входе УМЗЧ применен ОУ КР544УД2А, а цепи C4R4 и R1C3 ограничивают полосу усиливаемых частот.
Они уменьшают проникновение в УМ колебаний инфра- и ультразвуковых частот, способных привести к перегрузке усилителя и динамических головок. Усилитель напряжения на VT1—VT4 аналогичен примененному в [1, 2].
Рис. 1, а. Принципиальная схема эстрадного транзисторного усилителя мощности НЧ на 400 Ватт.
Выход ОУ соединен с эмиттерным повторителем VT3 который совместно с цепью R6C15 выполняет функции преобразователя напряжение—ток. Этот ток поступает через каскад с ОБ на VT2 к усилителю напряжения на VT1.
Далее структура этого не простого усилителя мощности практически симметрична: нагрузкой транзистора VT1 является генератор тока на VT4, входная цепь последующего каскада усилителей тока, а также резистор R12, стабилизирующий сопротивление нагрузки для VT1.
Это сделано с целью некоторого уменьшения общего усиления и увеличения устойчивости усилителя при замкнутой це и ООС Последующий усилитель тока выполнен трехступенчатым VT5 VT10, далее — VT11 VT17 и затем VT12—VT16, VT18— VT22 (в каждом плече по пять параллельно включенных транзисторов).
Узел защиты от короткого замыкания (КЗ) в нагрузке выполнен на транзисторах VT6, VT7 и VT8, VT9, включенных по схеме аналога тиристора, для верхнего и нижнего плеча соответственно.
Рис. 1, б. Принципиальная схема схемы защиты акустических систем для УМЗЧ на 400 Ватт.
В выключенном состоянии этот узел не оказывает влияния на выходной каскад. При возникновении условий для срабатывания защиты транзисторы соответствующего плеча выходного каскада полностью закрываются.
Таким образом, ток потребления УМ при КЗ и номинальном входном напряжении будет даже меньше, чем в режиме холостого хода, поэтому при КЗ на выходе усилитель мощности не вы ходит из строя.
Резистор R14 необходим для корректной работы защиты от КЗ. К примеру, при перегрузке верхнего по схеме плеча открываются транзисторы VT6, VT7 и остаточное напряжение на базе VT5 относительно выхода не превышает 0,8 В. Если этого резистора нет, то напряжение смещения на диодах (примерно 2,6 В) приведет к увеличению напряжения смещения для нижнего плеча выходного каскада и его отпирания.
В отличие от других устройств защиты с выключением выходных транзисторов [2, 3], предлагаемый узел автоматически возвращается в исходное состояние при восстановлении нагрузки сопротивлением 2,5… 16 Ом и подаче на вход усилителя полезного сигнала с уровнем 25% от номинального и выше.
Цепи R18C13 и R19C14 устраняют возможность ложного срабатывания защиты из-за сдвига фазы тока в нагрузке вследствие ее реактивного характера.
В выходном каскаде транзисторы предоконечной ступени работают в режиме АВ с током покоя около 100 мА, определяемого напряжением смещения на диодах VD9—VD12 и резисторами R24, R35.
Относительно небольшое их сопротивление позволяет этой ступени работать в режиме малого сигнала непосредственно на нагрузку и сокращает время разрядки емкости СБЭ транзисторов оконечной ступени, снижая ее коммутационные искажения. Эти транзисторы работают в режиме В, поэтому для них не требуется цепей термокомпенсации и регулировки тока покоя.
Индикатор ограничения выходного сигнала и КЗ на выходе питается импульсами отрицательной полярности на выходе ОУ DA1, возникающими вследствие разрыва петли ОС при ограничении выходного сигнала или срабатывания узла защиты. Устройство задержки подключения нагрузки и отключения ее при появлении постоянного напряжения на выходе усилителей выполнено общим для обоих каналов.
При включении питания конденсатор С19 заряжается через резистор R49, обеспечивая задержку открывания транзисторов VT25.
VT27 и включения реле К1 на 2 с.
При появлении постоянного напряжения ла выходе одного из усилителей при положительной полярности откроется транзистор VT23, а в случае отрицательной — VT24, запирая транзисторы VT25. VT27 и выключая реле.
Отключение громкоговорителей производится узлом защиты и при увеличении напряжения в сети выше 250В (VT26, VD17—VT19, R51—R53). Как показывает практика, превышение питающего напряжения бывает гораздо чаще чем можно предполагать.
При повышении напряжения питания узла защиты ток, текущий через стабилитроны VD17—VD19, открывает транзистор VT26, в результате включается индикация превышения напряжения сети и открывается транзистор VT23, что приводит к отключению нагрузки. Продолжение работы возможно после перевода переключателя напряжения сети в положение «250 В».
Схема источника питания, блока индикации и межблочных соединений обоих каналов показана на рис. 2. Нумерация межблочных соединений платы УМ и защиты АС, а также платы индикаторов соответствует нумерации выводов контактных площадок на соответствующих рисунках размещения элементов на печатных платах.
Рис. 2. Принципиальная схема источника питания, блока индикации и межблочных соединений УМЗЧ на 400 Ватт.
Каждый из двух входов усилителя имеет регулятор уровня входного сигнала (переменные резисторы R1. R2). позволяющий установить необходимую чувствительность. Кнопочным переключателем SB1 можно объединять его входы.
В УМЗЧ возможно переключение степени демпфирования громкоговорителей, используемых в различных акустических условиях. При переводе усилителя в режим высокого выходного сопротивления (кнопка переключателя SB2 «Вых. Н/В» нажата) выходное сопротивление усилителя повышается до 8-10 Ом за счет введения в усилителе обратной связи по току с резисторов R3, R4.
Это, как показывает практика, — оптимальная величина для большинства громкоговорителей. Однако ее легко изменить в любую сторону подбором резистора R2 на плате усилителей.
Заметим, что режим повышенного выходного сопротивления заметно повышает надежность работы АС Дело в том, что повышение выходного сопротивления усилителя способствует понижению активных потерь в громкоговорителе, что позволяет более полно использовать его возможности и, кроме того, заметно снизить интермодуляционные искажения [4].
Режим повышенного выходного сопротивления также уменьшает сдвиг фазы тока в выходном каскаде относительно входного сигнала. Усилитель оснащен индикаторами контроля режима работы. Это индикаторы включения питающей сети (HL9), аварийного отключения громкоговорителей (HL7) и индикатор HL8, свидетельствующий о принудительном отключении нагрузки вследствие опасного превышения напряжения питания.
Индикаторы уровня сигнала HL2 и HL3 HL5 и HL6 имеют пороговые значения 5, 20 дБ, а также показывают его ограничение (светодиоды HL1, HL4) для каждого канала отдельно. Кроме ограничения, те же индикаторы сигнализируют о коротком замыкании на выходе какого-либо канала (при отсутствии свечения остальных индикаторов уровня)
Источник питания
Схема ИП представляет собой классический тороидальный трансформатор мощностью 500 Вт (ВА) с двойной вторичной обмоткой 2x 40 В и током до 7 А. Напряжение выпрямляется выпрямительным мостом 35A / 1000V, а затем фильтруется конденсаторами 6x 10000uF / 63V.
Припаял к мостам дополнительные развязывающие конденсаторы 100 нФ / 100 В. Однако такой большой трансформатор при подключении к сети потребляет значительный пусковой ток, необходимый для намагничивания сердечника. Решением этой проблемы стала схема плавного пуска.
В двух словах, она работает таким образом, что контакты реле замыкаются примерно через 2 секунды после включения устройства. Между тем через ограничивающие резисторы начинает течь ток. Время задержки зависит от емкости конденсаторов C2 и C3.
Детали и конструкция
Внешний вид усилителя показан на рис. 3 (со стороны задней панели). Основные его узлы размещены на металлическом шасси с крышкой. На передней панели с щелевыми отверстиями установлены вентиляторы для принудительного обдува теплоотводов мощных транзисторов усилителя, а также плата индикации режимов работы.
Рис. 3. Компоновка электроники в корпусе усилителя.
На задней панели установлены соединители для присоединения сигнальных кабелей и трехпроводного кабеля питания, переключатели предельного напряжения сети и фактора демпфирования громкоговорителей, держатель плавкого предохранителя.
Монтаж усилителя выполнен в основном на трех платах — плате усилителей, плате индикации и плате выпрямителя питания. На плате усилителей расположены два канала УМ с теплоотводами выходных транзисторов и узел защиты громкоговорителей. Печатная плата (ее размеры 355×263 мм) и расположение элементов, которые принято изображать в журнале в натуральную величину приведены на рис. 4 в масштабе 85%.
Рис. 4. Печатная плата для эстрадного усилителя мощности 400 Ватт.
В узле защиты нагрузки можно применить реле РП21 имеющее четыре группы контактов (по два параллельно), либо РЭК34 или аналогичное с напряжением срабатывания 24 В. В качестве теплоотводов применены «радиаторы» типа Р1 производства Винницкого ПО «Маяк» (ТУ 8.650.022) с фрезерованными площадками для установки двух мощных транзисторов (КТ8101Аили КТ8102А) на каждый.
Теплоотводы охлаждаются с помощью вытяжной вентиляции двумя вентиляторами ВВФ71, установленными за передней панелью усилителя. Крайне нежелательно устанавливать их на задней панели ввиду большого уровня наводок от их двигателей.
Конструкция платы позволяет также применить самодельные теплоотводы на шесть транзисторов (для каждого плеча) с теплоотводящей поверхностью не менее 600 см5 и принудительном охлаждением.
Плата усилителей размещена в корпусе самого усилителя так, что сигнальные входы и выходы обоих каналов располагаются со стороны задней панели.
Как уже указывалось усилитель имеет переключаемый фактор демпфирования, реализованный включением петли ООС по току. Резисторы R3, R4 на рис 2—датчики тока нагрузки, используемые для изменения фактора демпфирования выполнены из десяти параллельно включенных резисторов МЛТ-0,5 сопротивлением 1 Ом. Применение проволочных резисторов нежелательно.
Дроссель L1 (см. рис. 1) намотан непосредственно на резисторе R55 МЛТ-2 проводом ПЭВ-2 0,8 мм в один слой (до заполнения). Блокировочные конденсаторы — К73-11, в фильтре питания К50-18. Трансформатор питания выполнен на ленточном магнитопроводе типа ШЛ40 45 мм Его намоточные данные приведены в таблице.
Блок питания усилителя максимально упрощен. Питание собственно УМЗЧ производится от выпрямителя с напряжением 70 В, для блока защиты и индикации используется свой выпрямитель, подключаемый к отдельной обмотке трансформатора питания. Вентиляторы М1, М2 предназначены для обдува теплоотводов мощных транзисторов.
Транзисторы выходного каскада КТ8101А и КТ8102А необходимо отобрать по коэффициенту усиления — не менее 25 и не более 60, а главное по предельному напряжению. Для определения этого параметра необходимо собрать несложное устройство, состоящее из выпрямителя переменного напряжения до 300 ..350 В, резистора сопротивлением 24.. 40 кОм (мощностью 2 Вт) и вольтметра с пределом 500 В (рис. 5).
Транзистор с замкнутыми выводами базы и эмиттера подключают через токоогра-ничивающий резистор к источнику Вольтметр, подключенный параллельно транзистору, фиксирует при этом напряжение лавинного пробоя проверяемого транзистора, которое и будет для него предельным.
Транзисторы следует отбирать с напряжением пробоя не менее 250 В.
Игнорирование этого требования может привести к выходу из строя усилителя в процессе эксплуатации.
Рис. 5. Схема устройства для подбора выходных транзисторов усилителя мощности ЗЧ.
Рис. 6. Плата выпрямителя питания.
Плату выпрямителя питания (она приведена на рис. 6 в масштабе 1 2) устанавливают на выводы конденсаторов фильтра выпрямителя и закрепляют соответствующими винтами.
Монтаж общего провода и цепей питания производят многожильным проводом сечением 1,2 мм2. Кроме того, монтаж общего провода от выпрямителей к плате усилителей и узлу отключения нагрузки выполняется отдельными максимально короткими проводами.
На рис. 7 приведены рисунок печатной платы индикаторов и расположение элементов. Светодиоды устанавливают таким образом, чтобы их торцы немного выступали на поверхности передней панели усилителя.
Рис. 7. Печатная плата индикаторов и расположение элементов на ней.
Усилитель мощности
Рассматривал множество модулей усилителя мощности, от TDA до странных лампово-микросхемных гибридов.
Но решил использовать для этой цели вот такую схему. Коэффициент усиления по напряжению тут составляет около 30 дБ. Думаю что это довольно хлопотный в сборке усилитель, схема не из простых, но он заработал, и после нескольких попыток настройки модуль ожил.
Больше всего проблем было с доработкой платы, то есть поиском комплектующих. Все детали новые и достать их оказалось немного сложнее, чем думал. Единственное изменение на плате — замена транзисторов Т3, Т4 BF470, транзисторов BF472. После сборки модуля выставил ток покоя 50 мА при симметричном питании +/- 55 В. Платы усилителя установил вертикально к радиаторам.
Чувствительность акустической системы
Этот параметр определяет, какое звуковое давление (которое, как известно, измеряется в децибелах) на расстоянии 1 м сможет создать акустическая система, если к ней подвести мощность в 1 Вт. Чем выше этот параметр, тем больше будет громкость звука при той же самой мощности. Поэтому все профессионалы знают: громкость звука зависит не от того, насколько мощным является комплект звукоусилительной аппаратуры, а от того, насколько обоснованно подобрана пара усилителя и акустической системы.
В случае удачного выбора при меньшей мощности уровень громкости может быть намного выше.
Остальные фото усилителя
Испытания продемонстрировали исключительно высокое качество звука, а громкости вполне достаточно для озвучки рабочего места или небольшой комнаты.
- ОДНОТАКТНЫЙ ГИТАРНЫЙ ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
- УСИЛИТЕЛЬ НА ЛАМПЕ ГМ70
- СТАЦИОНАРНЫЙ ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ К НАУШНИКАМ
- СТЕРЕО УСИЛИТЕЛЬ СВОИМИ РУКАМИ
10-ваттный аудиоусилитель с операционным усилителем и силовыми транзисторами
by Shagufta Shahjahan 5 127 просмотров
В настоящее время аналоговая электроника, как правило, стала основой усилителей. Они обычно используются в секторе электроники. Хотя почти все аудиосистемы включают в себя усилители.
Кроме того, секция звуковой электроники представляет собой усилитель мощности.
Однако это делается для увеличения мощности входного сигнала. Операционный усилитель увеличивает уровни напряжения сигнала в звуковой электронике, но не может обеспечить ток, необходимый для смещения напряжения. Кроме того, в этом руководстве мы разработаем усилитель мощностью 10 Вт с подключенным к нему динамиком с сопротивлением 8 Ом. Поэтому теперь мы стремимся обеспечить выходную мощность 10 Вт по выходной нагрузке, чтобы использовать OPA и два дополнительных силовых транзистора.
Buy from Amazon
Hardware Component
The following components are required to make 10 Watt Audio Amplifier Circuit
| S.no | Components | Value | Qty |
|---|---|---|---|
| 1 | IC with eight-pin IC Base | LF351 | 1 |
| 2 | Transistor | TIP122,TIP127 | 1,1 |
| 3 | Capacitor | 0. 82uF,10pF,1pF | 1,1,1 |
| 4 | Resistor | 200R,3.2k,4.7k,47k | 2,1,2,1 |
| 5 | Speaker | 8 Ohms 10 Watt | 1 |
| 6 | Rail to the Rail power supply | +12V GND -12V | 1 |
| 7 | Vero board (dotted or connected anyone can использовать) | – | 1 |
| 8 | Solder wire and Soldering Iron | – | 1 |
| 9 | Nipper and Wire stripper tool | – | 1 |
| 10 | Wires | – | 1 |
| 11 | Алюминиевый радиатор | – | 1 |
LF351 Распиновка
Подробное описание цоколевки, характеристики и технические характеристики LF351 см.
3.0007
Распиновка TIP127
Для подробного описания распиновки, размеров и технических характеристик загрузите техническое описание TIP127. . Как правило, LF351 усиливает напряжение сигнала и обеспечивает необходимое усиление мощности с помощью двух силовых транзисторов. Однако питание берется непосредственно от источника питания и подается двумя транзисторами на 8-омный громкоговоритель. Следовательно, когда синусоидальные волны меняют полярность, TIP127 обеспечивает усиление мощности с положительным пиком, а TIP 122 — с усилением мощности с отрицательным пиком.
Кроме того, двумя основными компонентами являются TIP122 и TIP 127. Таким образом, эти два транзистора очень похожи на коллектор-эмиттер постоянного напряжения 100 В при 100 мА. Таким образом, текущий высокий коэффициент усиления по постоянному току в обеих микросхемах обычно составляет hFE=2500.
Корпус TO-220B последовательно выделен на рисунке выше, оба транзисторных корпуса. Между тем, для отличной теплоотдачи и выгодной модификации радиатора этот комплект необходим.
Отныне на эти транзисторы частично влияют резисторы 200R. Таким образом, усиленное напряжение определяется с коллекторных переходов TIP122 и TIP127.
Применение и применение
В качестве предусилителя здесь используется микросхема операционного усилителя TL081. Фактически вместо TL081 можно использовать операционный усилитель с соответствующими показателями питания.
Похожие сообщения:
| Примечания по применению | |
| Примечания | |
| Применение | |
| Применение | |
| Применение | |
| Data Sheets | |
| S-parameters | |
| S-parameters | |
| S-parameters | |
| Technical Papers & Articles | by Jorge Moreno Rubio – Jie Fang – Р. |
| Технические документы и статьи | Хорхе Морено Рубио; Цзе Фанг; Витторио Камарчия; Роберто Квалья; Марко Пирола; Джованни Гионе – Мы обсуждаем конструкцию, реализацию и экспериментальные характеристики гибридного усилителя мощности Догерти на основе GaN для широкополосной работы в диапазоне частот 3–3,6 ГГц. В конструкции используется новый простой подход, основанный на широкополосных сетях компенсаторов. Настройка второй гармоники используется для основного усилителя на верхнем пределе полосы частот, тем самым улучшая выравнивание усиления по всей полосе пропускания усилителя. |
| Технические документы и статьи | Кэролайн В. |
| Технические документы и статьи | Raymond S. Pengelly – William Pribble – Thomas Smith Моделирование усилителей мощности (PA) для современных беспроводных базовых станций и малых сотовых систем является неотъемлемой частью процесса проектирования. На узле сотовой связи усилители мощности потребляют большую часть мощности постоянного тока, выделяют больше всего тепла и, таким образом, представляют собой самые большие эксплуатационные расходы. Максимальная эффективность PA необходима для управления этими затратами, что является серьезной проблемой в PA, который также должен быть высоколинейным, чтобы поддерживать сложные многоуровневые типы модуляции и широкие полосы пропускания, используемые для текущих и развивающихся стандартов беспроводной передачи. |
| Технические документы и статьи | Дениз Гезмиш Тас; Осман Джейлан; Х. Бюлент Ягчи – В этой статье разработан и реализован ВЧ усилитель мощности, который имеет решающее значение для ВЧ приемопередатчиков. Основная цель разработки — сделать усилитель мощности линейным на центральной частоте 1,8 ГГц. Линейность измерялась с помощью двухтонального теста, и по результатам теста отношение несущей к интермодуляции (C/I) должно было быть выше 30 дБ, а мощность двух основных несущих с интервалом 5 МГц должна составлять не менее 1,25 Вт. Также – эффективность старались держать как можно выше. |
| Технические документы и статьи | Элли Сийват – Кевин Том – Майк Фолкнер – и Хенрик Шоланд – В этом документе описывается конструкция – моделирование и измерение GaN усилителя мощности, подходящего для комбинации огибающей и фазового сигнала. |
| Технические документы и статьи | Уильяма Л. Приббла – Джима М. Миллигана – и Рэймонда С. Пенгелли – Резюме тематического семинара IEEE 2006 г. Беспроводной симпозиум в Сан-Диего Был разработан и испытан усилитель мощности класса E на основе элемента GaN HEMT. |
| Технические документы и статьи | Уильяма Л. Приббла, Джима М. Миллигана и Рэймонда С. Пенгелли. Беспроводной симпозиум в Сан-Диего Был разработан и испытан усилитель мощности класса E на основе элемента GaN HEMT. |
| Технические документы и статьи | Bumjin Kim – D. Derickson – and C. Sun – Усилитель мощности класса B и класса F описан с использованием устройства GaN HEMT. |
| Технические документы и статьи | Филип А. Годой – СунгВон Чанг – Тейлор В. |
| Технические документы и статьи | Junghwan Son – Ildu Kim – Junghwan Moon – Juyeon Lee – Bummam Kim – Представлен асимметричный усилитель мощности Догерти (ADPA) с использованием новой схемы объединения выходов для простоты реализации с большой допуск совпадения. Предлагаемый APDA был реализован с использованием устройств GaN HEMT на частоте 2,6 ГГц для сигнала WiMAX с полосой пропускания 5 МГц и отношением пиковой мощности к средней 8,3 дБ. |
| Технические документы и статьи | от Moon – Junghwan Son – Juyeon Lee – Jungjoon Kim – Seunghoon Jee – Seungchan Kim – и Bumman Kim Многомодовый/многополосный передатчик с отслеживанием огибающей (ET), состоящий из гибридного переключающего усилителя (HSA). |
| Технические документы и статьи | В. Каррубба – Дж. Лис – Дж. Бенедикт – П.Дж. Таскер – С.К. Впервые реализован режим F”. |
| Технические документы и статьи | Raymond S. Pengelly – Simon M. Wood – James W. Milligan – Scott T. Sheppard – and William L. Pribble |
| Технические документы и статьи 9003 Джангхон Ким – Юнхван Мун – Бумман Ким – и Рэймонд С. Пенгелли – В этой статье представлена конструкция победившего усилителя мощности с коэффициентом мощности 73,2 % на рабочей частоте 3,2 ГГц, что эквивалентно взвешенному показателю мощности PAE, равному 9.7,9% — студенты Пхоханского университета науки и технологий (POSTECH). | |
| Технические документы и статьи | Нила Таффи; Лэй Гуань; Аньдин Чжу; Томас Дж. |
| Технические документы и статьи | Авторы Yong-Sub Lee – Mun-Woo Lee – Sang-Ho Kam – and Yoon-Ha Jeong – В этом документе сообщается о новом усилителе мощности двойного Догерти (DDPA) с постоянной эффективностью. диапазон – который состоит из двухкаскадных усилителей. |
| Технические документы и статьи | D. Kimball – J. Jeong – C. Hsia – P. Draxler – P. Asbeck – D. Choi – W. Pribble и R. Pengelly – Усилители класса E предлагают значительные преимущества для высокоэффективной работы, хотя они в значительной степени ограничивались относительно низкими микроволновыми частотами и / или низкой выходной мощностью. |
| Технические документы и статьи | Рэймонда С. Пенгелли – Брэда Миллона – Дональда Фаррелла – Билла Приббла и Саймона Вуда Проектирование HPA на основе моделей В этой презентации обсуждаются атрибуты GaN HEMT — модели Wolfspeed GaN HEMT — примеры конструкции (широкополосные непрерывные усилители и линейный усилитель WiMAX) — и будущие усовершенствования модели. |
| Технические документы и статьи | Майкл Бурс – Майкл Бурс – доктор философии. Студент — победитель конкурса усилителей мощности IEEE MTT-S — 85% PAE достигнуто с помощью Microwave Office и Wolfspeed GaN HEMT. |
| Технические документы и статьи | Junghwan Moon; Сынхун Джи; Чон Джун Ким; Чанхон Ким; Бамман Ким — Исследовано рабочее поведение усилителей класса F и класса F. |
| Технические документы и статьи | J. A. García – B. Bedia – R. Merlín – P. Cabral and JC Pedro – Предложена экспериментальная процедура для точной характеристики Vdd-to-AM и Vdd-to- Нелинейность PM в усилителе мощности класса E (PA). На основе технологии GaN HEMT… |
| Технические документы и статьи | Нила Таффи – Андинга Чжу – и Томаса Дж. |
| Технические документы и статьи | Дэвид Ю-Тинг Ву – Слим Бумайза – Исследования цифровых предыскажений и усовершенствованных передатчиков, использующих нелинейные усилители мощности, начали смягчать опасения по поводу нелинейности. |
| Технические документы и статьи | Даниша Калима и Ренато Негра. В этом документе представлена концепция проектирования компактной планарной мультигармонической сети преобразования нагрузки (MHLTN) для реализации высокоэффективных двухдиапазонных усилителей мощности (PA). . Топология была применена для реализации усилителя мощности класса E с использованием GaN-транзистора с высокой подвижностью электронов (HEMT) в гибридной конструкции для работы GSM1810 и LTE2655. |
| Технические документы и статьи | , авторы Zhebin Wang и Chan-Wang Park. В этой статье представлен новый метод использования резонаторов во входных и выходных согласующих цепях для разработки трехдиапазонного усилителя мощности GaN HEMT. Для каждой рабочей частоты используются два параллельно соединенных резонатора в качестве одного элемента выбора частоты. Применяя этот элемент выбора частоты как во входных, так и в выходных согласующих сетях, построенных с помощью микрополосковой линии, реализуется трехдиапазонная согласующая сеть. С предложенным нами элементом выбора частоты мы можем использовать обычную структуру L-типа для проектирования согласующей сети для трех частот, чтобы упростить процедуру анализа проекта. Мы также предлагаем новую упрощенную схему согласования выхода с использованием линии смещения для согласования выходного импеданса, чтобы уменьшить количество резонаторов. Чтобы продемонстрировать наш метод, мы изготавливаем трехдиапазонный усилитель мощности, который может работать на частотах 1 ГГц, 1,5 ГГц и 2,5 ГГц одновременно. |
| Технические документы и статьи | Томас М. Хоун; Сухейл Бенсмида; Кевин А. Моррис; Марк А. Бич; Джо П. МакГихан; Джонатан Лис; Йоханнес Бенедикт; Пол Дж. Таскер. Математический анализ усилителей Доэрти предполагал множество упрощений. В частности, обостряющий усилитель не вносит мощности в нагрузку, а обостряющий каскад имеет наблюдаемый импеданс, равный бесконечности. В этой статье будет показано, что эти упрощения ухудшают характеристики усилителя Догерти с одним входом и что для улучшения общих характеристик системы необходима фазовая подстройка для компенсации. |
| Технические документы и статьи | Каруна Равата; Fadhel M. |
| Технические документы и статьи | Tian He; Ума Баладжи — Разработан и изготовлен усилитель мощности (УМ) класса F на частоте 2,5 ГГц. Результаты испытаний показывают усиление 15,7 дБ с эффективностью добавленной мощности 75,75% (PAE) — при входном уровне 25 дБм. |
| Технические документы и статьи | Анх Нгием Суан и Ренато Негра – Представлен новый метод проектирования параллельных многополосных цепей смещения для многодиапазонных ВЧ усилителей мощности. |
| Технические документы и статьи | P. Suebsombut – O. Koch – S. Chalermwisutkul – Усилитель мощности класса AB был разработан для приложения отслеживания огибающей (ET). Усилитель класса AB широко используется в системах беспроводной связи из-за компромисса между линейностью и эффективностью. |
| Технические документы и статьи | С. |
| Технические документы и статьи | Д. Э. Рут – Дж. Сюй – Дж. Хорн – М. Ивамото – и Г. Симпсон – Показано, что X-параметры, измеренные в зависимости от нагрузки на основной частоте, хорошо предсказывают независимые эффекты настройки гармонической нагрузки на транзисторе в корпусе GaN мощностью 10 Вт без необходимости независимого управления гармонической нагрузкой во время характеристики. |
| Технические документы и статьи | Jingqi Wang – Yingjie Xu – and Xiaowei Zhu – В этой статье – цифровой GaN-усилитель с обратными искажениями класса F и новой техникой снижения PAPR, в котором не только пики, но и долины сигнала отсекаются, чтобы максимально уменьшить PAPR – представлено. |
| Технические документы и статьи | Junghwan Moon – Junghwan Son – Jungjoon Kim – Ildu Kim – Seunghoon Jee – Young Yun Woo – and Bumman Kim – Усилитель Doherty с модулятором питания представлен с использованием GaN 2,14 ГГц Насыщенный усилитель мощности HEMT (PA). |
| Технические документы и статьи | Каруна Равата; Мохаммад С. Хашми; Фадель М. Ганнуши – Появление все более многофункциональных и передовых стандартов беспроводной связи с высокой скоростью передачи данных, таких как WiMAX и LTE-advanced, требует систем связи, способных работать на нескольких частотах одновременно. Эта ситуация привела к сценариям, когда требуются радиостанции, способные работать на нескольких различных частотах. Плавный переход от одного существующего стандарта (например, 3G) к будущим стандартам (например, 4G) с обратной совместимостью также является мотивирующим фактором для развертывания многодиапазонных архитектур радиосвязи. |
| Технические документы и статьи | Юнхван Мун – Джуён Ли – Джунхван Сон – Чонджун Ким – Сынхун Джи – Сынчан Ким – и Бумман Ким модель поведения и метод цифрового предыскажения. |
| Технические документы и статьи | Bumman Kim – Ildu Kim – Junghwan Moon – Представлены общий обзор и практические методы проектирования передатчиков с модуляцией питания. Обсуждаются недостатки обычного передатчика EER, такие как широкополосная чувствительность, утечка мощности и плохое PAE. |
| Технические документы и статьи | Pere Gilabert; Габриэль Монторо; Эдуард Бертран; Хосе А. Гарсия. В этом документе представлено исчерпывающее описание схемы на основе программируемой пользователем вентильной матрицы (ПЛИС) для отслеживания огибающей и динамического смещения ВЧ-усилителей мощности (УМ). В целях тестирования был рассмотрен ВЧ-усилитель GaN HEMT, работающий на частоте 3,5 ГГц. |
| Технические документы и статьи | Моисей Сафари Мугишо – аспирант, член IEEE – Денис Г. Макаров, 9 лет0537 Юлия В. |
| Технические документы и статьи | Troels S. Nielsen – Ulrik R. Madsen – Michael Dieudonné – Полная конструкция усилителя мощности с использованием нового нелинейного векторного анализатора цепей (NVNA) и технологий X-параметров. Представлена мощная импульсная установка NVNA с непрерывной волной (CW), и с использованием той же установки продемонстрированы возможности гармонической настройки измеренной модели X-параметров. |
| Технические документы и статьи | Питер Райт – Аамир Шейх – Крис Рофф – П. |
| Технические документы и статьи | Ву Ли — Санг-Хо Кам — и Юн-Ха Чжон — В этой статье описывается новый трехкаскадный усилитель мощности Доэрти (DPA) с адаптивным управляющим усилителем, вставленным на вход несущей ячейки. |
| Технические документы и статьи | Илду Ким – Джангхон Ким – Юнхван Мун – Чонджун Ким – и Бамман Ким Усилитель (PA). Для оптимальной работы H-EER — усилитель был разработан для обеспечения максимального PAE в среднем диапазоне Vds за счет использования GaN-транзистора с высокой подвижностью электронов мощностью 10 Вт (P3 дБ). |
| Технические документы и статьи | Мун – Сынхун Джи – Чонджун Ким – Юнхван Сон – Сынчан Ким – Джуён Ли – Сеокхён Ким – и Бумман Ким – Исследованы практические условия эксплуатации усилителя класса F-1 путем анализа форм сигналов тока и напряжения. В эксперименте — насыщенный усилитель спроектирован и реализован с использованием Wolfspeed GaN HEMT CGh50010 на частоте 2,655 ГГц. Он обеспечивает КПД по добавленной мощности 73,9% при насыщенной выходной мощности 41 дБм. |
| Технические документы и статьи | Junghwan Moon; Чон Джун Ким; Бамман Ким – В этой статье представлен принцип работы усилителей мощности (PA) класса J с линейными и нелинейными выходными конденсаторами (Cout s). Эффективность усилителя класса J повышается за счет нелинейной емкости из-за генерации гармоник из-за нелинейного Cout, особенно второй гармонической составляющей напряжения. |
| Технические документы и статьи | М. Акмал – В. Каррубба – Дж. Лис – С. Бенсмида – Дж. Бенедикт – К. Моррис – М. Бич – Дж. МакГихэн – П. Дж. Таскер HEMT можно значительно улучшить, активно разрабатывая среду импеданса основной полосы частот вокруг устройства. |
| Технические документы и статьи | Raymond Quéré; Рафаэль Соммет; Филипп Буисс; Тибо Ревейран; Дени Барато; Жан Пьер Тейсье; Жан Мишель Небю – В этой статье низкочастотные (НЧ) паразитные эффекты оцениваются с помощью трех видов измерений. Показано, что измерения низкочастотных S-параметров позволяют извлечь тепловой импеданс гетеропереходных биполярных транзисторов (HBT) и выявить дисперсионные эффекты AlGaN/GaN транзисторов с высокой подвижностью электронов (HEMT). Большой сигнал (импульсный РЧ и двухтональная интермодуляция) подтверждают влияние этих паразитных эффектов на характеристики усилителей мощности. |
| Технические документы и статьи | Питер Райт – Джонатан Лиз – Йоханнес Бенедикт – Пол Дж. Таскер – и Стив С. Криппс – Описана конструкция и реализация РЧ усилителя мощности класса J. Экспериментальные результаты указывают на потенциал режима класса J в достижении высокой эффективности в широкой полосе пропускания — при сохранении уровня линейности до искажения. |
| Технические документы и статьи | Вильфрида Деменитру, Кристофа Мазьера, Эммануэля Гатара, Стефана Делье, Мишеля Камповеккио и Раймона Кере. упакованные транзисторы в программном обеспечении для автоматизированного проектирования (САПР). Модели MHV корпусированных GaN-транзисторов мощностью 10 и 100 Вт были извлечены из измерений нагрузки-тяги во временной области в непрерывном и импульсном режимах соответственно. |
| Технические документы и статьи | С. |
| Технические документы и статьи | Ф. Форнетти – К.А. Моррис – М.А. Бич – В настоящем исследовании исследуется поведение и производительность коммерчески доступных GaN HEMT, предоставленных Wolfspeed. |
| Технические документы и статьи | Дональд А. Гаевски – Скотт Шеппард – Саймон Вуд – Джефф Б. Барнер – Джим Миллиган – и Джон Палмур. В этом документе обсуждаются показатели надежности транзисторов Wolfspeed GaN/AlGaN с высокой подвижностью электронов (HEMT) MMIC, выпущенных по технологии MMIC, изготовленных на 100-мм полуизолирующих подложках высокой чистоты (HPSI) 4H-SiC. |
| Технические документы и статьи | Дональд А. Гаевски – Скотт Шеппард – Тина МакНалти – Джефф Б. Барнер – Джим Миллиган и Джон Палмур полуизолирующие (HPSI) подложки 4H-SiC. |
| Технические документы и статьи | Seunghoon Jee; Джунгван Мун; Чон Джун Ким; Джунхван Сон; Бамман Ким — Описано поведение усилителей мощности (PA) класса E при переключении. Хотя переключение при нулевом напряжении может быть выполнено надлежащим образом, процесс зарядки при переходе к выключению не может быть резким, а форма волны отклоняется от идеальной, что снижает эффективность. Для работы выше максимальной частоты процесс зарядки должен быть еще быстрее, но не может следовать. Более того – процесс разрядки идет недостаточно быстро и еще больше снижает эффективность. Процессу разрядки способствует раздвоенный ток при насыщении. Производительность усилителя мощности класса E выше максимальной частоты улучшается за счет нелинейности, которая помогает формировать форму волны напряжения. |
| Технические документы и статьи | Франческо Форнетти – Марк Бич; Джеймс Г. Ратмелл — Твердотельные устройства на основе нитрида галлия (GaN) появляются в качестве замены вакуумно-электронных устройств (ВЭД) в радиолокационных системах. |
| Технические документы и статьи | М. Акмаль – Дж. Лис – С. Бенсмида – С. Вудингтон – В. Каррубба – С. Криппс – Дж. Бенедикт – К. Моррис – М. Бич – МакГихан и П. Дж. Таскер — в этой статье демонстрируется значительный эффект согласования импеданса основной полосы частот на характеристику линейности 10-Вт GaN HEMT-устройства, обеспечивающего пиковую мощность огибающей примерно 40 дБм. |
| Технические документы и статьи | Илду Ким – Джангхон Ким – Юнхван Мун – Чонджун Ким – и Бамман Ким Демонстрация высокоэффективного гибридного передатчика с устранением и восстановлением огибающей для мобильных приложений WiMAX IEEE 802.  |
Квалья – В. Камарчиа – М. Пирола – С. Донати Геррьери – Г. Гионе – Обсуждаются конструкция, реализация и характеристики усилителя мощности Догерти (DPA) для приложений WiMAX на частоте 3,5 ГГц. DPA был реализован с использованием коммерческого GaN HEMT от Wolfspeed по схемам классов AB и C для основного и пикового модуля соответственно.
Вайяки – Отчет исследовательской лаборатории армии США. Ключевым компонентом микроволновых телекоммуникационных систем является усилитель мощности (УМ). Расчетные параметры системы связи, такие как производительность канала, бюджет мощности и тепловой расчет, обычно определяются линейностью усилителя мощности, выходной мощностью и КПД.
Бартон – Дэвид Дж. Перро – и Джоэл Л. Доусон – Передатчик с асимметричным многоуровневым смещением по фазе (AMO) 1,95 ГГц класса Представлены GaN-усилители мощности (УМ) и модуляторы с дискретным питанием.
Бразилия. В этом документе описывается подход к проектированию, используемый для достижения аппроксимированных непрерывных режимов усилителя мощности (УМ) класса F в широкой полосе пропускания. Подчеркивается важность нелинейной емкости устройства для формирования непрерывных сигналов напряжения и тока класса F, что снижает чувствительность устройства к согласованию импеданса второй и третьей гармоники.
GaN HFET хорошо подходят для класса E при высокой мощности и высоких частотах, поскольку их выходная емкость особенно мала для устройства с данной выходной мощностью, и мало зависят от напряжения.
Для полусинусоидальной формы волны напряжения усилителя класса F усилитель должен работать в области сильного насыщения, в которой фазовое соотношение между токами основной гармоники и второй гармоники не совпадает по фазе. Усилитель класса F может работать в менее насыщенной области, формируя полусинусоидальную форму волны тока. Следовательно, усилитель класса F имеет раздвоенную форму волны тока из режима жесткого насыщения, но усилитель класса F работает как переключатель в области насыщения для настроенной второй гармоники полусинусоидальной формы волны.
Бразил – В этой работе описывается подход к проектированию, используемый для достижения высокоэффективного усиления мощности в широкой полосе пропускания – при заданных узкополосных пассивных гармонических результатах нагрузки-тяги на одной центральной частоте.
Экспериментальные результаты показывают, что выходная мощность составляет 390,8 дБмВт — 40,8 дБмВт — и 39,2 дБмВт с эффективностью добавленной мощности (PAE) 56,4% — 58,3% — и 43,4% на частотах 1 ГГц — 1,5 ГГц и 2,5 ГГц — соответственно.
Ghannouchi В этой статье предлагается методология проектирования двухдиапазонного усилителя мощности Догерти (DPA) с повышением производительности за счет использования двухдиапазонных линий сдвига фазы. В предлагаемой архитектуре ключевыми компонентами являются 50-мкм двухдиапазонные офсетные линии с произвольными электрическими длинами на двух частотах, и для их проектирования и реализации было предложено новое аналитическое проектное решение.
Предложенная методика проектирования теоретически может быть применена для большого количества частотных диапазонов. Сеть смещения (BN) состоит из линии передачи и четырехволновых открытых шлейфов с высоким импедансом (QWOS), которые расположены в соответствующих местах вдоль линии передачи. Два трехдиапазонных BN за 1,49ГГц — частоты 2,15 ГГц и 2,65 ГГц были спроектированы — изготовлены и демонстрируют очень хорошие характеристики в отношении входного импеданса, наблюдаемого при взгляде на BN от активных устройств — таких как полевые транзисторы — приблизительно открыты для всех трех диапазонов.
Лин и А. Э. Фати – Успешно разработан широкополосный усилитель мощности на основе нитрида галлия (GaN) HEMT с выходной мощностью более 43 дБм и эффективностью стока 63 %.
Новый метод формирования огибающей применяется для обеспечения высокой эффективности добавления мощности (PAE) в широком диапазоне выходной мощности.
Рассохина – Член – IEEE – Владимир Г. Крижановский – Старший член – IEEE, 
Дж. Таскер и Дж. Бенедикт – Доклад интерактивного форума Международного симпозиума по микроволновым технологиям (IMS) 2008 г. Дополнение к презентации В этом документе исследуется разработка обратной процедуры проектирования класса F для получения очень высоких КПД на высоких уровнях мощности. Для получения высокоэффективных обратных сигналов класса F в плоскости генератора тока устройства использовалась инженерия радиочастотных сигналов.
Бенсмида – К. Моррис – Дж. Лис – П. Райт – Дж. Бенедикт – П. Дж. Таскер – М. Бич – Дж. МакГихан – Новый и простой усилитель мощности (PA) метод линеаризации предложен и продемонстрирован с использованием очень высокой эффективности, но по своей сути нелинейного обратного PA класса F.
Сам раздвоенный ток не может генерировать достаточную составляющую напряжения второй гармоники для формирования требуемой формы волны напряжения. Рабочие характеристики усилителя мощности класса E могут быть дополнительно улучшены за счет настройки второй гармоники и сопряженной согласованной выходной нагрузки, что приводит к насыщению усилителя мощности. По сравнению с усилителем мощности класса E насыщенный усилитель обеспечивает более высокую выходную мощность и эффективность. Высокоэффективный усилитель с насыщением разработан с использованием устройства Wolfspeed GaN HEMT CGh50010 на частоте 3,5 ГГц. Он обеспечивает эффективность стока 75,8% при мощности насыщения 40,2 дБм (10,5 Вт).
Эти твердотельные устройства обладают значительными тепловыми и ловушечными эффектами, которые хотя и не исключают их использования, но усложняют его. В этой статье проводится оценка нескольких коммерческих GaN-устройств с использованием импульсных испытаний в условиях, типичных для современных высокочастотных радарных систем.