RF -effektforsterker - RF power amplifier

En RF -effektforsterker

Klasse C VHF effektforsterker basert på transistoren MRF317.

En radiofrekvensforsterker ( RF -effektforsterker ) er en type elektronisk forsterker som konverterer et lavfrekvent radiofrekvenssignal til et signal med høyere effekt. Vanligvis driver RF -effektforsterkere antennen på en sender . Designmål inkluderer ofte forsterkning , effekt, båndbredde, energieffektivitet, linearitet (lav signalkomprimering ved nominell utgang), inngangs- og utgangsimpedansmatching og varmespredning.

Forsterkerklasser

Mange moderne RF -forsterkere opererer i forskjellige moduser, kalt "klasser", for å oppnå forskjellige designmål. Noen klasser er klasse A , klasse AB, klasse B , klasse C , som regnes som de lineære forsterkerklassene. I disse klassene brukes den aktive enheten som en kontrollert strømkilde. Skjevheten ved inngangen bestemmer klassen til forsterkeren.

En vanlig avveining i design av effektforsterker er avveining mellom effektivitet og linearitet. De tidligere navngitte klassene blir mer effektive, men mindre lineære, i den rekkefølgen de er oppført. Å bruke den aktive enheten som en bryter resulterer i høyere effektivitet, teoretisk sett opptil 100%, men lavere linearitet. Blant de switch mode klasser er klasse D , klasse F og klasse E . Klasse D -forsterkeren brukes ikke ofte i RF -applikasjoner fordi den endelige byttehastigheten til de aktive enhetene og mulig ladelagring i metning kan føre til et stort IV -produkt, noe som forringer effektiviteten.

Solid state kontra vakuumrørforsterkere

Moderne RF-effektforsterkere bruker solid state-enheter , hovedsakelig MOSFET-er (metalloksid-halvleder-felt-effekt-transistorer). De tidligste MOSFET-baserte RF-forsterkerne dateres tilbake til midten av 1960-tallet. Bipolare junction transistorer ble det også ofte brukt tidligere, inntil de ble erstattet av kraft MOSFET s , spesielt LDMOS transistorer, som standard teknologi for RF-effektforsterkere av 1990-årene, på grunn av den overlegne RF- utførelsen av LDMOS transistorer.

MOSFET-transistorer og andre moderne solid-state- enheter har erstattet vakuumrør i de fleste elektroniske enheter, men rør brukes fortsatt i noen høykraftsendere (se ventilens RF- forsterker ). Selv om de er mekanisk robuste, er transistorer elektrisk skjøre - de blir lett skadet av overspenning eller strøm. Rør er mekanisk skjøre, men elektrisk robuste - de kan håndtere bemerkelsesverdig høy elektrisk overbelastning uten nevneverdig skade.

applikasjoner

De grunnleggende anvendelser av RF- effektforsterkeren omfatter driving til en annen høy strømkilden driver en senderantenne og spennende mikrobølgehulrom resonatorer. Blant disse applikasjonene er drivende senderantenner mest kjent. De sender-mottakere blir brukt ikke bare for tale- og datakommunikasjon, men også for vær sensing (i form av en radar ).

RF- effektforsterkere benytter LDMOS (  l  aterally  d  iffused MOS FET ) er de mest brukte krafthalvleder-enheter i trådløse telekommunikasjonsnett,særlig mobilnett . LDMOS-baserte RF-effektforsterkere er mye brukt i digitale mobilnettverk som 2G , 3G og 4G .   

Bredbåndsforsterkerdesign

Impedans- transformasjoner enn stor båndbredde er vanskelige å realisere, slik at konvensjonelt, mest bredbånds forsterkere er utformet for å mate en 50 Ω utgangslast. Transistorens utgangseffekt er da begrenset til

${\ displaystyle P _ {\ text {out}} \ leq {\ frac {\; \ left (V _ {\ text {br}}-V _ {\ text {k}} \ right)^{2} \;} { 8 \, Z _ {\ tekst {o}}}} ~}$

hvor

${\ displaystyle V _ {\ text {br}} \;}$ er definert som nedbrytningsspenningen,

${\ displaystyle V _ {\ text {k}} \;}$   er definert som knespenningen, og

${\ displaystyle \; Z _ {\ tekst {o}} \;}$ er valgt slik at den nominelle effekten kan oppfylles.

Den eksterne belastningen er, etter konvensjon, Derfor må det være en slags impedansmatching som transformeres fra til${\ displaystyle \; Z _ {\ text {L}} = 50 \, \ Omega \ ;.}$${\ displaystyle \; Z _ {\ tekst {o}} \;}$${\ displaystyle \; Z _ {\ text {L}} = 50 \, \ Omega \ ;.}$

Lastlinjemetoden brukes ofte i RF -effektforsterkerdesign .

Se også

• FET forsterker
• kraftelektronikk

Referanser

Eksterne linker

• Fuentes, Carlos (oktober 2008). Mikrobølgeeffektforsterkerens grunnleggende (PDF) (rapport). Bern, Sveits: European Center for Nuclear Research . Hentet 5. mars 2013 .

• Khanifar, Ahmad (1. desember 2014). "Bredbånds RF -effektforsterkerdesignretningslinjer / RF -effektforsterkerdesign for digital forforvrengning" . linamptech.com . Teknisk støtte. Laguna Hills, CA: Linamp Technologies, Inc . Hentet 1. desember 2014 .