|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Лінійні НВЧ транзистори для підсилювачів потужності. Довідкові дані
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Довідкові матеріали Сучасний рівень розвитку РЕА та її елементної бази дозволяє в даний час створювати повністю твердотілі УКХ ЧС та телевізійні передавачі з вихідною потужністю до 5 кВт [1,2]. Підсилювальні тракти на основі широкосмугових транзисторних підсилювачів мають ряд переваг у порівнянні з ламповими. Твердотілі передавачі більш надійні, електробезпечні, зручні в експлуатації та легше у виробництві. При блочно-модульної конструкції передавача відмова одного з блоків кінцевого підсилювача не призводить до зриву ефірного мовлення, оскільки передача буде продовжуватися до заміни блоку, тільки з пониженою потужністю. Крім того, широкосмуговий тракт транзисторного підсилювача не вимагає додаткового налаштування на конкретний канал у межах робочої смуги частот [3]. Вважають, що надійність передавача залежить, передусім, від надійності застосовуваних активних компонентів. Завдяки застосуванню сучасних потужних лінійних НВЧ транзисторів, конструктивні особливості та технологія виготовлення яких забезпечують суттєве збільшення їхнього часу напрацювання на відмову, питання підвищення надійності твердотільних передавачів отримало принципове рішення [4]. Зростання вимог до технікоекономічних показників УКХ ЧС і телевізійних потужних передавачів, а також досягнутий рівень вітчизняної технології в галузі створення потужних кремнієвих біполярних транзисторів стимулювали розвиток нового класу приладів - потужних лінійних НВЧ транзисторів. НДІ електронної техніки (м. Воронеж) розробив та випускає їх широку номенклатуру для застосування у метровому та дециметровому діапазонах хвиль. Транзистори спеціально розраховані на використання у потужних телевізійних та радіомовних передавачах, ретрансляторах, зокрема, у телевізійних ретрансляторах із спільним посиленням сигналів звуку та зображення, а також у підсилювачах багатоканального сигналу базових станцій стільникової системи зв'язку [5]. Ці транзистори відповідають надзвичайно жорстким вимогам до лінійності передавальної характеристики, мають запас по потужності, що розсіюється, і, як наслідок, підвищену надійність. Конструктивно такі транзистори виконані у метало-керамічних корпусах. Їхній зовнішній вигляд зображений на рис. 1 (показані корпуси не всіх згадуваних у статті транзисторів; відсутні можна побачити у статті [6]). Високі лінійні та частотні властивості транзисторних структур реалізовані завдяки застосуванню прецизійної ізопланарної технології. Дифузійні шари мають субмікронну проектну норму. Ширина емітерних елементів топології - близько 1,5 мкм при надзвичайно розвиненому їхньому периметрі.
З метою усунення відмов, викликаних вторинним електричним та тепловим пробоєм, транзисторну структуру формують на кремнієвому кристалі з двошаровим епітаксійним колектором та використанням емітерних стабілізуючих резисторів. Довготривалою надійністю транзистори зобов'язані також застосуванню багатошарової металізації на основі золота. Лінійні транзистори з розсіюваною потужністю більше 50 Вт (за винятком КТ9116А, КТ9116Б, КТ9133А), як правило, мають конструктивно вбудований LC-ланцюг узгодження по входу, виконану у вигляді мікроскладання на основі вбудованого МДП-конденсатора та системи дротяних виводів. Внутрішні ланцюга узгодження дозволяють розширити робочу частотну смугу, спростити узгодження по входу та виходу, а також підвищити коефіцієнт посилення за потужністю Кур у частотній смузі. Разом з тим, ці транзистори є "балансними", що означає наявність на одному фланці двох ідентичних транзисторних структур, об'єднаних загальним емітером. Таке конструктивно-технічне рішення дозволяє зменшити індуктивність виведення загального електрода і сприяє розширенню частотної смуги і спрощенню узгодження. При двотактному включенні балансних транзисторів потенціал їхньої середньої точки теоретично дорівнює нулю, що відповідає умові штучної "землі". Таке включення реально забезпечує приблизно чотириразове збільшення вихідного комплексного опору порівняно з однотактним при рівні рівні вихідного сигналу і ефективне придушення парних гармонійних складових у спектрі корисного сигналу. Добре відомо, що якість телевізійного мовлення насамперед залежить від того, наскільки лінійна передавальна характеристика електронного тракту. Особливо гостро питання лінійності стоїть при проектуванні вузлів спільного посилення сигналів зображення та звуку через появу в частотному спектрі комбінаційних складових. Тому було прийнято запропонований закордонними фахівцями тритоновий метод оцінки лінійності передавальної характеристики вітчизняних транзисторів за рівнем придушення комбінаційної складової третього порядку. Метод ґрунтується на аналізі реального телевізійного сигналу при співвідношенні рівнів сигналів несучої частоти зображення -8 дБ. бічний частоти -16 дБ і несучої частоти звукового супроводу -7 дБ щодо потужності, що віддається, в піку огинаючої. Транзистори для спільного посилення залежно від частотного та потужності ряду повинні забезпечувати значення коефіцієнта комбінаційних складових МОЗ, як правило, не більше -53...-60 дБ. Розглянутий клас НВЧ транзисторів з жорсткою регламентацією придушення комбінаційних складових там отримав назву суперлінійних транзисторів [7]. Слід зазначити, що такий високий рівень лінійності зазвичай реалізуємо лише у режимі класу А, де можна максимально провести режимну лінеаризацію передавальної характеристики.
У метровому діапазоні, як видно з таблиці, є ряд транзисторів, представлений приладами КТ9116А, КТ91166, КТ9133А та КТ9173А з вихідною піковою потужністю Рвмх.пік відповідно 5,15, 30 та 50 Вт. У дециметровому діапазоні хвиль такий ряд представлений приладами КТ983А, КТ983Б, КТ983В, КТ9150А та ПОЗ з РВВ1Х, ПІК, що дорівнює 0,5, 1,3,5, 8 та 25 Вт. Суперлінійні транзистори зазвичай застосовують у спільних підсилювачах (в режимі класу А) телевізійних ретрансляторів та модулях підсилювачів потужності передавачів потужністю до 100 Вт. Однак для вихідних ступенів потужних передавачів потрібні потужніші транзистори, що забезпечують необхідний рівень верхньої межі лінійного динамічного діапазону при роботі у вигідному енергетичному режимі. Прийнятні нелінійні спотворення на рівні сигналу можуть бути отримані застосуванням роздільного посилення в режимі класу АВ. Виходячи з аналізу теплофізичних умов роботи транзистора та особливостей формування лінійності однотонового сигналу, була спеціально розроблена серія НВЧ транзисторів для режиму роботи в класі АВ. Лінійність характеристики цих приладів за зарубіжною методикою оцінюють за рівнем компресії (стиснення) коефіцієнта посилення потужності однотонового сигналу - коефіцієнту стиснення Ксж або інакше - визначають вихідну потужність при деякому нормованому Ксж. Для застосування у метровому діапазоні хвиль у режимі класу АВ тепер є транзистори КТ9151А з вихідною потужністю 200 Вт та транзистори КТ9174А – 300 Вт. Для дециметрового діапазону розроблені транзистори 2Т9155А, КТ9142А, 2Т9155Б, КТ9152А, 2Т9155В, КТ9182А з вихідною потужністю від 15 до 150 Вт. Вперше можливість створення модульних твердотільних передавачів у дециметровому діапазоні із спільним посиленням сигналів зображення та звукового супроводу потужністю 100 Вт була продемонстрована фахівцями фірми NEC [8]. Пізніше і вітчизняних потужних НВЧ транзисторах було створено аналогічні передавачі 12, 9]. Зокрема, в [9] розказано про оригінальні дослідження з розширення області використання потужних транзисторів КТ9151А та КТ9152А при створенні стоватних модулів спільного посилення в режимі класу А. Показано, що в цьому режимі можливо забезпечувати придушення комбінаційних складових при недовикористанні їх потужності 3. .4 рази від номінальної у режимі класу АВ. Фахівцями Новосибірського державного технічного університету проведено дослідження щодо застосування вітчизняних потужних НВЧ транзисторів у модулях телевізійних підсилювачів потужності з роздільним посиленням. На рис. 2 представлена структурна схема підсилювача потужності сигналу зображення для телевізійних каналів 1 - 5 з вихідною потужністю пікової 250 Вт. Підсилювач виконаний за схемою роздільного посилення сигналів зображення та звуку. Для каналів 6 - 12 підсилювач виконують за аналогічною схемою з додаванням проміжного ступеня на транзисторі КТ9116А, що працює в режимі класу А для отримання необхідного коефіцієнта посилення.
У вихідному ступені транзистори КТ9151А працюють у класі АВ. Вона зібрана за балансно-двотактною схемою. Це дозволяє отримати номінальну вихідну потужність з досить простими ланцюгами, що узгоджують, при повній відсутності "фідерної луни" і рівні парних гармонійних складових не більше -35 дБ. Нелінійність амплітудної характеристики підсилювача встановлюють при малому сигналі добіркою зміщення робочої точки в кожному ступені, а також коригуванням нелінійності відеомодулятора збудника. Структурну схему підсилювача потужності для телевізійних каналів 21 - 60 зображено на рис. 3. Вихідний ступінь підсилювача виконано також за балансно-двотактною схемою.
Для забезпечення широкосмугового узгодження та переходу від несиметричного до симетричного навантаження у вихідних щаблях підсилювачів каналів 6 - 12, 21 - 60 застосований як коригувальний ланцюг дволанковий ФНЧ. Індуктивність першої ланки узгоджувального ланцюга реалізована у вигляді ділянок смужкових мікроліній на елементах загальної топології друкованої плати. Котушками другої ланки є висновки бази транзисторів. Структура цих підсилювачів відповідає рис. 2 і 3. Поділ потужності на вході підсилювальних щаблів та її складання на їх виході, а також узгодження входів та виходів зі стандартним навантаженням виконано за допомогою тридецибельних спрямованих відгалужувачів. Конструктивно кожен відгалужувач виконаний у вигляді біфілярних обмоток (чвертьхвильових ліній) на каркасі, поміщеному в кожух, що екранує. Таким чином, сучасні вітчизняні лінійні НВЧ транзистори дозволяють створювати потужні – до 250 Вт – модулі телевізійних підсилювачів. Використовуючи батареї таких модулів, можна доводити вихідну потужність, що віддається в антенно-фідерний тракт, до 2 кВт. У складі передавачів розроблені підсилювачі відповідають усім сучасним вимогам на електричні характеристики та надійність. Потужні лінійні НВЧ транзистори останнім часом починають широко застосовувати також при побудові підсилювачів потужності базових станцій стільникової системи зв'язку. За своїм технічним рівнем розроблені НДІЕТ потужні НВЧ лінійні транзистори можуть бути використані як елементна база для створення сучасної радіомовної, телевізійної та іншої народногосподарської та радіоаматорської апаратури. література
Автори: А.Асесоров, В.Асесоров, В.Кожевніков, С.Матвєєв, м. Воронеж
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Плата для розробників CubieBoard5 ▪ Літаючий гоночний електромобіль Alauda Airspeeder Mk3 ▪ Ультрабуки нового покоління від Intel
▪ розділ сайту Регулятори тембру, гучності. Добірка статей ▪ стаття Освітлювальні прилади. Мистецтво відео ▪ стаття Чому Алкмена народила двійню? Детальна відповідь ▪ стаття Електромеханік зв'язку електроживних установок. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Зчитувач штрих-кодів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page