Просмотр полной версии : однополярный ВЧ ОУ с регулируемой АЧХ - существует?
Всем привет.
Проблема всех выходных каскадов усилителей мощности - нелинейность, чем выше частота, тем меньше усиление и сл-но выходная мощность. Чтобы поддерживать одинаковую выходную мощность, приходится на более низких частотах - подавать одно входное напряжение, на более высоких - более высокое. На практике это выливается в построении предварительных каскадов УМ с большой RC обвязкой б-к, э и т.д.
Поэтому возник вопрос -может существует микросхема, скорее всего ОУ, которая нормально работает в диапазоне до 30 МГц, которая питается от однополярного напряжения, и у которой можно задать такие параметры обвязки, чтобы при подаче на вход одинакового напряжения во всём диапазоне частот, на выходе сигнал на более высоких частотах был выше, чем на более низких?
Например, имеем одинаковый входной сигнал 100 мВ, в диапазоне частот 1-30МГц.
Подаём его на вход этой микросхемы.
На выходе получаем примерно так:
3 МГц - 100мВ
7МГц - 200 мВ
14Мгц - 500мВ
28Мгц - 1В
Существует-ли такая микросхема и такое схемное решение?
В своем передатчике на выходе смесителя на 28 мегагерцах у меня был недостаточный сигнал и я вышел из положения таким образом: намотал на небольшом колечке повышающий трансформатор 1 : 2 и повышенное напряжение на
диапазоне 28 мегагерц подал на драйвер. И после драйвера все напряжения на оконечный каскад подравнялись.
DX888,
Проблема всех выходных каскадов усилителей мощности - нелинейность, чем выше частота, тем меньше усиление
Я не очень понимаю, какое отношение имеет неравномерность усиления по мощности в ШП, к "нелинейности". Мне бы Ваши проблемы. У меня совсем другие. Стабильность режима, согласование импеданса каскадов, устойчивость, надежность, при изменении нагрузки, теплоотвод и т.п.
ПС: что виртуально, Вы можете решить в Вашем мультисиме, практическое решение требует несколько больше умственных (и физических) усилий.
DX888,
Как совершенно правильно сказали выше, что когда говорят о нелинейности усилителей мощности, то имеют ввиду нелинейность его амплитудной характеристике. Наверно Вы говорите о нелинейной частотной характеристике, так и нужно было написать. И что же у Вас за усилитель такой, что на его вход нужно подать сигнал в 10 раз больше на частоте 28МГц, чем на частоте 3МГц? :-P Легко делаются усилители с плоской частотной характеристикой во всем КВ диапазоне.
Так может лучше сделать нормальный усилитель, чем искать или изобретать мифические устройства?
Юрий.
Alter Ego
16.02.2019, 14:10
Легко
Обычно в большинстве усилителей оконечные каскады заваливают верхние частоты.
Существует куча схем, уже ставших стандартными, которые имеют линейную амплитудную и частотную характеристики от сотен килогерц до, как минимум, нескольких десятков МГц. Например, усилитель Нортона. И в любом случае, можно, в конце концов, сделать частотную коррекцию в усилителе или поставить на входе усилителя ФВЧ с АЧХ, обратной АЧХ усилителя.
Alter Ego,
Обычно в большинстве усилителей оконечные каскады заваливают верхние частоты.
Я не знаю, о каком "большинстве" идет речь. В таком случае применяется частотная коррекция предварительных каскадов, частотная коррекция цепей связи (описанные в любом учебнике по РА), ALC, либо, в простейших случаях, ручной "регулятор раскачки", скажем, как в UW3DI.
Alter Ego
16.02.2019, 16:10
В таком случае применяется частотная коррекция предварительных каскадов, частотная коррекция цепей связи (описанные в любом учебнике по РА), ALC, либо, в простейших случаях, ручной "регулятор раскачки"
C учебниками согласен, по своему опыту наблюдаю завал. Частотная коррекция, в моём случае, мало помогает. Остаётся "простейший случай", о чём и просит ТС.
Обычно в большинстве усилителей
Может быть и в большинстве:-P:-P:-P, но вот к примеру АЧХ моего усилителя на RD16, при выходной мощности 20 Ватт и это с ФНЧ на выходе. Без ФНЧ частотная характеристика практически линейна до частоты 50МГц.
Без всякой частотной коррекции.
Юрий.
Alter Ego
16.02.2019, 16:37
АЧХ моего усилителя на RD16
У меня тоже на RD16, только 5 Ватт из "Микрона". Завал определял ваттметром и током потребления. Выходной "бинокль" делал на разных магнитопроводах, какие у меня были, и изменением витков. На высоких мало мощности.
которая нормально работает в диапазоне до 30 МГц, которая питается от однополярного напряжения, и у которой можно задать такие параметры обвязки, чтобы при подаче на вход одинакового напряжения во всём диапазоне частот, на выходе сигнал на более высоких частотах был выше, чем на более низких?
Все современные микросхемы обладают этим свойством. Но АЧХ задается внешними цепями по хотелкам пользователя.
Без всякой частотной коррекции.
как же без всякой? :smile: я вот вижу минимум 3 цепочки "частотной" коррекции
307526
p.s. и у вас выходной бинокль что, имеет всего 1 виток вторичной обмотки? или на фото просто остальные витки не видно?
я вот вижу минимум 3 цепочки "частотной" коррекции
Вы не путайте цепочки для создания отрицательной обратной связи с частотной коррекцией. Эти цепочки частотно независимы (по крайней мере в этом частотном диапазоне). Отрицательная обратная связь не только выравнивает усиление по диапазону, но и уменьшает ИМД.
Юрий.
Добавлено через 50 минут(ы):
или на фото просто остальные витки не видно?
Не видно, конечно. Но здесь тема не про усилители мощности.. А если по теме, то сейчас полно широкополосных операционных усилителей и никто не заставляет их питать от двуполярных источников. И как заметили выше, желаемую частотную характеристику такого усилителя можно сформировать внешними цепями.
Юрий.
И как заметили выше, желаемую частотную характеристику такого усилителя можно сформировать внешними цепями
Процитирую Горбачева: "Я вам больше скажу" :). Можно и в драйвере с ОЭ к его эмиттерному резистору подключить несколько RC цепочек впараллель, прикинув R каждой по нужному усилению и ее C по частоте перегиба, где начинается этот диапазон. Для антенного анализатора пана Тарасова хватило одной цепочки
И в любом случае, можно, в конце концов, сделать частотную коррекцию в усилителе или поставить на входе усилителя ФВЧ с АЧХ, обратной АЧХ усилителя. Зачем такие сложности? В любом трансивере перед линейкой УМ присутствует ДПФ. Легко можно обеспечить необходимую раскачку на всех диапазонах, чуть изменяя затухание в нём. Ещё боле правильно, поставить между смесителем и ДПФ нормирующий усилитель, который и будет обеспечивать необходимый уровень раскачки на всех диапазонах. Плюс, он позволит уменьшить КУ самой линейки УМ, что положительно сказывается на устойчивости к самовозбуждению. Ведь на практике, именно ДПФ, с его резонансными контурами, больше всего подвержен разного рода наводкам.
RK4CI, конечно, можно поставить перед УМ несколько диапазонных коммутируемых ДПФ, но я пишу не о таком решении, а о решении, обеспечивающем постоянство уровня выходного сигнала во всех диапазонах от нижних до верхних без применения коммутируемых ДПФ, и как раз такой, как Вы пишете, нормирующий усилитель, обеспечивающий постоянный уровень на выходе я и имею в виду.
Если усилитель заваливает высокие частоты, то ФВЧ (один ФВЧ на все диапазоны, некоммутируемый) на его входе или на его выходе позволяет скомпенсировать это уменьшение коэффициента усиления. Для этого его АЧХ должна быть обратной АЧХ усилителя.
и как раз такой, как Вы пишете, нормирующий усилитель, обеспечивающий постоянный уровень на выходе я и имею в виду.Так у себя, я применяю каскад на паре BF 964. Регулировка усиления по первым затворам. Диапазон регулировки более 30 дБ. Линейность, лучше -50 дБс во всём регулируемом диапазоне. А ДПФ, не "можно поставить", а они обязаны присутствовать в любом трансивере. Даже в СДР прямой оцифровки, они очень желательны.
А автору темы, нужен не регулируемый каскад усиления, а каскад с цепочкой частотозависимой ООС, способной автоматически скорректировать АЧХ, не слишком хорошего УМ, с завалам на ВЧ под 20 дБ. Пока он пользуется только программой моделирования, и до построения реального УМ ещё не добрался. И почему программа выдала такую неравномерность, он разбираться не хочет. Вот и создал тему для решения несуществующей проблемы.
Поэтому возник вопрос -может существует микросхема, скорее всего ОУХорошие высокочастотные ОУ конечно существуют. И подобрав номиналы цепей ООС, можно получить и заявленную вами характеристику. Только вот стоить они будут не 10 центов...
И когда вы создавали тему по "простому и дешёвому УМ", то почему то упор сделали только на цену транзисторов. Только вот если делать хороший вседиапазонный УМ хотя бы на 20-30 ватт, боюсь транзисторы, окажутся совсем не основной составляющей в цене на УМ. Конечно, если их не жечь горстями...
Val-Smirnov
17.02.2019, 18:05
Вы не путайте цепочки для создания отрицательной обратной связи с частотной коррекцией.
То, что обведено - ОС, она и выполняет частотную коррекцию. Разумеется, в пределах все полосы пропускания, а не диапазона.
Николай RK4CI (http://www.cqham.ru/forum/member.php?10491-RK4CI) может рассказать об этом более подробно.
То, что обведено - ОС
Вот так и есть, это отрицательная обратная связь, она улучшает линейность усилителя и выравнивает усиление по диапазону, но это не есть частотная коррекция. Цепочки частотной коррекции, это нечто другое, они выполняются так, что бы увеличить (или уменьшить) усиление в каком то участке частотного диапазона. Вот к примеру в сообщении 14, Вадим рассказывает как с помощью RC цепочек можно откорректировать частотную характеристику каскада. Есть и много других способов, например последовательно с RC обведенными что Вы упомянули, включить последовательно индуктивности, таким образом можно поднять усиление в области высоких частот.
Юрий.
RK4CI,
Зачем такие сложности? В любом трансивере перед линейкой УМ присутствует ДПФ. Легко можно обеспечить необходимую раскачку на всех диапазонах, чуть изменяя затухание в нём.
В своей "лени" я зашел еще дальше, из за разных источников возбуждения и ИРФ "гуляют" несколько больше РД (у меня 3...6 дБ для ИРФ), дополнив переключаемым АТТ на имеемом галетнике "вкл. питания".
307641
Добавлено через 9 минут(ы):
RV3DLX,
отрицательная обратная связь, она улучшает линейность усилителя и выравнивает усиление по диапазону, но это не есть частотная коррекция.
Я б добавил, параллельная (сток-затвор) еще выравнивает входное по диапазонам, а последовательная (резистор в истоке), у меня еще подымает усиление на ВЧ. Это один из методов "коррекции", которых есть много, хороших и разных. Например в биполярных, где с этим особенно сложно, коррекция цепей связи каскадов RLC цепочками, различные методы компенсации паразитных параметров элементов и т.п.
Val-Smirnov
18.02.2019, 00:57
Цепочки частотной коррекции, это нечто другое
Вы заблуждаетесть!
ОС - она и в Африке ОС, будь она образована Rами в эмиттерах, последовательными RC цепочками с коллекторов на базы или с дополнительной обмотки на питающем дросселе или выходном трансе. Это все ОС, любая из них является частотнозависимой, выравнивающей усиление во всей полосе пропускания РА.
Параллельное соединение RC между драйвером и базами вых. транзисторов, тоже частотная коррекция, только уже не за счет ОС. Ее иногда называют коррекцией на опережение.
ОС, любая из них является частотнозависимой, выравнивающей усиление во всей полосе пропускания РА
Не совсем так, точнее, совсем не так :). Если ОС сильно снижает усиление каскада и оно становится много меньше исходного минимума по диапазону, то ОС при этом может быть частотно-независимой, что в ряде случаев и наблюдаем
Не совсем так, точнее, совсем не так
Согласен, ведь в RC цепочке на которую указывали (на фото), емкость стоит большой величины и никак не влияет на формирование частотной характеристики, работает только резистор. А вот в схемах приведенных в сообщении 21 присутствуют реактивные элементы, например последовательно с RC включена индуктивность, что ослабляет величину обратной связи в высокочастотной области характеристики и тем самым увеличивает в этой области усиление. Это и есть частотная коррекция.
Юрий.
В общем, сам разобрался, вопрос можно назвать решённым.
Сделал в мультсиме модель ВЧ ОУ и, методом тыка, подставляя разные элементы добился того, что мне было нужно.
АЧХ:
307853
Схема:
307854
R1 и 2 задают внутреннее сопротивление генераторов в 50 Ом (два генератора для проверки двухтональным сигналом)
R5 задаёт входное сопротивление ОУ
R3 и 4 задают смещение ОУ
Проходные C1 и C5 задают начальную частоту с которой ОУ начинает усиление
R6 и С15 задают общее усиление ОУ
R8 задаёт коэффициент усиления ОУ (при 510 Ом - в 5 раз)
И самое главное R7 и C7, эта цепочка задаёт "угол подъёма" АЧХ ОУ в сторону высоких частот. Например, в начале поста R7 10 Ом, вот, как изменился график, если его сделать 2Ом:
307856
[quote="DX888;1614662"]В общем, сам разобрался[/quote
Ни и хорошо, что разобрались.
Если вы поставите конденсатор С15 очень большой емкости и уберете R7 и С4, то частотная характеристика начнется с низких частот (звуковых) и будет практически линейной до некоторой высокой частоты, которая определяется свойствами самого операционного усилителя. Добавляя цепочку R7,C4 Вы сможете выравнять частотную характеристику в области высоких частот, варьируя параметры этой цепочки. При этом не забывайте о величине С1, при том номинале что у Вас сейчас, этот конденсатор "режет" характеристику в области низких частот.
Юрий.
Val-Smirnov
20.02.2019, 17:44
совсем не так
Вы привели пример по большей мере теоретический, не характерный.
Я своими руками собрал несколько РА, на биполярах и на ПТ. Не просто проверил и засунул в корпус, а разбирал по косточкам,
менял элементы, смотрел АЧХ, линейность, мощность. При уменьшении резисторов в последовательной RC цепочке с колл.базу, http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?attac hmentid=307525&d=1550323356 750 Ом на фото, во всех случаях в низкочастотной области усиление уменьшалось больше, чем на верху. Т.е. наблюдается выравнивание АЧХ во всем диапазоне. Увеличивая глубину ОС, расширяем полосу - разве это не частотная коррекция?
Именно по поводу этой цепочки изначально возник спор.
Val-Smirnov
20.02.2019, 20:37
емкость стоит большой величины и никак не влияет на формирование частотной характеристики, работает только резистор.
Так резистор все таки работает на формирование ? ;-)
Иногда АЧХ усилителя, не буду сейчас вдаваться в причины, они известны, имеет завал не только сверху, но и самых низких частотах в области 1,5_2мГц. В этом случае уменьшение номинала конденсатора в этой самой последовательной цепочке выравнивает на них усиление. Результат легко объясняется - сопротивление конд. на НЧ при очень низкоОмной нагрузке (К входа каскада + разрядный R=10_20 Ом ), несколько увеличивается, ОС уменьшается, усиление возрастает. На ВЧ участок этот С не влияет, это если не брать во внимание его тип. Пленочные, с большой паразитной индуктивностью не покатят, рулит керамика, наши КМки.
Все это я проверял сам, своими руками, глазами, приборами.
Евгений240
20.02.2019, 21:42
Так резистор все таки работает на формирование ? Ну вам бы надо знать, как изменяется АЧХ усилителя охваченного частотно-независимой ООС.
Для этого достаточно нарисовать АЧХ усилителя, а затем по выбранному значению ООС провести линию параллельно оси абсцисс. Вот по этой линии и будет пролегать новая АЧХ. И конечно полоса равномерного усиления будет с ООС пошире.
Но никакой частотной коррекции частотно - независимая ООС не вносит.
Вот когда вы сделаете её частотно-зависимой ( уменьшите ёмкость конденсатора или поставите дросселёк ), вот тогда вы введёте частотную коррекцию.
Val-Smirnov
21.02.2019, 00:10
Евгений240,
Почитал Ваши сообщения на форуме и сделал вывод, что вступать в дискуссию вообще-то не имеет смысла. Скорее всего, писать Вам просто нравится, на любую тему есть о чем поговорить. Не гневайтесь, это от всей души, но не каждый об этом напишет.
Если Вы все же прочтете внимательно 2 моих верхних сообщения, то должны понять, что "Ну вам бы надо знать..." лишнее ?
Не считаю нужным с Вами дискутировать, а вот 9,771 сообщение, уверен, появится в этой теме обязательно, даже знаю какое.
Евгений240
21.02.2019, 09:33
Поддержу в вас эту уверенность. А в дисскуссию вам вступать нельзя. Ведь неправы.
Не гневайтесь, это от всей души, но не каждый об этом напишет.. Это к вам, к тому, что оставляю за собой право критиковать сомнительные ( с моей точки зрения посты )
Ну а если я не прав, доказывайте, только содержательно, а не считая посты.
При уменьшении резисторов в последовательной RC цепочке с колл.базу, во всех случаях в низкочастотной области усиление уменьшалось больше, чем на верху. Т.е. наблюдается выравнивание АЧХ во всем диапазоне. Увеличивая глубину ОС, расширяем полосу - разве это не частотная коррекция?
Сам конечный эффект можно с некоторой натяжкой назвать частотной коррекцией, но речь шла о том, что достигается она частотно-независимой ОС. Все именно так, как описал Евгений240 - там где усиление каскада высокое, ОС его ограничит, при достаточной ее глубине усиление выровняется по всему требуемому диапазону. Собственно, все схемы на ОУ так работают, там спад усиления самого ОУ начинается буквально с килогерца
Powered by vBulletin® Version 4.1.12 Copyright © 2024 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot