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大家来聊聊晶体管功放的阻抗匹配问题 [复制链接]

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离线BA7KW
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16344
只看该作者 220楼 发表于: 2004-12-10
理论和实际是有差别的
[quote=东北人]完全相信7kw的说法您的说法,但厂制的机器输出功率是等于理论值?还是明显的小于理论值?厂制品机器实际的输出功率明显小于理论值是为了得到理想的性能?[/quote]

理论值只是算出来的,但实际设计中由于器件的性能结构等问题,最大输出功率在高低端是不同的,所以必须留由余量,我记忆中ts450最大能调到在2mhz输出160瓦,但29mhz只能有120-130瓦,所以厂家就设定为100瓦,这样才能保证指标。
离线BG7KFY
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3055
只看该作者 221楼 发表于: 2004-12-11
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p=2 * 12 伏*12伏/12.5欧=23w (工作电压12-13伏,取12伏,变压器1:4)
电流5安,12伏,60瓦,输出23瓦,差不多了。
问题不大。
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谢谢!我想可能也有20w,但我那个天调测出才15w,用万用表+二极管+50欧假负载量是35v,把4匝减一匝到3匝也是35v,但电流下到4a,不知是不是4匝时损失了1a。
离线BA7KW
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16344
只看该作者 222楼 发表于: 2004-12-11
用1971,1972类的晶体管就要考虑内阻的影响
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谢谢!我想可能也有20w,但我那个天调测出才15w,用万用表+二极管+50欧假负载量是35v,把4匝减一匝到3匝也是35v,但电流下到4a,不知是不是4匝时损失了1a。
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上面很多是考虑用大功率晶体管的情况(100瓦以上),但用1971/1972类的中小功率管,由于它的内阻的影响,所以不能简单认为输出圈数多一倍就功率变成4倍,晶体管的内阻要考虑,电路板的引线电阻,变压器的结构等都有很大的影响。
我试过用一对sd1477在29mhz只能出100瓦,但7mhz能出150瓦,后来改短了电路板引线就可以了。
离线BG7KFY
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3055
只看该作者 223楼 发表于: 2004-12-11
谢谢7kw!请问用1972的话,用的两个磁筒,就是另一贴绕同轴变压器那种低档磁筒,输入输出的匝数取多少比较好?
离线BA7KW
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16344
只看该作者 224楼 发表于: 2004-12-11
1:9就可以了
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谢谢7kw!请问用1972的话,用的两个磁筒,就是另一贴绕同轴变压器那种低档磁筒,输入输出的匝数取多少比较好?
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离线BG0EK
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766
只看该作者 225楼 发表于: 2005-04-22
好贴啊,我看了一天....................
离线剑心
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397
只看该作者 226楼 发表于: 2005-05-03
百瓦级的管内阻约0.1-0.5欧?怎么会这么低?共发射极组态的晶体管不是电流输出的器件吗?(假如用了输出阻抗这么低的管子,功放岂不是定压输出,空载也无所谓?)

btw:这个公式是用来算负载阻抗以保证管子输出最大功率时vce不会出现负值的,跟忽略不忽略管子内阻没有任何关系。
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一般的hf功放设计中都把功放管的输出内阻(百瓦级的管内阻约0.1-0.5欧)忽略不计来设计输出变压器,其初级电阻为
2*(vdd - vsat)*(vdd -vsat)/ po,
如一个使用一对mrf150的推挽放大器,工作电压50v,输出功率300瓦,mrf150饱和电压vsat=3v,代入公式得出
2 * (50-3)*(50-3)/300=14.7
由于变压器次级输出阻抗为50欧,所以变比为14.7/50 约等于 1:4,所以输出变压器选用1:4的形式。
上例中的最佳变比也是通过这个公式得出来的,放大器要工作在最大输出10瓦时2:1是最佳变比。如变成1:4的话放大器的效率就变得很低,如果功放管容量不大(如使用两个标称输出10瓦的管),还存在容易烧管的问题。
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离线剑心
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397
只看该作者 227楼 发表于: 2005-05-03
transconductance=跨导——压控电流源。
transresistance=跨阻?流控电压源?
[quote=易水寒]呵呵,真是搞不懂,就照字面意思吧,怎么能翻译出一个‘阻抗变换器’,呢? 电阻是resistor,阻抗是impedance, 究竟那‘韦氏词典’里的原句该如何翻译?我想坛子里的中学朋友们可以代劳一下。

  怎么把2078大电流临界饱和状态的曲线族给贴上来了呢? 不会弄错了吧? 哪位爱好者做过1.6v工作电压,而且末级电流有2a的高频功放? 麻烦举一下手。

  对小信号的定义也确实让人耳目一新! 高![/quote]
离线剑心
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397
只看该作者 228楼 发表于: 2005-05-03
就算晶体管输出阻抗是理想的无穷大,照样要用输出变压器调整负载阻抗,目的是为了能把管子的耐压和额定电流用到接近满,而不是最佳阻抗匹配,最大功率传输。

设计输出变压器变比的时候追求的根本就不是最佳阻抗匹配,最大功率传输。所以不需要考虑管子的输出阻抗,比较简单。(用电容补偿就是另外的工作了)

最佳阻抗匹配,最大功率传输对于前级是有意义的,因为这意味着最大的功率增益。这时要考虑管子内阻。所以说输入阻抗匹配比输出阻抗匹配难。

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看了几天的百家争鸣,不忍又出来发表自己的一点想法:我是觉得一个字----累!把一个很简单的问题复杂化,而且是公理性的问题用定理来推论!我请大家抛开所有的令人生畏的理论,先用一个大家公认的定理:功率源在外负载的阻抗与其内阻共扼时功率源输出最大,对这个系统来说效率最高。基于这个认识,那回过头来问,我们为什么要匹配晶体管放大器呢?无非就是要把电源的能量通过以高频晶体管为核心的电路系统转化为我们需要的高频能量,而且要最大效率地转化,所以要求通过“匹配”这一手段来达到刚才前面的“大家公认的定理”!如果讲到这里还有人想不通的话,我只能请他从高中物理课本看起了!那反过来想想,为什么在楼主举例的电路里要输出变压器,输入变压器呢?从变压器的变压比来看显然不是用来起隔离作用的,那是干吗用的呢?显然是起阻抗变换用的!那为什么要阻抗变换呢?显然是因为晶体管的输入、输出阻抗与外电路不匹配。功率晶体管在50欧负载的情况下,请大家算一下4:1,9:1甚至16:1变压比时在晶体管侧的阻抗是多少,那就验证了功率晶体管的输入、输出阻抗太小。就不用在这里用这么多的公式、定理来把这个简单的问题复杂化,甚至误导视听,误人子弟了!
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离线剑心
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397
只看该作者 229楼 发表于: 2005-05-03
电容补偿是为了调整输出阻抗的幅值?还是调整相位(补偿成纯电阻性)?
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本来就是一个很简单的东西,给大伙搞得太复杂了。
设计方法:
1 50欧的情况下输入变压器:一般选16:1或9:1,次级用电容补偿。
2 输出变压器要根据输出功率和工作电压来计算变比,其方法是根据rl=2(vdd - vsat)*(vdd -vsat)/ po来计算初级的阻抗,再计算出转换到50欧所需变比,一般取1:4,1:9或1:16。输出变压器的初级要用电容补偿。
在根据功放管的高低端输入阻抗来设计反馈网络。
实际操作中可以参考厂方提供的参考设计通过实验进行修改,这样比较简单和有实效。
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离线fangmin226
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1937
只看该作者 230楼 发表于: 2005-06-04
用户被禁言,该主题自动屏蔽!
离线bd2fw
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12916
只看该作者 231楼 发表于: 2005-06-04
好帖啊,顶啊。...
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离线bg2ey
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3235
只看该作者 232楼 发表于: 2005-06-05
帖子的确不错,作个记号
离线5555
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752
只看该作者 233楼 发表于: 2005-06-05
跳水,很不错,,,,,,,
离线fengqiguan
发帖
479
只看该作者 234楼 发表于: 2005-07-03
看了一个早上,好贴!对功放多了点理解,顶!
离线BG1HL
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837
只看该作者 235楼 发表于: 2005-11-29
请问各位高手,两只c2078推挽,输出变压器中心抽头接24v 供电时最大可以输出多少瓦?
离线BA7KW
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16344
只看该作者 236楼 发表于: 2005-11-29
理论上是0瓦
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请问各位高手,两只c2078推挽,输出变压器中心抽头接24v 供电时最大可以输出多少瓦?
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用24伏,功放管很容易就“game over”了,当然没输出了。一般要设计在12伏,如果推挽电路的话,根据每个2078的最大耗散10瓦,效率50%,设计最大输出为20*50%=10瓦,变压器的初级阻抗为11.7*11.7*2/10=27欧,变压器变比取27:50=1:2
离线BG1HL
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837
只看该作者 237楼 发表于: 2005-11-30
我想也是,2078手册上给出的最大供电电压是16v,27m时输入0.2w输出8.5w(c类,imd不详),不过用于ab类线性放大,还是不能把参数用的这么满,12v供电,双管推挽,输出5w左右也许能够指标更好一些。
我有一个二手船台改的频合十米机,24v供电,功放是一个c1162推一个c1969,在29.6m出12w,整机电流1.05a,效率基本50%,单算末级可能更高一点,不过这是c类fm,如果两只1969推挽,ab类线性放大,估计能出15w也就可以了,再调大,其他指标就可能超标了。
另外,变压器的初级阻抗为11.7*11.7*2/10=27欧,变压器阻抗变比取27:50=1:2
那么匝数比应该更接近3:4才对吧。
离线TNA
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2699
只看该作者 238楼 发表于: 2005-12-01
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在arrl handbook中有关功放管输出阻抗的计算公式中,只有一个功率值即设计最大输出功率,而并不考虑其他的。因为晶体管的阻抗是随着输入电平或电流在做相应的变化,所以晶体管才有了电流或电压放大作用。也正是因为这个原因,为了功放机的安全工作,在进行计算的时候把最大设计功率作为一个基本参数。
物理学或工程学中有很多这种应用,把某种不恒定但有最大值或安全值的参数提取为一个欲设定值,在这个设定值以下工作,可能工作状态不是最好的,但却是安全的。
我不知道朋友们有几个人做过大功率的放大器,如果做过并仔细观测过,就会发现放大器的放大倍数在不同的输出功率的时候是不一样的。当然,这可能和晶体管的特性有关,但也在一定程度上体现了晶体管在不同输出功率的时候阻抗不同的原理。只要功放在设计的范围内工作,虽然阻抗不匹配,但是不会使晶体管进入危险区。
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说的有道理,我在调整东京u/v功放时也发现了此类问题,在激励额定的情况下,b值很关键,此类功放的功放管通常在100倍以上(350v有些小),如此可保证商品机的一致性。另外,大功率时阻抗匹配对管子极为有益。
离线BA7KW
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16344
只看该作者 239楼 发表于: 2005-12-01
匝数比以2:3为佳
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我想也是,2078手册上给出的最大供电电压是16v,27m时输入0.2w输出8.5w(c类,imd不详),不过用于ab类线性放大,还是不能把参数用的这么满,12v供电,双管推挽,输出5w左右也许能够指标更好一些。
我有一个二手船台改的频合十米机,24v供电,功放是一个c1162推一个c1969,在29.6m出12w,整机电流1.05a,效率基本50%,单算末级可能更高一点,不过这是c类fm,如果两只1969推挽,ab类线性放大,估计能出15w也就可以了,再调大,其他指标就可能超标了。
另外,变压器的初级阻抗为11.7*11.7*2/10=27欧,变压器阻抗变比取27:50=1:2
那么匝数比应该更接近3:4才对吧。
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一般初级圈数在保障电感量的情况下尽量少为好。