FMUSER RF võimsusvõimendi pinge testimise stend AM-saatja võimsusvõimendi (PA) ja puhvervõimendi testimiseks

RF võimsusvõimendi plaadi testimine | AM kasutuselevõtu lahendus firmalt FMUSER

 

RF-võimsusvõimendid ja puhvervõimendid on AM-saatjate kõige olulisemad osad ning neil on alati võtmeroll varajases projekteerimises, tarnimises ja hooldusjärgses hoolduses.

 

Need põhikomponendid võimaldavad RF-signaalide õiget edastamist. Sõltuvalt võimsustasemest ja vastuvõtja poolt signaali tuvastamiseks ja dekodeerimiseks nõutavast tugevusest võivad kõik kahjustused jätta saatesaatjad signaali moonutuste, väiksema energiatarbimise ja palju muud.

 

 

Ringhäälingusaatjate põhikomponentide hilisemaks kapitaalremondiks ja hooldamiseks on mõned olulised testimisseadmed hädavajalikud. FMUSERi RF-mõõtmislahendus aitab teil oma disaini enneolematu RF-mõõtmisvõime abil kontrollida.

 

Mugav tellimus

 

Seda kasutatakse peamiselt testimiseks, kui AM-saatja võimsusvõimendiplaati ja puhvervõimendiplaati ei saa pärast remonti kinnitada.

 

 

FUNKTSIOONID

 

• Katsestendi toiteallikaks on AC220V ja paneelil on toitelüliti. Sisemiselt genereeritud -5v, 40v ja 30v tagatakse sisseehitatud lülitustoiteallikaga.
• Teststendi ülemises osas on puhverväljundi test Q9 liidesed: J1 ja J2, võimsusvõimendi väljundtesti Q9 liidesed: J1 ja J2 ning võimsusvõimendi pinge indikaator (59C23). J1 ja J2 on ühendatud topeltintegreeritud ostsilloskoobiga.
• Katsestendi alumise osa vasak pool on puhvervõimenduse katseasend ja parem külg on võimsusvõimendi plaadi test.

 

Juhised

 

• J1: testige toitelülitit
• S1: võimendiplaadi test ja puhverplaadi testimise valikulüliti
• S3/S4: võimsusvõimendi plaadi test vasaku ja parema sisselülitussignaali sisse- või väljalülitamise valik.

 

RF-võimsusvõimendi: mis see on ja kuidas see töötab?

 

Raadioväljas on RF võimsusvõimendi (RF PA) või raadiosageduslik võimsusvõimendi tavaline elektrooniline seade, mida kasutatakse sisendsisu võimendamiseks ja väljastamiseks, mida sageli väljendatakse pinge või võimsusena, samas kui RF võimsusvõimendi ülesanne on tõsta. asjad, mida see "imab" teatud tasemele ja "ekspordib seda välismaailma".

 

Kuidas see töötab?

 

Tavaliselt on raadiosageduslik võimsusvõimendi trükkplaadi kujul saatjasse sisse ehitatud. Muidugi võib RF võimsusvõimendi olla ka eraldi seade, mis on ühendatud väikese võimsusega väljundsaatja väljundiga koaksiaalkaabli kaudu. Kuna ruumid on piiratud, siis huvi korral jätke kommentaar ja täiendan seda kunagi tulevikus :).

 

RF-võimsusvõimendi tähtsus on piisavalt suure raadiosagedusliku väljundvõimsuse saamisel. Seda seetõttu, et esiteks muundatakse saatja esiotsa vooluringis pärast heliallikast andmeliini kaudu helisignaali sisestamist modulatsiooni kaudu väga nõrgaks RF-signaaliks, kuid need nõrgad signaalidest ei piisa laiaulatusliku leviala saavutamiseks. Seetõttu läbivad need RF-moduleeritud signaalid RF-võimsusvõimendi kaudu mitme võimenduse (puhveraste, vahevõimenduse aste, lõplik võimsusvõimenduse etapp), kuni see võimendatakse piisava võimsuseni ja seejärel suunatakse läbi sobitusvõrgu. Lõpuks saab selle antennile sööta ja välja kiirata.

 

Vastuvõtja tööks võib transiiveril või saatja-vastuvõtja seadmel olla sisemine või välimine saatmise/vastuvõtu (T/R) lüliti. T/R lüliti ülesanne on vastavalt vajadusele antenni saatjale või vastuvõtjale lülitada.

 

Mis on RF-võimsusvõimendi põhistruktuur?

 

RF-võimsusvõimendite peamised tehnilised näitajad on väljundvõimsus ja efektiivsus. Väljundvõimsuse ja tõhususe parandamine on RF-võimsusvõimendite disainieesmärkide tuum.

 

RF-võimsusvõimendil on määratud töösagedus ja valitud töösagedus peab jääma selle sagedusvahemikku. Töösagedusele 150 megahertsi (MHz) sobiks RF võimsusvõimendi vahemikus 145 kuni 155 MHz. RF-võimsusvõimendi sagedusvahemikuga 165–175 MHz ei saa töötada sagedusel 150 MHz.

 

Tavaliselt saab RF-võimsusvõimendis põhisageduse või teatud harmoonilise valida LC-resonantsahel, et saavutada moonutusteta võimendus. Lisaks sellele peaksid väljundis olevad harmoonilised komponendid olema võimalikult väikesed, et vältida häireid teiste kanalitega.

 

RF-võimsusvõimendi ahelad võivad võimenduse genereerimiseks kasutada transistore või integraallülitusi. RF-võimsusvõimendi konstruktsioonis on eesmärgiks piisava võimenduse saavutamine soovitud väljundvõimsuse saavutamiseks, võimaldades samal ajal ajutist ja väikest mittevastavust saatja ja antenni toiteseadme ning antenni enda vahel. Antenni feederi ja antenni enda takistus on tavaliselt 50 oomi.

 

Ideaalis annab antenni ja toiteliini kombinatsioon töösagedusel puhtalt takistusliku impedantsi.

Miks on RF võimsusvõimendi vajalik?

 

Saatesüsteemi põhiosana on RF võimsusvõimendi tähtsus iseenesestmõistetav. Me kõik teame, et professionaalne ringhäälingusaatja sisaldab sageli järgmisi osi:

 

1. Jäik kest: tavaliselt valmistatud alumiiniumisulamist, seda kõrgem on hind.
2. Helisisendplaat: kasutatakse peamiselt heliallikast signaalisisendi saamiseks ning saatja ja heliallika ühendamiseks helikaabli abil (nt XLR, 3.45 mm jne). Helisisendplaat asetatakse tavaliselt saatja tagapaneelile ja see on ristkülikukujuline rööptahukas, mille kuvasuhe on ligikaudu 4:1.
3. Toiteallikas: kasutatakse toiteallikana. Erinevates riikides on erinevad toitestandardid, näiteks 110V, 220V jne. Mõnes suuremahulises raadiojaamas on tavaliseks toiteallikaks vastavalt standardile 3-faasiline 4-juhtmeline süsteem (380V/50Hz). Tegemist on ka standardi järgi tööstusmaaga, mis erineb tsiviilelektri standardist.
4. Juhtpaneel ja modulaator: tavaliselt asuvad saatja esipaneelil kõige silmatorkavamas kohas, mis koosneb paigalduspaneelist ja mõnest funktsiooniklahvist (nupp, juhtklahvid, ekraan jne), mida kasutatakse peamiselt helisisendsignaali teisendamiseks. RF-signaali (väga nõrk).
5. RF võimsusvõimendi: viitab tavaliselt võimsusvõimendi plaadile, mida kasutatakse peamiselt modulatsiooniosa nõrga RF signaali sisendi võimendamiseks. See koosneb PCB-st ja mitmetest keerukatest komponentide söövitustest (nagu RF-sisendliinid, võimsusvõimendi kiibid, filtrid jne) ning see on RF-väljundliidese kaudu ühendatud antenni toitesüsteemiga.
6. Toiteallikas ja ventilaator: spetsifikatsioonid on koostanud saatja tootja, neid kasutatakse peamiselt toiteallikaks ja soojuse hajutamiseks

 

Nende hulgas on RF-võimsusvõimendi kõige südamikum, kõige kallim ja kõige kergemini põletatav osa saatjast, mille määrab peamiselt selle toimimine: RF-võimsusvõimendi väljund ühendatakse seejärel välise antenniga.

 

Enamikku antenne saab häälestada nii, et koos feederiga tagavad need saatjale kõige ideaalsema impedantsi. See impedantsi sobitamine on vajalik maksimaalse võimsuse ülekandmiseks saatjalt antennile. Antennidel on sagedusvahemikus veidi erinevad omadused. Oluline test on tagada, et peegeldunud energia antennist feederisse ja tagasi saatjasse oleks piisavalt madal. Kui impedantsi ebakõla on liiga kõrge, võib antennile saadetud RF-energia naasta saatjasse, tekitades kõrge seisulaine suhte (SWR), mille tõttu saatevõimsus jääb RF-võimsusvõimendisse, põhjustades ülekuumenemist ja isegi aktiivsete seadmete kahjustamist. komponendid.

 

Kui võimendil võib olla hea jõudlus, siis see võib rohkem panustada, mis peegeldab tema enda "väärtust", aga kui võimendiga on teatud probleeme, siis peale tööle hakkamist või mõnda aega töötamist ei saa see mitte ainult pikem Esitage igasugune "panus", kuid võib esineda ootamatuid "šokke". Sellised "šokid" on välismaailmale või võimendile endale hukatuslikud.

 

Puhvervõimendi: mis see on ja kuidas see töötab?

 

AM-saatjates kasutatakse puhvervõimendeid.

 

AM-saatja koosneb ostsillaatori astmest, puhver- ja kordaja astmest, draiveri astmest ja modulaatori astmest, kus põhiostsillaator toidab puhvervõimendit, millele järgneb puhveraste.

 

Ostsillaatori kõrval olevat etappi nimetatakse puhvriks või puhvervõimendiks (mõnikord lihtsalt puhvriks) – nii nimetatakse seetõttu, et see isoleerib ostsillaatori võimsusvõimendist.

 

Wikipedia järgi on puhvervõimendi võimendi, mis tagab elektrilise impedantsi muundamise ühest vooluringist teise, et kaitsta signaaliallikat igasuguse voolu (või voolupuhvri puhul pinge) eest, mida koormus võib tekitada.

 

Tegelikult kasutatakse saatja poolel puhvervõimendit peamise ostsillaatori isoleerimiseks saatja teistest astmetest, ilma puhvrita, kui võimsusvõimendi muutub, peegeldub see tagasi ostsillaatorile ja põhjustab selle sageduse muutmise, ja kui võnkumine Kui saatja muudab sagedust, kaotab vastuvõtja kontakti saatjaga ja saab mittetäielikku teavet.

 

Kuidas see töötab?

 

AM-saatja põhiostsillaator tekitab stabiilse subharmoonilise kandesageduse. Selle stabiilse subharmoonilise võnkumise genereerimiseks kasutatakse kristallostsillaatorit. Pärast seda suurendatakse sagedust harmoonilise generaatori abil soovitud väärtuseni. Kandesagedus peaks olema väga stabiilne. Igasugune muutus selles sageduses võib põhjustada häireid teistes saatejaamades. Selle tulemusena võtab vastuvõtja vastu programme mitmelt saatjalt.

 

Häälestatud võimendid, mis tagavad suure sisendtakistuse põhiostsillaatori sagedusel, on puhvervõimendid. See aitab vältida koormusvoolu muutusi. Tänu oma suurele sisendtakistusele põhiostsillaatori töösagedusel ei mõjuta muudatused põhiostsillaatorit. Seetõttu isoleerib puhvervõimendi põhiostsillaatori teistest astmetest, nii et laadimisefektid ei muuda põhiostsillaatori sagedust.

 

RF-võimsusvõimendi testimisstend: mis see on ja kuidas see töötab

 

Mõiste "teststend" kasutab digitaalses disainis riistvara kirjelduskeelt, et kirjeldada testkoodi, mis loob DUT-i ja käivitab teste.

 

Test pink

 

Katsestend või katsetöölaud on keskkond, mida kasutatakse disaini või mudeli õigsuse või mõistlikkuse kontrollimiseks.

 

Mõiste sai alguse elektroonikaseadmete testimisest, kus insener istub laboripingil, hoiab käes mõõtmis- ja manipuleerimisvahendeid, nagu ostsilloskoobid, multimeetrid, jootekolvid, traadilõikurid jne, ning kontrollib käsitsi testitava seadme õigsust. (DUT).

 

Tarkvara- või püsivara- või riistvaratehnika kontekstis on katsestend keskkond, kus tarkvara- ja riistvaratööriistade abil testitakse arendatavat toodet. Mõnel juhul võib tarkvara katsestendiga töötamiseks vajada väiksemaid muudatusi, kuid hoolikas kodeerimine tagab, et muudatusi saab hõlpsasti tagasi võtta ja vigu ei teki.

 

Teine tähendus "testipinnal" on isoleeritud, kontrollitud keskkond, mis on väga sarnane tootmiskeskkonnaga, kuid ei peida end avalikkusele, klientidele jne nähtavaks. Seetõttu on muudatuste tegemine ohutu, kuna lõppkasutajat pole kaasatud.

 

RF-seade testimisel (DUT)

 

Testitav seade (DUT) on seade, mida on testitud jõudluse ja oskuste määramiseks. DUT võib olla ka suurema mooduli või üksuse komponent, mida nimetatakse testitavaks üksuseks (UUT). Kontrollige, kas DUT-l pole defekte, et veenduda, et seade töötab korralikult. Test on loodud selleks, et vältida kahjustatud seadmete turule jõudmist, mis võib samuti vähendada tootmiskulusid.

 

Testitav seade (DUT), tuntud ka kui testitav seade (EUT) ja testitav seade (UUT), on toodetud toote kontroll, mida testitakse esmakordsel valmistamisel või hiljem selle elutsükli jooksul käimasoleva funktsionaalse testimise osana. ja kalibreerimine. See võib hõlmata remondijärgset testimist, et teha kindlaks, kas toode vastab esialgsetele toote spetsifikatsioonidele.

 

Pooljuhtide testides on testitavaks seadmeks stants vahvlil või lõplikult pakitud osal. Ühendage komponendid ühendussüsteemi abil automaatsete või käsitsi katseseadmetega. Seejärel annab katseseade komponendile toite, annab stiimulisignaale ning mõõdab ja hindab seadme väljundit. Sel viisil teeb testija kindlaks, kas konkreetne testitav seade vastab seadme spetsifikatsioonile.

 

Üldiselt võib RF DUT olla vooluringi konstruktsioon, mis sisaldab mis tahes kombinatsiooni ja arvu analoog- ja RF-komponente, transistorid, takistid, kondensaatorid jne, mis sobib simuleerimiseks Agilent Circuit Envelope Simulatoriga. Keerulisemate RF-ahelate simuleerimiseks ja mälu tarbimiseks kulub rohkem aega.

 

Teststendi simulatsiooni aega ja mälunõudeid võib vaadelda kui kombinatsiooni katsestendi mõõtmistest kõige lihtsama RF-ahela nõuetega pluss huvipakkuva RF DUT-i ahela mähisjoone simulatsiooni nõuded.

 

Traadita katsestendiga ühendatud RF DUT-i saab sageli kasutada koos katsestendiga vaikemõõtmiste tegemiseks, määrates katsestendi parameetrid. Mõõtmisparameetrite vaikesätted on saadaval tüüpilise RF DUT jaoks:

 

• Vaja on konstantse raadiosagedusliku kandesagedusega sisendsignaali (RF). Teststendi RF-signaaliallika väljund ei tekita RF-signaali, mille RF-kandesagedus ajas muutub. Siiski toetab katsestend väljundsignaali, mis sisaldab RF-kandefaasi ja sagedusmodulatsiooni, mida saab kujutada sobivate I ja Q mähisjoone muutustega konstantsel RF-kandesagedusel.
• Toodetakse konstantse RF-kandesagedusega väljundsignaal. Katsestendi sisendsignaal ei tohi sisaldada kandesagedust, mille sagedus aja jooksul muutub. Kuid katsestend toetab sisendsignaale, mis sisaldavad raadiosagedusliku kandja faasimüra või RF kandja ajas muutuvat Doppleri nihet. Eeldatakse, et neid signaali häireid esindavad sobivad I ja Q mähisjoone muutused konstantsel RF kandesagedusel.
• Vaja on 50-oomise allikatakistusega signaaligeneraatori sisendsignaali.
• Vajalik on sisendsignaal ilma spektraalpeegelduseta.
• Looge väljundsignaal, mis nõuab välist 50-oomist koormustakistit.
• Toodab väljundsignaali ilma spektraalpeegelduseta.
• RF DUT väljundsignaali mõõtmisega seotud ribapäässignaali filtreerimiseks usaldage katsestendit.

 

AM-saatja põhitõed, mida peaksite teadma

 

AM-signaali väljastavat saatjat nimetatakse AM-saatjaks. Neid saatjaid kasutatakse AM-ringhäälingu kesklaine (MW) ja lühilaine (SW) sagedusalades. MW sagedusala sagedused on vahemikus 550 kHz kuni 1650 kHz ja SW sagedusala sagedused 3 MHz kuni 30 MHz.

 

Saatevõimsusel põhinevaid kahte tüüpi AM-saatjaid kasutatakse:

 

1. kõrge tase
2. madal tase

 

Kõrgetasemelised saatjad kasutavad kõrgetasemelist modulatsiooni ja madala taseme saatjad madala tasemega modulatsiooni. Valik kahe modulatsiooniskeemi vahel sõltub AM-saatja saatevõimsusest. Ringhäälingusaatjates, mille saatevõimsus võib olla kilovattide suurusjärgus, kasutatakse kõrgetasemelist modulatsiooni. Väikese võimsusega saatjates, mis nõuavad vaid mõne vatti saatevõimsust, kasutatakse madala taseme modulatsiooni.

 

Kõrge ja madala taseme saatjad

 

Alloleval joonisel on kujutatud kõrge ja madala taseme saatjate plokkskeem. Põhiline erinevus kahe saatja vahel on kande- ja moduleeritud signaalide võimsusvõimendus.

 

Joonisel (a) on kujutatud täiustatud AM-saatja plokkskeem.

 

Joonis (a) on joonistatud heli edastamiseks. Kõrgetasemelise edastuse korral võimendatakse kandja ja moduleeritud signaalide võimsust enne modulaatori astmele rakendamist, nagu on näidatud joonisel (a). Madala taseme modulatsioonis ei võimendata modulaatori astme kahe sisendsignaali võimsust. Vajalik saatevõimsus saadakse saatja viimasest astmest, C-klassi võimsusvõimendist.

 

Joonise (a) osad on järgmised:

 

1. Kandja ostsillaator
2. Puhvervõimendi
3. Sageduskordaja
4. Power Amplifier
5. Audio kett
6. Moduleeritud C-klassi võimsusvõimendi
7. Kandja ostsillaator

 

Kandeostsillaator genereerib kandesignaali raadiosagedusalas. Kandja sagedus on alati kõrge. Kuna hea sageduse stabiilsusega kõrgeid sagedusi on raske genereerida, genereerivad kandeostsillaatorid soovitud kandesagedusega alamkortereid. Seda alamoktaavi korrutatakse kordaja astmega, et saada soovitud kandesagedus. Samuti saab selles etapis kasutada kristallostsillaatorit, et genereerida parima sageduse stabiilsusega madalsageduskandja. Seejärel suurendab sageduskordaja aste kandesagedust soovitud väärtuseni.

 

Puhver Amp

 

Puhvervõimendi eesmärk on kahekordne. Esmalt sobitab see kandeostsillaatori väljundtakistuse sageduskordaja sisendtakistusega, mis on kandeostsillaatori järgmine etapp. Seejärel isoleerib see kandeostsillaatori ja sageduskordaja.

 

See on vajalik selleks, et kordaja ei võtaks kandeostsillaatorist suuri voolusid. Kui see juhtub, ei ole kandeostsillaatori sagedus stabiilne.

 

Sageduskordaja

 

Kandeostsillaatori tekitatud kandesignaali alamkorrutatud sagedus rakendatakse nüüd puhvervõimendi kaudu sageduskordistile. Seda etappi tuntakse ka harmoonilise generaatorina. Sageduskordaja tekitab kandeostsillaatori sageduse kõrgemaid harmoonilisi. Sageduskordaja on häälestatud ahel, mis häälestub edastatavale kandesagedusele.

 

Võimsus Amp

 

Seejärel võimendatakse kandesignaali võimsust võimsusvõimendi etapis. See on kõrgetasemelise saatja põhinõue. C-klassi võimsusvõimendid annavad oma väljundis suure võimsusega kandesignaali vooluimpulsse.

Audio kett

 

Edastatav helisignaal saadakse mikrofonist, nagu on näidatud joonisel (a). Helidraiveri võimendi võimendab selle signaali pinget. See võimendus on vajalik heli võimsusvõimendite juhtimiseks. Järgmisena võimendab A- või B-klassi võimsusvõimendi helisignaali võimsust.

 

Moduleeritud C-klassi võimendi

 

See on saatja väljundaste. Moduleeritud helisignaal ja kandesignaal rakendatakse sellele modulatsiooniastmele pärast võimsuse võimendamist. Modulatsioon toimub selles etapis. C-klassi võimendi võimendab ka AM-signaali võimsust taastatud saatevõimsuseni. See signaal edastatakse lõpuks antennile, mis kiirgab signaali edastusruumi.

 

Joonis (b): madala taseme AM-saatja plokkskeem

 

Joonisel (b) näidatud madala taseme AM-saatja sarnaneb kõrgetasemelise saatjaga, välja arvatud see, et kande- ja helisignaalide võimsust ei võimendata. Need kaks signaali suunatakse otse moduleeritud C-klassi võimsusvõimendisse.

 

Modulatsioon toimub selles faasis ja moduleeritud signaali võimsust võimendatakse soovitud saatevõimsuse tasemeni. Seejärel edastab saateantenn signaali.

 

Väljundastme ja antenni ühendamine

 

Moduleeritud C-klassi võimsusvõimendi väljundaste toidab signaali saateantennile. Maksimaalse võimsuse ülekandmiseks väljundastmest antennile peavad kahe sektsiooni impedantsid ühtima. Selleks on vaja sobivat võrku. Nende kahe sobivus peaks olema täiuslik kõigil edastussagedustel. Kuna on vaja sobitada erinevatel sagedustel, kasutatakse sobitusvõrgus induktiivpoolid ja kondensaatoreid, mis tagavad erinevatel sagedustel erineva impedantsi.

 

Nende passiivsete komponentide abil tuleb luua sobiv võrk. Nagu on näidatud alloleval joonisel (c).

 

Joonis (c): Dual Pi sobitusvõrk

 

Saatja väljundastme ja antenni ühendamiseks kasutatavat sobitusvõrku nimetatakse kahe π võrguks. Võrk on näidatud joonisel (c). See koosneb kahest induktiivpoolist L1 ja L2 ning kahest kondensaatorist C1 ja C2. Nende komponentide väärtused valitakse nii, et võrgu sisendtakistus on vahemikus 1 kuni 1'. Joonis (c) on näidatud nii, et see sobiks saatja väljundastme väljundtakistusega. Lisaks ühtib võrgu väljundtakistus antenni impedantsiga.

 

Topelt-π-sobitusvõrk filtreerib välja ka soovimatud sageduskomponendid, mis ilmuvad saatja viimase astme väljundisse. Moduleeritud C-klassi võimsusvõimendi väljund võib sisaldada väga ebasoovitavaid kõrgemaid harmoonilisi, näiteks teist ja kolmandat harmoonilist. Sobiva võrgu sagedusreaktsioon on seatud need soovimatud kõrgemad harmoonilised täielikult tagasi lükkama ja antenniga ühendatakse ainult soovitud signaal.