|
||||||
Согласование ёмкостной нагрузки
Thomas
Moliere, DL7AV/ AL7IB
Статья впервые опубликована в журнале
CQ Contest в июле / августе 1998 г.
Конечно же, невозможно напрямую подавать мощность в чисто ёмкостную нагрузку, но некоторые усилители мощности на лампах с заземлённым катодом и МОП-транзисторах, несмотря на это, требуют подачи РЧ напряжения на входы, имеющие значительную ёмкостную составляющую. Эта статья о том, как осуществить согласование с такими ёмкостными нагрузками в широкой полосе частот.
Единственным способом получения хорошего КСВ, в этом случае, является подача мощности РА на резистор.
Как видно из Fig. 1, такая схема согласования ведёт себя не очень хорошо на частотах выше примерно 10 МГц. С меньшей ёмкостью (примерно 45 пФ) можно получить КСВ лучше 1,5 до 28 МГц.
Чтобы получить большую широкополосность, необходима LC – компенсация. Простейшим способом компенсации ёмкости является подключение параллельно ей индуктивности. Образуется параллельный контур, а он достаточно узкополосен и не может удовлетворять условиям широкополосного согласования.
Схема, приведённая на Fig. 2 ,тем не менее, имеет довольно большой диапазон (6...33 МГц), в котором КСВ не превышает 1,5, как показано на Fig. 3. Переключением двух-трёх индуктивностей можно перекрыть весь диапазон от 1,8 до 29 МГц.
Лучшим способом достижения широкополосного согласования с нагрузками, имеющими ёмкостный характер, является использование ФНЧ – LC - компенсация.
Простая схема такой компенсации ёмкости нагрузки, показанная на Fig. 4, значительно расширяет диапазон согласования. Последовательно включенная катушка L имеет оптимальную (подобранную) величину индуктивности.
Но, как видно из Fig. 5, широкополосность такой схемы согласования, всё-таки, “оставляет желать лучшего”, так что, будем двигаться дальше и исследуем более сложные схемы согласования.
Конфигурация LC схемы может быть легко сведена к П-контуру, который, как известно, является ФНЧ. Схема CLC, показанная на Fig. 6, хорошо согласуется до 30 МГц (см. Fig. 7).
Некоторым не знакомы расчёты потерь на отражение. Fig. 1 можно использовать для определения потерь, соответствующих КСВ 1,2 и 1,5.
LCL схема согласования даёт ещё лучшие результаты (см. Fig. 8 и Fig.9). Все приведённые схемы оптимизированы с целью получения наилучших результатов.
А как же быть с согласованием в случае больших емкостей? Как “дотянуться” до диапазона 50 МГц? Для согласования в этих случаях можно использовать низкоомный резистор, например, 12,5 Ом и использовать широкополосный трансформатор 1 : 4, чтобы снова получить 50 Ом. Но при этом, правда, размах напряжения на входе РА будет ниже на 6 дБ. Такой способ согласования, возможно, потребуется для усилителей на МОП-транзисторах с их большими входными емкостями.
Следует заметить,что имеется и другой способ согласования: два звена CLC ФНЧ (см. Fig. 10).
В середине схемы ёмкость конденсатора удваивается. Такое же напряжение присутствует здесь уже на нагрузке в 50 Ом, а это значит, что Вы можете, либо применить РА с в два раза большей входной ёмкостью, либо увеличить на 50 % ширину полосы пропускания схемы согласования при той же входной ёмкости РА. Практическая схема согласования ёмкостной нагрузки может выглядеть так, как показано на Fig. 11, а диапазон согласования (с ёмкостной нагрузкой в 200 пФ) на Fig. 12.
Свободный перевод с английского В. Беседин, UA9LAQ, г. Тюмень ua9laq@mail.ru
 |
| Глас народа |
|
