FMUSER RF Power Amplifier Voltage Test Bangku kanggo AM Transmitter Power Amplifier (PA) lan Buffer Amplifier Testing

RF Power Amplifier Papan Testing | AM Commissioning Solution saka FMUSER

 

Amplifier daya RF lan amplifier buffer minangka bagean paling penting saka pemancar AM lan tansah nduweni peran penting ing desain awal, pangiriman, lan pasca pangopènan.

 

Komponen dhasar iki ngidini transmisi sinyal RF sing bener. Gumantung ing tingkat daya lan kekuatan sing dibutuhake dening panrima kanggo ngenali lan decode sinyal, karusakan apa wae bisa ninggalake pemancar siaran kanthi distorsi sinyal, konsumsi daya suda, lan liya-liyane.

 

 

Kanggo mrikso mengko lan pangopènan komponen inti saka pemancar siaran, sawetara peralatan testing penting penting. Solusi pangukuran RF FMUSER mbantu sampeyan verifikasi desain liwat kinerja pangukuran RF sing ora padha.

 

Cara kerjane

 

Utamane digunakake kanggo tes nalika papan amplifier daya lan papan amplifier buffer pemancar AM ora bisa dikonfirmasi sawise ndandani.

 

 

fitur

 

• Sumber daya saka bangku test yaiku AC220V, lan panel kasebut duwe saklar daya. Internal -5v, 40v, lan 30v diwenehake dening sumber daya switching sing dibangun.
• Ana antarmuka test output buffer Q9 ing sisih ndhuwur bangku test: J1 lan J2, antarmuka test output amplifier Q9: J1 lan J2, lan indikator voltase amplifier daya (59C23). J1 lan J2 disambungake menyang oscilloscope pindho Integrasi.
• Sisih kiwa ing sisih ngisor bangku tes yaiku posisi tes amplifikasi buffer, lan sisih tengen yaiku tes papan amplifier.

 

Instructions

 

• J1: Nguji saklar daya
• S1: Tes papan amplifier lan saklar pemilih tes papan buffer
• S3/S4: Tes papan amplifier daya kiwa lan tengen sinyal nguripake utawa mateni pilihan.

 

RF Power Amplifier: Apa iku lan Cara Kerjane?

 

Ing lapangan radio, amplifier daya RF (RF PA), utawa amplifier daya frekuensi radio minangka piranti elektronik umum sing digunakake kanggo nggedhekake lan ngasilake konten input, sing asring dituduhake minangka voltase utawa daya, dene fungsi amplifier daya RF yaiku kanggo ngunggahake. barang-barang sing "nyerep" nganti tingkat tartamtu lan "ngekspor menyang jagad njaba."

 

Piye cara kerjane?

 

Biasane, amplifier daya RF dibangun ing pemancar ing wangun papan sirkuit. Mesthine, amplifier daya RF uga bisa dadi piranti kapisah sing disambungake menyang output pemancar output daya rendah liwat kabel koaksial. Amarga keterbatasan ruang, yen sampeyan kasengsem, welcome Tinggalake komentar lan aku bakal nganyari maneh ing mangsa ngarep :).

 

Wigati saka amplifier daya RF yaiku entuk daya output RF sing cukup gedhe. Iki amarga, pisanan kabeh, ing sirkuit ngarep-mburi saka pemancar, sawise sinyal audio input saka piranti sumber audio liwat baris data, iku bakal diowahi dadi sinyal RF banget banget liwat modulasi, nanging iki lemah. sinyal ora cukup kanggo ketemu jangkoan siaran gedhe-gedhe. Mulane, sinyal modulasi RF iki ngliwati seri amplifikasi (tataran buffer, tahap amplifikasi menengah, tahap amplifikasi daya pungkasan) liwat amplifier daya RF nganti digedhekake kanthi daya sing cukup lan banjur liwat jaringan sing cocog. Pungkasan, bisa dipasrahake menyang antena lan dipancarake.

 

Kanggo operasi panrima, transceiver utawa unit pemancar-panrima bisa duwe internal utawa eksternal ngirim / nampa (T / R) ngalih. Proyek T / R ngalih kanggo ngalih antena kanggo pemancar utawa panrima minangka needed.

 

Apa Struktur Dasar Penguat Daya RF?

 

Indikator teknis utama amplifier daya RF yaiku daya output lan efisiensi. Cara nambah daya lan efisiensi output minangka inti saka tujuan desain amplifier daya RF.

 

Penguat daya RF duwe frekuensi operasi sing ditemtokake, lan frekuensi operasi sing dipilih kudu ana ing sawetara frekuensi. Kanggo frekuensi operasi 150 megahertz (MHz), amplifier daya RF ing kisaran 145 nganti 155 MHz cocok. Penguat daya RF kanthi rentang frekuensi 165 nganti 175 MHz ora bakal bisa digunakake ing 150 MHz.

 

Biasane, ing amplifier daya RF, frekuensi dhasar utawa harmonik tartamtu bisa dipilih dening sirkuit resonansi LC kanggo entuk amplifikasi bebas distorsi. Kajaba iku, komponen harmonik ing output kudu sethithik supaya ora ana gangguan karo saluran liyane.

 

Sirkuit penguat daya RF bisa nggunakake transistor utawa sirkuit terpadu kanggo ngasilake amplifikasi. Ing desain amplifier daya RF, tujuane yaiku nduwe amplifikasi sing cukup kanggo ngasilake daya output sing dikarepake, nalika ngidini ora cocog sauntara lan cilik antarane pemancar lan feeder antena lan antena kasebut dhewe. Impedansi feeder antena lan antena dhewe biasane 50 ohm.

 

Saenipun, kombinasi antena lan feed line bakal menehi impedansi murni resistive ing frekuensi operasi.

Napa RF Power Amplifier Perlu?

 

Minangka bagean utama sistem transmisi, pentinge amplifier daya RF wis jelas. Kita kabeh ngerti manawa pemancar siaran profesional asring kalebu bagean ing ngisor iki:

 

1. Cangkang kaku: biasane digawe saka paduan aluminium, rega sing luwih dhuwur.
2. Papan input audio: utamane digunakake kanggo entuk input sinyal saka sumber audio, lan nyambungake pemancar lan sumber audio nganggo kabel audio (kayata XLR, 3.45MM, lsp.). Papan input audio biasane diselehake ing panel mburi pemancar lan minangka parallelepiped persegi panjang kanthi rasio aspek kira-kira 4:1.
3. Sumber daya: Iki digunakake kanggo sumber daya. Negara-negara sing beda-beda duwe standar pasokan listrik sing beda-beda, kayata 110V, 220V, lsp. Ing sawetara stasiun radio skala gedhe, sumber daya umum yaiku Sistem Kawat 3 Phase 4 (380V / 50Hz) miturut standar kasebut. Iki uga minangka tanah industri miturut standar, sing beda karo standar listrik sipil.
4. Panel kontrol lan modulator: biasane ana ing posisi sing paling katon ing panel ngarep pemancar, kasusun saka panel instalasi lan sawetara tombol fungsi (knob, tombol kontrol, layar tampilan, lan sapiturute), utamane digunakake kanggo ngowahi sinyal input audio. menyang sinyal RF (banget samar).
5. Penguat daya RF: biasane nuduhake papan penguat daya, sing biasane digunakake kanggo nggedhekake input sinyal RF sing ringkih saka bagean modulasi. Iku kasusun saka PCB lan seri komponèn etchings Komplek (kayata garis input RF, Kripik amplifier daya, saringan, etc.), lan Disambungake menyang sistem feeder antena liwat antarmuka output RF.
6. Sumber daya lan penggemar: Spesifikasi digawe dening pabrikan pemancar, utamane digunakake kanggo pasokan listrik lan boros panas

 

Antarane wong-wong mau, amplifier daya RF minangka bagéan paling inti, paling larang, lan paling gampang diobong saka pemancar, sing utamané ditemtokake dening cara kerjane: output saka amplifier daya RF banjur disambungake menyang antena eksternal.

 

Umume antena bisa disetel supaya nalika digabungake karo feeder, menehi impedansi sing paling cocog kanggo pemancar. Cocog impedansi iki dibutuhake kanggo transfer daya maksimal saka pemancar menyang antena. Antena nduweni karakteristik sing rada beda ing sawetara frekuensi. Tes penting yaiku kanggo mesthekake yen energi sing dibayangke saka antena menyang feeder lan bali menyang pemancar cukup sithik. Nalika mismatch impedansi dhuwur banget, energi RF sing dikirim menyang antena bisa bali menyang pemancar, nggawe rasio gelombang ngadeg dhuwur (SWR), nyebabake daya ngirim tetep ing amplifier daya RF, nyebabake overheating lan malah ngrusak aktif. komponen.

 

Yen amplifier bisa duwe kinerja apik, banjur bisa kontribusi liyane, kang nuduhake "nilai" dhewe, nanging yen ana masalah tartamtu karo amplifier, banjur sawise miwiti kanggo bisa utawa digunakake kanggo sawetara wektu, ora mung ora bisa. maneh Nyedhiyani sembarang "kontribusi", nanging ana uga sawetara sing ora dikarepke "kejut". "Kejut" kasebut mbebayani kanggo jagad njaba utawa amplifier kasebut.

 

Buffer amplifier: apa iku lan cara kerjane?

 

amplifier buffer digunakake ing pemancar AM.

 

Pemancar AM kasusun saka tataran osilator, tataran buffer lan multiplier, tataran driver, lan tataran modulator, ngendi osilator utama daya amplifier buffer, ngiring dening tataran buffer.

 

Tahap ing jejere osilator diarani buffer utawa buffer amplifier (kadhangkala mung disebut buffer) - dijenengi amarga isolasi osilator saka power amplifier.

 

Miturut Wikipedia, amplifier buffer minangka amplifier sing nyedhiyakake konversi impedansi listrik saka siji sirkuit menyang sirkuit liyane kanggo nglindhungi sumber sinyal saka arus (utawa voltase, kanggo buffer saiki) sing bisa diasilake beban kasebut.

 

Nyatane, ing sisih pemancar, amplifier buffer digunakake kanggo ngisolasi osilator utama saka tahap pemancar liyane, tanpa buffer, yen penguat daya diganti, bakal nggambarake bali menyang osilator lan nyebabake frekuensi owah-owahan. lan yen osilasi Yen pemancar ngganti frekuensi, panrima bakal kelangan kontak karo pemancar lan nampa informasi pepak.

 

Piye cara kerjane?

 

Osilator utama ing pemancar AM ngasilake frekuensi operator sub-harmonik sing stabil. Osilator kristal digunakake kanggo ngasilake osilasi sub-harmonik sing stabil iki. Sawisé iku, frekuensi ditambahake menyang nilai sing dikarepake kanthi generator harmonik. Frekuensi operator kudu stabil banget. Sembarang owah-owahan ing frekuensi iki bisa nimbulaké gangguan kanggo stasiun transmisi liyane. Akibaté, panrima bakal nampa program saka sawetara pemancar.

 

Amplifier sing disetel sing nyedhiyakake impedansi input dhuwur ing frekuensi osilator utama yaiku amplifier buffer. Iki mbantu nyegah owah-owahan ing arus beban. Amarga impedansi input dhuwur ing frekuensi operasi saka osilator utama, owah-owahan ora mengaruhi osilator utama. Mulane, amplifier buffer ngisolasi osilator utama saka tahapan liyane supaya efek loading ora ngganti frekuensi osilator utama.

 

RF Power Amplifier Test Bench: Apa iku lan Cara Kerjane

 

Istilah "bangku test" nggunakake basa deskripsi hardware ing desain digital kanggo njlèntrèhaké kode test sing instantiates DUT lan mbukak tes.

 

Test Bangkalan

 

Bangku tes utawa meja kerja tes minangka lingkungan sing digunakake kanggo verifikasi kabeneran utawa kewarasan desain utawa model.

 

Istilah kasebut asale saka tes peralatan elektronik, ing ngendi insinyur bakal lungguh ing bangku lab, nyekel alat pangukuran lan manipulasi kayata osiloskop, multimeter, wesi solder, pemotong kabel, lan liya-liyane, lan verifikasi kanthi manual bener piranti sing diuji. (DUT).

 

Ing konteks piranti lunak utawa perangkat kukuh utawa teknik perangkat keras, bangku tes minangka lingkungan ing ngendi produk sing dikembangake diuji kanthi bantuan piranti lunak lan piranti keras. Ing sawetara kasus, piranti lunak mbutuhake modifikasi cilik kanggo nggarap testbench, nanging kode sing ati-ati mesthekake yen owah-owahan bisa gampang dibatalake lan ora ana kewan omo.

 

Makna liya saka "amben test" yaiku lingkungan sing diisolasi, dikontrol, meh padha karo lingkungan produksi, nanging ora ndhelikake utawa katon ing publik, pelanggan, lan liya-liyane.

 

Piranti RF ing Test (DUT)

 

Piranti sing diuji (DUT) yaiku piranti sing wis diuji kanggo nemtokake kinerja lan keahlian. DUT uga bisa dadi komponèn saka modul utawa unit sing luwih gedhe sing diarani unit ing tes (UUT). Priksa DUT kanggo cacat kanggo mesthekake yen piranti bisa digunakake kanthi bener. Tes kasebut dirancang kanggo nyegah piranti sing rusak tekan pasar, sing uga bisa nyuda biaya manufaktur.

 

Piranti sing dites (DUT), uga dikenal minangka piranti sing dites (EUT) lan unit sing diuji (UUT), minangka inspeksi produk sing diprodhuksi sing diuji nalika pisanan diprodhuksi utawa mengko ing siklus urip minangka bagéan saka tes fungsional sing terus-terusan. lan kalibrasi. Iki bisa kalebu tes post-repair kanggo nemtokake manawa produk kasebut cocog karo spesifikasi produk asli.

 

Ing tes semikonduktor, piranti sing diuji yaiku die ing wafer utawa bagian pungkasan sing dibungkus. Nggunakake sistem sambungan, sambungake komponen menyang peralatan tes otomatis utawa manual. Peralatan tes banjur nguwasani komponen kasebut, menehi sinyal stimulus, lan ngukur lan ngevaluasi output peralatan kasebut. Kanthi cara iki, panguji nemtokake manawa piranti tartamtu sing diuji cocog karo spesifikasi piranti kasebut.

 

Umumé, RF DUT bisa dadi desain sirkuit karo kombinasi lan nomer komponen analog lan RF, transistor, resistor, kapasitor, etc., cocok kanggo simulasi karo Agilent Circuit Envelope Simulator. Sirkuit RF sing luwih rumit bakal mbutuhake wektu luwih akeh kanggo simulasi lan nggunakake memori luwih akeh.

 

Wektu simulasi Testbench lan syarat memori bisa dianggep minangka kombinasi pangukuran testbench benchmark kanthi syarat sirkuit RF sing paling gampang ditambah karo syarat simulasi amplop sirkuit RF DUT.

 

DUT RF sing disambungake menyang bangku tes nirkabel asring bisa digunakake karo bangku tes kanggo nindakake pangukuran standar kanthi nyetel paramèter bangku tes. Setelan parameter pangukuran standar kasedhiya kanggo RF DUT khas:

 

• Sinyal input (RF) kanthi frekuensi operator frekuensi radio sing tetep dibutuhake. Output saka sumber sinyal RF bangku tes ora ngasilake sinyal RF sing frekuensi operator RF beda-beda gumantung karo wektu. Nanging, bangku tes bakal ndhukung sinyal output sing ngemot fase operator RF lan modulasi frekuensi, sing bisa diwakili dening owah-owahan amplop I lan Q sing cocog ing frekuensi operator RF sing tetep.
• Sinyal output kanthi frekuensi operator RF pancet diprodhuksi. Sinyal input bench test ora kudu ngemot frekuensi operator sing frekuensi beda-beda saka wektu. Nanging, bangku tes bakal ndhukung sinyal input sing ngemot gangguan fase operator RF utawa shift Doppler sing beda-beda ing wektu operator RF. Gangguan sinyal kasebut samesthine bakal diwakili dening owah-owahan amplop I lan Q sing cocog ing frekuensi operator RF sing tetep.
• Sinyal input saka generator sinyal karo resistance sumber 50-ohm dibutuhake.
• Sinyal input tanpa mirroring spektral dibutuhake.
• Ngasilake sinyal output sing mbutuhake resistor beban eksternal 50 ohm.
• Ngasilake sinyal output tanpa mirroring spektral.
• Ngandelake bangku tes kanggo nindakake panyaring sinyal bandpass sing gegandhengan karo pangukuran saka sinyal output RF DUT.

 

Dhasar Pemancar AM Sampeyan Kudu Ngerti

 

Pemancar sing ngetokake sinyal AM diarani pemancar AM. Pemancar iki digunakake ing pita frekuensi gelombang medium (MW) lan gelombang cendhak (SW) saka siaran AM. Pita MW nduweni frekuensi antarane 550 kHz lan 1650 kHz lan pita SW nduweni frekuensi saka 3 MHz nganti 30 MHz.

 

Rong jinis pemancar AM sing digunakake adhedhasar daya ngirim yaiku:

 

1. tingkat dhuwur
2. tingkat kurang

 

Pemancar tingkat dhuwur nggunakake modulasi tingkat dhuwur, lan pemancar tingkat rendah nggunakake modulasi tingkat rendah. Pilihan ing antarane rong skema modulasi gumantung saka daya ngirim pemancar AM. Ing pemancar siaran sing daya ngirim bisa miturut urutan kilowatt, modulasi tingkat dhuwur digunakake. Ing pemancar daya rendah sing mung mbutuhake sawetara watt daya ngirim, modulasi tingkat rendah digunakake.

 

Pemancar tingkat dhuwur lan kurang

 

Tokoh ing ngisor iki nuduhake diagram blok pemancar tingkat dhuwur lan tingkat rendah. Bentenane dhasar antarane rong pemancar yaiku amplifikasi daya operator lan sinyal modulasi.

 

Figure (a) nuduhake diagram pemblokiran saka pemancar AM majeng.

 

Gambar (a) digambar kanggo transmisi audio. Ing transmisi tingkat dhuwur, kekuwatan operator lan sinyal modulasi digedhekake sadurunge ditrapake ing tahap modulator, kaya sing ditampilake ing Gambar (a). Ing modulasi tingkat rendah, kekuwatan saka rong sinyal input menyang tahap modulator ora digedhekake. Daya transmisi sing dibutuhake dipikolehi saka tahap pungkasan pemancar, penguat daya Kelas C.

 

Bagean saka Gambar (a) yaiku:

 

1. Osilator Carrier
2. Buffer Amplifier
3. Multiplier frekuensi
4. Daya Amplifier
5. Rantai Audio
6. Modulasi Kelas C Power Amplifier
7. Osilator Carrier

 

A osilator operator ngasilake sinyal operator ing sawetara frekuensi radio. Frekuensi operator tansah dhuwur. Amarga angel ngasilake frekuensi dhuwur kanthi stabilitas frekuensi sing apik, osilator operator ngasilake submultiples kanthi frekuensi operator sing dikarepake. Sub-oktaf iki dikalikan karo tahap multiplier kanggo entuk frekuensi operator sing dikarepake. Uga, osilator kristal bisa digunakake ing tahap iki kanggo ngasilake operator frekuensi rendah kanthi stabilitas frekuensi paling apik. Tahap multiplier frekuensi banjur nambah frekuensi operator menyang nilai sing dikarepake.

 

Buffer Amp Kab

 

Tujuan saka amplifier buffer iku loro. Pisanan cocog karo impedansi output osilator operator karo impedansi input saka multiplier frekuensi, tahap sabanjure osilator operator. Banjur ngisolasi osilator operator lan multiplier frekuensi.

 

Iki perlu supaya multiplier ora narik arus gedhe saka osilator operator. Yen kedadeyan kasebut, frekuensi osilator operator ora bakal stabil.

 

Multiplier frekuensi

 

Frekuensi sub-multiplied saka sinyal operator sing diprodhuksi dening osilator operator saiki ditrapake kanggo multiplier frekuensi liwat amplifier buffer. Tahap iki uga dikenal minangka generator harmonik. Pengganda frekuensi ngasilake harmonik sing luwih dhuwur saka frekuensi osilator operator. Pengganda frekuensi minangka sirkuit sing disetel sing nyetel frekuensi operator sing kudu dikirim.

 

Power Amp Kab

 

Kekuwatan sinyal operator banjur digedhekake ing tataran penguat daya. Iki minangka syarat dhasar kanggo pemancar tingkat dhuwur. Amplifier daya kelas C nyedhiyakake pulsa arus daya dhuwur saka sinyal operator ing outpute.

Rantai Audio

 

Sinyal audio sing bakal dikirim dipikolehi saka mikropon kaya sing ditampilake ing Gambar (a). Amplifier driver audio nggedhekake voltase sinyal iki. amplifikasi iki perlu kanggo drive amplifier daya audio. Sabanjure, penguat daya Kelas A utawa Kelas B nggedhekake kekuwatan sinyal audio.

 

Amplifier Kelas C Modulated

 

Iki minangka tataran output pemancar. Sinyal audio modulasi lan sinyal operator ditrapake ing tahap modulasi iki sawise amplifikasi daya. Modulasi dumadi ing tahap iki. Penguat Kelas C uga nggedhekake kekuwatan sinyal AM menyang daya pangirim maneh. Sinyal iki wekasanipun liwati menyang antena, kang radiates sinyal menyang papan transmisi.

 

Gambar (b): Low-Level AM Transmitter Block Diagram

 

Pemancar AM tingkat rendah sing ditampilake ing Gambar (b) padha karo pemancar tingkat dhuwur kajaba kekuwatan operator lan sinyal audio ora digedhekake. Sinyal loro iki ditrapake langsung menyang amplifier daya Kelas C sing dimodulasi.

 

Modulasi dumadi sajrone fase iki, lan kekuwatan sinyal modulasi digedhekake menyang level daya ngirim sing dikarepake. Antena pangirim banjur ngirim sinyal kasebut.

 

Kopling tataran output lan antena

 

Tahap output penguat daya kelas C modulasi menehi sinyal menyang antena ngirim. Kanggo mindhah daya maksimal saka tataran output menyang antena, impedansi saka rong bagean kudu cocog. Kanggo iki, jaringan sing cocog dibutuhake. Pertandhingan antarane loro kasebut kudu sampurna ing kabeh frekuensi ngirim. Wiwit cocog ing frekuensi beda dibutuhake, induktor lan kapasitor sing nyedhiyani impedansi beda ing frekuensi beda digunakake ing jaringan cocog.

 

Jaringan sing cocog kudu dibangun nggunakake komponen pasif kasebut. Kaya sing dituduhake ing Gambar (c) ing ngisor iki.

 

Gambar (c): Dual Pi jaringan cocog

 

Jaringan sing cocog sing digunakake kanggo pasangan tataran output pemancar lan antena diarani jaringan π dual. Jaringan ditampilake ing Gambar (c). Iku kasusun saka loro induktor L1 lan L2 lan loro kapasitor C1 lan C2. Nilai komponen kasebut dipilih supaya impedansi input jaringan ana ing antarane 1 lan 1'. Gambar (c) dituduhake cocog karo impedansi output tahap output pemancar. Salajengipun, impedansi output jaringan cocog karo impedansi antena.

 

Jaringan pencocokan π ganda uga nyaring komponen frekuensi sing ora dikarepake sing katon ing output tahap pungkasan pemancar. Output saka amplifier daya Kelas C sing dimodulasi bisa uga ngemot harmonik sing luwih dhuwur sing ora dikarepake, kayata harmonik kapindho lan katelu. Tanggepan frekuensi jaringan sing cocog disetel kanggo nolak harmonik sing luwih dhuwur sing ora dikarepake iki lan mung sinyal sing dikarepake digandhengake karo antena.