Научная статья на тему 'Перспективы применения ключевых усилителей мощности классов d и de при построении радиовещательных передатчиков диапазона ОВЧ'

Перспективы применения ключевых усилителей мощности классов d и de при построении радиовещательных передатчиков диапазона ОВЧ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
1255
201
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЦИФРОВОЕ РАДИОВЕЩАНИЕ / УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ / OFDM / ПОЛЯРНАЯ АРХИТЕКТУРА / КЛЮЧЕВОЙ УСИЛИТЕЛЬ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Иванюшкин Роман Юрьевич, Юрьев Олег Андреевич

В настоящее время отчетливо наметился переход к цифровым технологиям практически во всех областях инфокоммуникаций. В радиовещании диапазона ОВЧ также осуществляется переход к цифровым способам передачи информации, позволяющим повысить качество принимаемых программ и расширить содержание услуг. Основная сложность построения усилителей мощности передатчиков цифрового радиовещания заключается в обеспечении допустимых нелинейных искажений передаваемого OFDM сигнала при обеспечении приемлемых энергетических показателей передатчика. Для усиления и передачи OFDM сигналов необходимы сверхлинейные усилители мощности, но в виду их крайне низкого КПД (менее 20%), целесообразно применение различных методов повышения КПД при усилении сигналов с непостоянной огибающей. Рассматриваются особенности построения высокоэффективного тракта усиления мощности радиовещательных передатчиков диапазона ОВЧ на основе полярной архитектуры Л. Кана с использованием ключевых режимов работы транзисторов оконечного каскада. Обсуждаются возможные критерии отбора усилительных приборов для работы в ключевых режимах, показана их обоснованность. Проводится сопоставление различных классов ключевых усилителей мощности, применительно к построению ОВЧ радиовещательных передатчиков. Показаны преимущества ключевых схем класса DE. Отдельно обсуждается общая проблематика построения передатчиков цифрового радиовещания диапазона ОВЧ с полярной архитектурой (на основе метода Л. Кана). Приводятся результаты компьютерного моделирования ключевых усилителей мощности классов D и DE, на основе эквивалентных схем, отражающих основные характеристики усилительного прибора, работающего в ключевом режиме. Результаты представлены в виде сравнительной таблицы основных энергетических характеристик.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Иванюшкин Роман Юрьевич, Юрьев Олег Андреевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Перспективы применения ключевых усилителей мощности классов d и de при построении радиовещательных передатчиков диапазона ОВЧ»

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ КЛЮЧЕВЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ КЛАССОВ D И DE ПРИ ПОСТРОЕНИИ РАДИОВЕЩАТЕЛЬНЫХ ПЕРЕДАТЧИКОВ ДИАПАЗОНА ОВЧ

Иванюшкин Роман Юрьевич,

к.т.н., доцент Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ), Москва, Россия, rivanyushkin@gmail.com

Юрьев Олег Андреевич,

инженер 1 категории, ООО "Шансон ТВ", Москва, Россия, urevoleg@ya.ru

Ключевые слова: цифровое радиовещание, усилитель мощности, OFDM, полярная архитектура, ключевой усилитель.

В настоящее время отчетливо наметился переход к цифровым технологиям практически во всех областях инфокоммуникаций. В радиовещании диапазона ОВЧ также осуществляется переход к цифровым способам передачи информации, позволяющим повысить качество принимаемых программ и расширить содержание услуг. Основная сложность построения усилителей мощности передатчиков цифрового радиовещания заключается в обеспечении допустимых нелинейных искажений передаваемого OFDM сигнала при обеспечении приемлемых энергетических показателей передатчика. Для усиления и передачи OFDM сигналов необходимы сверхлинейные усилители мощности, но в виду их крайне низкого КПД (менее 20%), целесообразно применение различных методов повышения КПД при усилении сигналов с непостоянной огибающей..

Рассматриваются особенности построения высокоэффективного тракта усиления мощности радиовещательных передатчиков диапазона ОВЧ на основе полярной архитектуры Л. Кана с использованием ключевых режимов работы транзисторов оконечного каскада. Обсуждаются возможные критерии отбора усилительных приборов для работы в ключевых режимах, показана их обоснованность. Проводится сопоставление различных классов ключевых усилителей мощности, применительно к построению ОВЧ радиовещательных передатчиков. Показаны преимущества ключевых схем класса DE. Отдельно обсуждается общая проблематика построения передатчиков цифрового радиовещания диапазона ОВЧ с полярной архитектурой (на основе метода Л. Кана).

Приводятся результаты компьютерного моделирования ключевых усилителей мощности классов D и DE, на основе эквивалентных схем, отражающих основные характеристики усилительного прибора, работающего в ключевом режиме. Результаты представлены в виде сравнительной таблицы основных энергетических характеристик.

Для цитирования:

Иванюшкин Р.Ю., Юрьев О.А. Перспективы применения ключевых усилителей мощности классов D и DE при построении радиовещательных передатчиков диапазона ОВЧ // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2016. - Том 10. - №5. - С. 21-26.

For citation:

Ivanushkin R. Yu., Yuryev O.A.. Opprtunities of the application key power amplifiers class D and DE when building radio transmitters VHF. T-Comm. 2016. Vol. 10. No.5, pp. 21-26. (in Russian)

Современный уровень развития технологий цифровой обработки сигналов позволяет коренным образом повысить качество и расширить содержание услуг радиовещания путем перехода от традиционного аналогового к цифровому радиовещанию (ЦРВ), в том числе и в диапазонах ОВЧ ЧМ радиовещания.

Используемый в ЦРВ способ передачи сигнала (OFDM) наряду с преимуществами (помехоустойчивое канальное кодирование, перемежение, возможность работы в условиях селективных замираний) обладает рядом существенных недостатков. OFDM сигнал представляет собой сложное многочастотное колебание, обладающее особенностями групповых сигналов с частотным разделением. Одним из главных недостатков OFDM сигналов является большой пик-фактор (например. для стандарта ЦРВ DRM+ не около 10 дБ), поэтому к усилительным трактам передатчиков предъявляются повышенные требования к линейности, из-за этого средний КПД усилителей мощности такого сигнала редко превышает 20%.

Учитывая низкий КПД линейных усилителей мощности (ЛУМ), при разработке нового передающего оборудования, необходимо применять меры по повышению их энергетической эффективности [7-9],

Среди принципов, которыми необходимо руководствоваться при создании новых передатчиков для ЦРВ, не последнее место занимает применение современных технических решений, позволяющих улучшить энергетическую эффективность передатчика при сохранении приемлемых показателей качества передачи сигналов. Повышение КПД передатчика позволяет не только снизить расходы на электроэнергию (которые составляют около 70% всех затрат на его эксплуатацию), но и уменьшить размеры, массу и сложность устройства за счет упрощения системы охлаждения, а также улучшить показатели надежности. Поскольку промышленный КПД передатчика определяется в основном КПД его оконечных устройств, то проблема во многом сводится к поиску методов энергетического совершенствования оконечных усилителей мощности (УМ) передатчиков, где, в свою очередь, основная часть потерь, как правило, связана с рассеянием мощности в электронных приборах (ЭП). Радикальным способом решения задачи является применение в УМ ключевых режимов работы, когда ЭП находится попеременно только в двух состояниях — либо полностью открытом (насыщении), либо закрытом (отсечки).

В идеальном случае, когда сопротивление ЭП в полностью открытом состоянии стремится к нулю, а в закрытом -к бесконечности, и отсутствует вредное влияние паразитных ре активностей ЭП, мощность в нем вообще не рассеивается, поскольку в любой момент времени либо напряжение на ЭП, либо ток через него равны нулю. Таким образом, перевод УМ в ключевой режим позволяет повысить его КПД, а в отдельных случаях - и выходную мощность, так как последняя может быть 01раничена в первую очередь именно допустимым рассеянием мощности в ЭП, определяющем его рабочую температуру. Ключевые УМ могут работать с колебаниями, имеющими постоянную амплитуду, например с частотной (ЧМ) или с широтнО-импульсной (ШИМ) модуляцией, а также они пригодны для осуществления амплитудной модуляции на выходном электроде ЭП (стоковой или коллекторной). Колебания с изменяющейся во времени амплитудой (как например колебание с ортогональным частот-

ным разделением (OFDM)) в ключевых УМ непосредственно усиливать невозможно, так как ЭП работает в режиме Ограничения, как пороговым напряжением по входу, так и максимальным током насыщения. Чтобы использовать ключевые УМ для повышения энергетической эффективности передатчиков таких сигналов, применяют специальные (так называемые «нелинейные») методы линейного усиления, в которых формируются колебания с постоянной амплитудой, усиливаемые с высоким КПД в ключевых УМ, а затем из них с помощью арифметических преобразований на высоком уровне мощности формируется исходное колебание с переменной амплитудой. Одним из таких технических решений является архитектура Л. Кана или полярная архитектура.

Метод Л. Кана является одним из наиболее эффективных методов повышения энергетической эффективности передатчиков, основанный на формировании произвольного АФМ-сигнала через его полярные координаты: огибающую и мгновенную фазу. Таким образом, в полярной архитектуре имеются два тракта: тракт огибающей, необходимый для высокоэффективного усиления огибающей OFDM сигнала, и тракт усиления фазо модулирован ной РЧ-составляющей (рис. 1).

ад

I Епит

ЦП

Форм-ль 1Q

координат

Преоёр-ль

]Q в полчрные координаты

ЦАП

шим

ГТУО -<" МУО

DDS

ffon

КПУ ок ВФС UaJJH(t)

Рис. 1. Полярная архитектура, основанная на методе Л.Кана: ЦП - цифровом поток; ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь; DDS - цифровой вычислительный синтезатор (digital direct synthesizer); КПУ - каскад предварительного усиления; ОК - оконечный каскал усиления; ВФС - выходная фильтрующая система; ШИМ - широтно-импульсный модулятор, который преобразует огибающую сигнала в управляющие импульсы с переменной длительность, для управления питанием оконечного и предо конечно го каскадов; ПУО - предварительный усилитель огибающей; МУО - мощный усилитель огибающей, необходимый для управления питанием; ФНЧ - фильтр нижних частот, необходимый для восстановления огибающей из последовательности управляющих импульсов.

Благодаря разделению на амплитудную и фазовую составляющие, а также усилению их с применением высокоэффективных режимов (в тракте усиления фазомодулиро-ванного радиочастотного заполнения усилительные приборы могут работать в ключевых режимах, а в тракте огибающей применяется 11!ИМ-модуляция, что также делает возможным применение ключевых режимов работы ЭП), удается существенно повысить КПД передатчика, что уже внедрено ведущими зарубежными производителями для радиовещательных передатчиков диапазонов НЧ, СЧ и ВЧ.

Совместный КПД двух трактов определяется произведением значений КПД отдельных составляющих (двух трактов), а его результирующее значение в пределе может достигать 90%, что намного превосходит КПД ЛУМ (20% и ниже). Достоинствами данного метода являются: 1. Возможность применения усилительных приборов, не предназначенных для усиления сигналов с непостоянной

T-Comm Том 10. #5-2016

огибающей (в т.ч. OFDM), что позволяет использовать значительно более дешевую элементную базу.

2. Получение высоких значений КПД (в пределе достигающих 90%), при условии обеспечения высокого КПД низкочастотного и высокочастотного трактов. Это позволяет не только снижать энергопотребление, но и более эффективно использовать ЭП по мощности, а также существенно упрощать системы охлаждения ЭП.

К недостаткам метода Л. Кана относятся:

1. Искажения выходного сигнала из-за несинхронности прихода на оконечный каскад сигналов огибающей фаз ом одул и р о в ан н о го радиочастотного заполнения.

Различия в схемотехнике трактов огибающей и фазомодулированного заполнения приводят к различному времени распространения сигналов в данных трактах, в результате чего на ОК составляющие формируемого сигнала приходят несинхронно, что влечет за собой искажения передаваемого сигнала, а также недопустимое расширение era спектра.

2. Явление амплитудно-фазовой конверсии, выражающееся в изменении параметрических межэлектродных емкостей усилительных приборов при изменении приложенного к ним напряжения, что приводит к паразитной фазовой модуляции.

Одним из методов борьбы с временными задержками и АФК является применение специальной предкоррекции на этапе формирования составляющих усиливаемого сигнала методами цифровой обработки в реальном времени.

3. Необходимость иметь достаточно широкополосный тракт усиления огибающей для полноценного восстановления закона амплитудной модуляции в ОК. Это требование приводит к сложности обеспечения высокого КПД этого тракта.

Для обеспечения высокого КПД передатчика на основе полярной архитектуры предлагается использовать ключевые режимы работы ЭП в его мощных каскадах усиления. В связи с этим необходимо рассмотреть возможные ключевые режимы, целесообразные к применению в передатчиках ЦРВ диапазона ОВЧ. Среди таких ключевых режимов наибольшего внимания заслуживают режимы класса D и DE.

Режим класса D - ключевой режим при котором выходной ток и напряжение ЭП имеют прямоугольную форму (рис. 2).

е i

существенный рост коммутативных потерь (обусловленных, прежде всего, влиянием выходной емкости ЭП) с ростом частоты. Вследствие последнего недостатка, основной областью применения ключевых усилителей этого класса являются передатчики более низкочастотных диапазонов. Обсуждение возможности применения данного режима в диапазоне ОВЧ требует тщательного обзора современной элементной базы и проведения дополнительных исследований [5].

Режим класса ПЕ — выходное напряжение имеет прямоугольную форму, а выходной ток, представляет неполный отрезок косинусоиды или может иметь пилообразную форму, в зависимости от частотной настройки выходной цепи (рис. 3).

О л 2л

Рис. 2. Режим класса Э

Схемотехника ключевых усилителей масса О является самой простой, имеет лучшие диапазонные свойства, высокие коэффициенты использования электронных приборов по мощности. Но в тоже время этому режиму присущи недостатки: относительно невысокий КПД по первой гармонике из-за потери мощности на балластном сопротивлении (при применении «вилки» филыров в качестве нагрузки), а также

0 л 2л Рис. 3. Режим класса ВЕ

Возможен инверсный по отношению к формам выходного тока и напряжения режим класса ЭЕ. Как следует из названия режима, в нем совмещены режим класса О (прямоугольная форма напряжения) и напичие формирующей резонансной выходной цепи, но аналогии с ключевыми усилителями класса Е. Формирующая цепь в усилителях класса ОЕ (в отличие от усилителей класса Е) работает только на этапах переключения транзисторов, что позволяет устранить коммутативные потери и получать высокий КПД по первой гармонике. От данного класса ключевых усилителей следует ожидать также и высокого коэффициента использования электронных приборов по мощности. То есть режим класса ЭЕ становится более высокочастотным, по сравнению с классом I), и более широкодиапазонным, по сравнению с классом Е. Эти преимущества делают такой ключевой режим пригодным к применению в диапазоне ОВЧ, учитывая, что общеизвестные недостатки самого высокочастотного ключевого режима класса Е для случая усилителей класса Г)Е не являются принципиальным ограничением[5].

Для реализации ключевого режима работы усилителя мощности необходимо определить четкие критерии, по которым требуется выбирать усилительный прибор, способный обеспечить приемлемый уровень потерь при работе на требуемой рабочей частоте.

Рассмотрению подлежат ограничения мощности, связанные с максимальной рабочей частотой ключевых усилителей мощности (УМ), обусловленные выходной емкостью усилительных приборов. В УМ с резистивной нагрузкой (к которым относиться УМ класса Э) замыкание ключа происходит при отличном от нуля напряжении на выходном электроде (сток, коллектор), то есть существуют коммутативные потери, величина которых линейно растет с частотой.

Относительная мощность потерь, вызванных выходной емкостью, для УМ с резистивной нагрузкой вычисляется по следующей формуле, при условии, что сопротивление насыщения усилительного прибора равно нулю:

(1)

T-Comm Vol.10. #5-2016

где й> = 2л> /рао — рабочая частота УМ;

С,1Ь11 - выходная емкость усилительного прибора;

^ж = 11со - выходное эквивалентное сопротивление усилительного прибора

Если задать величину коммутативных потерь не более 10%, то из формулы 1 следует, что ограничение максимальной рабочей частоты УМ с резистивной нагрузкой: 0.05

/шах г „ - (2)

^«и* Л П м

Зависимость позволяет вычислить верхний предел выходной емкости транзистора (полагая, что = 3 оМ) [6]. 0,05

Ron, Ом ' i

С <-

= Щ1,5лФ.

(3)

87х10цхЗ

Наряду с оценкой влияния выходной емкости на работу ключевого УМ, необходимо уделить внимание конечному сопротивлению насыщения Ron усилительных приборов. Так как в реальных приборах, Ron отлично от нуля, то во время протекания выходного тока, на нем выделяется мощность, превращаемая в гепло (то есть рассеиваемая в транзисторе). По мере роста выходной мощности (следовательно и выходного тока) растет рассеиваемая мощность на сопротивлении насыщения, и КПД усилительного прибора снижается. Необходимо определить возможный диапазон значений сопротивления насыщения [6].

Для сопротивления насыщения справедливо равенство:

рш = IL * R<™ ■ (4)

Выходная мощность определяется согласно соотношению: Р =I ШЦ f5V

вы* гыл sbf.T - I. - /

Тогда относительная мощность потерь за счет остаточного сопротивления насыщения вычисляется следующим образом:

/I rxRon I_у. Ron Rem

(о)

Р / р = * tfw.V Ron вьиг

/ ни

и.

R*

Ron=0.URm

Е2

D _ ^ ПИТ — ——

или, выражая

Ron = 0 Ах

(8)

' т

График, показывающий зависимость 8 приведен на рис. 4.

По построенной зависимости (8) можно заключить, что в диапазоне мощностей от 100 Вт до 1 кВт, для достижения приемлемой величины мощности тепловых потерь, величина Rotl должна иметь значения в десятые доли Ома, а с ростом полезной мощности необходимо меньшее значение остаточного сопротивления |6],

По соотношению (6) можно сделать вывод, что уровень потерь на остаточном сопротивлении равен отношению остаточного сопротивления к эквивалентному сопротивлению выходной цепи усилительного прибора, что соответствует действительности. Если принять уровень потерь на остаточном сопротивлении не более 10%, то из (6) следует соотношение для диапазона Ron:

(7)

Рис. 4. График зависимости требуемого Ron от величины полезной мощности

В результате расчетов сформированы следующие критерии выбора усилительных приборов:

1. Выходная емкость должна соответствовать соотношению (3);

2. Значение остаточного сопротивления (сопротивления насыщения) должно согласовываться с выходной мощностью по первой гармонике и напряжением питания усилительного прибора согласно соотношению (8).

При реализации полярной архитектуры необходимо восстановление огибающей радиосигнала. Таким образом, при построении передатчика на основе метода Л.Кана в оконечном каскаде необходимо применение коллекторной (стоковой) амплитудной модуляции. При осуществлении амплитудной модуляции в оконечных каскадах радиопередатчика, от модуляционного устройства требуется мощность, примерно равная полезной мощности самого оконечного каскада. Следовательно, даже при вышеописанных достоинствах, как полярной архитектуры, так и отдельно взятых ключевых усилителей мощности, необходимо подробно исследовать вопрос об энергетической эффективности ключевых усилителей при работе с меняющимся напряжением питания, то сеть при работе с коллекторной (стоковой) амплитудной модуляцией. Результирующий КПД будет определяться, как КПД тракта огибающей и факта фазо модулирован но го заполнения. Первый из них определяется преимущественно КПД модулирующего устройства (МУО на рис. 1), построение которого также требует подробного анализа возможностей современной элементной базы.

Для количественной и качественной оценки выбора ключевого режима работы ЭП было проведено компьютерное моделирование в программе схемотехнического моделирования Micro-Cap. Используемые эквивалентные схемы ключевых УМ представлены на рис. 5 и 6.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Нагрузкой УМ класса D является диплексер, выполненный в виде последовательного и параллельного контуров.

Дня сравнения двух схем ключевых УМ, необходимо чтобы выходные мощности были равны, что обеспечивается путем подбора напряжения питания в двухтактной схеме. Основные оцениваемые параметры двух схем ключевых УМ приведены в таблице №1 [6].

T-Comm Том 10. #5-2016

Рис. 6. Эквивалентная электрическая схема ключевого УМ класса DE с фильтровой нагрузкой

Параметр Схема ключевого УМ касса О с резиетивной нагрузкой Схема ключевого УМ класса DE с фильтровой нагрузкой

^Hi nou , Вт 308 300

С _1ПЯ ,В 52.3 41.2

п\,% 70 86.6

,Вт 442 350

Р^Вт 129 47

15 8.4

/ А с _ max ' 33,5 31

Количество гарм. составляющих в спектре вых. напряжения 7(1,2,3, 5, 7, 9 и И гарм.), в схеме присутствует дополнительный ФВЧ для обеспечения резиетивной нагрузки во всей полосе рабочих частот и на всех гармониках 3 (1, 3 и 5 гарм.)

Полученные расчетные и смоделированные характеристики, сведенные в сравнительные таблицы, позволяют сделать следующие замечания и выводы:

1. В процессе моделирования требовалась коррекция расчетных параметров формирующего контура, для снижения опасного выброса тока через ключ.

2. Результат моделирования можно признать действительным, так как полученные формы колебаний тока, протекающего через ключ, и напряжения на ключе, соответствуют теоретическим для класса DE при его работе как с ФК гак и с фильтрующим контуром.

3. Моделирование УМ класса DE подтвердило возможность получения высокого КПД (86,6% против 70% УМ класса D) в данном режиме в диапазоне ОВЧ.

4. Благодаря применению режима DE уменьшена рассеиваемая мощность (более чем в два раза) на сопротивлении насыщения усилительного прибора, что способствует облегчению теплового режима работы транзистора.

5. Уменьшены значение среднего тока, протекающего через транзистор, и максимальное напряжение на стоке транзистора, что приводит к снижению возможности перегрева или пробоя усилительного прибора.

6. При применении УМ класса DE спектр выходного напряжения содержит меньшее количество гармонических составляющих, а именно только первую, третью и пятую, причем уровень их в несколько раз ниже, чем в УМ класса D, который имеет 7 гармонических составляющих выходного напряжения (нечетные с 1 по 11 и вторую гармонику).

7. В целом проведенный анализ моделирования УМ классов D с резиетивной нагрузкой и DE с фильтровой нагрузкой позволяет рассчитывать на высокие энергетические характеристики при моделировании на полноценных компьютерных моделях или на лабораторном макете.

Литература

1. Рихтер С.Г. Цифровое радиовещание. - М.: Горячая линия Телеком, 2004.-352 с.

2. Дулов И.В. Энергетика усилителя мощности цифрового ОВЧ радиовещания с линейной и нелинейной АРР но питающему напряжению // журнал Радиоэлектроники, 2012, №3.

3.Дулов И,В.. Ивсшюшкин Р.Ю. Применение метода АРР для построения вещательных ОВЧ передатчиков систем цифрового радиовещания И Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения, 2010, №3.

4. Шахгильдян ВВ.. Козырев В.Б.. Ляховкин А.А. Радиопередающие устройства. - М.; Радио и связь, 2003. - 560 с,

5. Алипов А.С. Исследование и разработка ключевых усилителен мощности для высокоэффективного СЧ передатчика цифрового радиовещания, 2006, диссертация на соискание ученой степени к.т.н,, МТУСИ,

6. Юрьев О.А. Исследование тракта усиления мощности ОВЧ передатчика цифрового радиовещания, построенного по методу Л.Кана, 2014, магнет. диссертация, МТУСИ.

7. Шахгильдян В.В., Иванюшкин Р.Ю. Методы повышения энергетической эффективности линейных усилителей мощности // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2011. Т. 5. № 9. С. 143-145.

8. Варламов О.В.. Гооморушкин В Н.. Ливрушенкив В.Г. Разработка коротковолнового ключевого усилителя мощности с раздельным усилением составляющих однополое и о го сигнала // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт . 201 I. Т, 5. № 9. С. 42-44.

9. Варламов О.В. Разработка высокоэффективного модуляционного тракта для ВЧ усилителя мощности с раздельным усилением составляющих однополосного сигнала // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2011, Т, 5. № 9. С. 45-46.

Таблица 1

OPPRTUNITIES OF THE APPLICATION KEY POWER AMPLIFIERS CLASS D AND DE WHEN BUILDING RADIO TRANSMITTERS VHF

Ivanushkin R.Yu., PhD, lecture of Moscow technical University of communications and Informatics, Moscow, Russia,

rivanyushkin@gmail.com Yuryev O.A., "SHANSON TV" Limited Liability Company, engineer, postgraduate Moscow technical University of communications and Informatics, Moscow, Russia, urevoleg@ya.ru

Abstract

Now clearly there has been a transition to digital technologies in almost all fields of science and technology. In the radio band VHF also made the transition to digital technologies in order to enhance the quality and expand the content of the services. The main method of forming a signal in a digital radio broadcasting - multiplexing with orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), discusses its advantages and disadvantages.

For amplification and transmission of such signals required for linear amplifiers, but in view of their very low efficiency (about 25%), their use is impractical, therefore, propose another way to effectively amplify the data signals. The peculiarities of construction of high-performance tract amplify the power of radio transmitters VHF using the key modes of the transistors of the final stage. Selected possible selection criteria of the amplifying devices for operation in the key modes, shown their validity.

Separately addresses the problem of constructing transmitters of digital radio VHF with polar architecture (based on the method of L. Kahn). A comparison of the different classes key the amp, for VHF radio transmitters. The advantages of the key schemes of class DE. The results of the computer simulation key classes D and DE, built on the equivalent circuits, reflecting the basic characteristics of the amplifying device is operating in key mode. The results are presented in the form of a comparative table of the main energy characteristics.

Keywords: digital broadcasting, power amplifier, the OFDM, polar architecture, switched power amplifier. References

1. Digital broadcasting. Richter S.G. Moscow. Hot Line Telecom, 2004. 352 p. (in Russian)

2. Dulov I.V. Energy amplifier VHF digital radio with linear and nonlinear ET on the supply voltage / Radio Electronics Magazine, 2012, No 3.

(in Russian)

3. Dulov I.V., Ivanushkin R.Y. The use of the ET method for constructing broadcast transmitters VHF digital broadcasting systems / Fundamental problems of radio-electronic instrument, 2010. No.3. (in Russian)

4. Shakhgildyan V.V., Kozyrev V.B. Lyahovkin A.A. Radio transmitters. Moscow. Radio and Communications, 2003. 560 p. (in Russian)

5. Alipov A.S. Research and development of switched power amplifiers for high-performance midrange digital broadcasting transmitter 2006, the dissertation for the degree of Ph.D., MTUCI. (in Russian)

6. Urev O.A. Research tract of VHF transmitter power amplifier of digital broadcasting, which was built by L.Kahn method, 2014 master's dissertation, MTUCI. (in Russian)

7. Shakhgildyan V.V., Ivanushkin R.Y. Methods to improve the energy efficiency of power linear amplifiers. T-Comm. 2011. Vol. 5. No. 9. Pp. 143-145. (in Russian)

8. Varlamov O.V., Gromorushkin V.N., Lavrushenkov V.G. Development of short-key power amplifier with separate gain a single-sideband signal components. T-Comm. 2011. Vol.. 5. No. 9. Pp. 42-44. (in Russian)

9. Varlamov O.V. Development of high-performance modulation path for RF power amplifier with separate gain is a single-sideband signal. T-Comm. 2011. Vol. 5. No. 9. Pp. 45-46. (in Russian)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.