Làm thế nào cao VSWR làm hỏng bộ khuếch đại RF?

Làm thế nào mà một VSWR cao có thể làm hỏng các bóng bán dẫn cuối cùng trong bộ khuếch đại công suất RF?

Là đường truyền có ý nghĩa vượt quá ảnh hưởng của nó đối với việc biến đổi trở kháng của tải ở đầu kia? Hay một trở kháng gộp tương đương trực tiếp ở đầu ra của bộ khuếch đại sẽ gây hại như vậy?

Trong tất cả các trở kháng có thể dẫn đến một VSWR nhất định, chúng có tệ như nhau không?

Công suất phản xạ có bị "hấp thụ" bởi bộ khuếch đại không? Ví dụ: nếu tôi nhận được công suất phản xạ 100W, thì điều đó có giống hay ít hơn với việc đặt một lò sưởi 100W trên bộ khuếch đại không?

Tôi cũng đã đọc rằng điện áp quá mức có thể là cơ chế dẫn đến thiệt hại. Làm thế nào mà một điện áp cao hơn điện áp cung cấp có thể xuất hiện? Có giới hạn nào cho việc điện áp này có thể cao đến mức nào khi có sự không phù hợp tùy ý không?

Làm thế nào mà một VSWR cao có thể làm hỏng các bóng bán dẫn cuối cùng trong bộ khuếch đại công suất RF? Có phải nó chỉ đơn giản là trở kháng sai (sau khi chuyển đổi bởi đường dẫn) xuất hiện ở các thiết bị đầu cuối hoặc đường truyền đặc biệt quan trọng?

Nó phụ thuộc vào thiết kế của bộ khuếch đại bạn đang sử dụng.

$\rm{VSWR}\approx\infty$

$\rm{VSWR}\approx\infty$

Là nó phản ánh sức mạnh được hấp thụ và tiêu tan trong các bóng bán dẫn hoặc cái gì khác?

Nếu đầu ra của bộ khuếch đại của bạn có một phần thực với trở kháng đầu ra của nó, thì điều đó có nghĩa là nó đang hấp thụ sóng phản xạ.

Tuy nhiên, sóng phản xạ có thể sẽ kết hợp với sóng ra mà bộ khuếch đại đang tạo ra. Do đó, có thể các hiệu ứng nhiễu giữa hai sóng tăng cường hoặc giảm khả năng thiệt hại cho bộ khuếch đại, tùy thuộc vào mối quan hệ pha giữa chúng.

Nếu bạn đang lái một đường dài, thì những thay đổi nhỏ về tần số tín hiệu, hoặc thậm chí nhiệt độ của đường truyền, có thể thay đổi đáng kể pha sóng phản xạ, vì vậy có lẽ không nên thử thiết kế theo giả định rằng bạn có thể điều khiển pha phản xạ.

Ví dụ, nếu bạn đang lái một dòng ngắn, thì việc điều khiển pha phản xạ bằng cách kiểm soát độ dài của dòng là một cách phổ biến, được thực hiện mỗi khi chúng ta sử dụng sơ khai hoặc shunt làm bộ lọc khớp.

Đó là một vấn đề phản ánh. Nếu ăng-ten nói riêng không phù hợp với công suất của nguồn cấp dữ liệu sẽ bị phản xạ xuống dòng cấp. Điều này dẫn đến một sóng đứng trên đường cấp của các nút có điện áp cao nơi sóng tới củng cố sóng phản xạ.

Máy đo VSWR đọc tỷ lệ của sóng truyền được phản xạ lại cho bạn một số ý tưởng về kích thước của vấn đề.

VSWR càng cao thì điện áp ở các nút điện áp cao càng cao và chính điều này gây thiệt hại cho thiết bị điện tử điều khiển. Hầu hết các bộ đàm công suất cao hơn hiện nay đều phát hiện ra VSWR và tắt hoặc giảm công suất để tránh thiệt hại.

Thực sự chỉ có một vài thứ giết chết các thiết bị điện RF:

• Quá dòng (Bạn có thể đốt cháy dây liên kết)
• Quá điện áp (Một thiết bị điển hình chạy ở 100V (đường ray ~ 50V) sẽ không thành công nếu Vds vượt quá ~ 130V ngay cả trong giây lát).
• Over Drive (Đặc biệt là các bộ phận kiểu MOSFET và LDMOS, nhưng cũng có các tetrodes), đâm thủng cổng hoặc quá nóng lưới điều khiển.
• Quá nóng, nên rõ ràng, nhưng các thiết bị công suất cao thường chạy các điểm nối trong vòng vài chục độ khi hết công suất.

Điện áp và dòng điện rõ ràng có thể được tăng lên bởi một phản xạ có dấu hiệu thích hợp, như có thể cấp nguồn (Vùng vận hành an toàn) nếu sự phản xạ tạo ra điện áp cao trên thiết bị đồng thời có nhiều dòng điện chạy qua.

Trên ổ đĩa có thể có bạn thông qua điện dung truyền ngược hoặc mạng phản hồi nếu độ ổn định của thiết bị bị tổn hại do lỗi.

Hầu hết các ampe rf thiếu khoảng trống để đối phó với tải phản ứng cao, vì điều đó gây tốn kém.

Thông thường, bộ khuếch đại công suất tần số vô tuyến được theo sau bởi một loại mạng phù hợp trở kháng (có thể bao gồm cả cuộn cảm và tụ điện) để biến đổi điện trở tải thành thứ mà bóng bán dẫn có thể đối phó, xem xét khả năng xử lý dòng điện và điện áp của nó. Một đường truyền cũng có thể được liên kết với mạng này. Nhưng sau tất cả, ở tần số hoạt động, bóng bán dẫn điện nhìn thấy một điện trở tải mong muốn.
Một nhà thiết kế bộ khuếch đại cũng đảm bảo rằng ở tất cả các tần số khác , mạng kết hợp thể hiện trở kháng đối với bóng bán dẫn công suất, đảm bảo không có dao động giả. Một ví dụ về bộ khuếch đại 7 MHz
. Một MOSfet điều khiển tải 50 ohm thông qua một mạng phù hợp bao gồm bộ lọc thông thấp của L và C. Nó có thể đối phó với dòng điện cực đại 3 A và điện áp cực đại 90 V. Với tải 50 ohm (màu xanh), nó hoạt động trong các giới hạn này. Nhưng tải 1 ohm (màu xanh lá cây) làm cho dòng điện cực đại quá mức và điện áp cực đại vượt quá sự cố MOSfet. Tải trọng 1000 ohm (màu đỏ) được chấp nhận trong trường hợp này.

Lưu ý rằng SPICE này chạy không tạo ra khói, cũng không hiển thị những gì xảy ra khi điện áp cống hoặc dòng điện vượt quá giới hạn. Không có đường truyền được bao gồm ở đây. Đối với một mạng phù hợp khác hoặc một đường truyền có chiều dài có thể thay đổi, những kết quả này có thể thay đổi mạnh mẽ, có thể vượt quá giới hạn cho tải 1000 ohm. Một nhà thiết kế bảo thủ có thể sử dụng MOSfet có giới hạn lớn hơn, mang lại bộ khuếch đại ổn định vẫn nằm trong giới hạn cho bất kỳ trở kháng tải nào.