5V ट्रांसमीटर को 12 वी आपूर्ति के साथ 50 ओम ड्राइविंग करना कैसे संभव है?

Question

तो मान लें कि आपके पास एक सर्किट है, जो कुछ आवृत्ति पर एक वाहक तरंग उत्पन्न करता है (मान लें कि 27 मेगाहर्ट्ज) और यह 50 ओम डमी लोड (जो मैं इकट्ठा करता हूं, सर्किट विश्लेषण प्रयोजनों के लिए एक एंटीना के बराबर है) से जुड़ा हुआ है। और यह एक विनियमित 12 वी बिजली आपूर्ति द्वारा संचालित है।

तो कल्पना कीजिए कि वाहक लहर 12 वोल्ट की चोटी-चोटी है, जो 4.242 वोल्ट आरएमएस है। सूत्र , यह लगभग 0.36W का पावर आउटपुट देता है। यहां तक ​​कि औसत शक्ति की अवहेलना करने पर, 12 वी 50 में 2.88 डब्ल्यू है। और तरंग का शिखर वास्तव में 6V है, और 50 ओम पर केवल 0.72W है।$P = (V_{rms})^2/R$$\Omega$

फिर कैसे 12V (कुछ वोल्ट देते हैं या ले) के साथ 5W या उससे अधिक के इन आउटपुट जैसे सर्किट बिजली की आपूर्ति करते हैं?

• http://www.rason.org/Projects/transmit/transmit.pdf (यह एक रिपोर्ट है कि जब निर्मित वास्तव में 7W था)

• http://www.radanpro.com/Radan2400/Transmitter/5-Watt%20Transmitter%20by%20SM0VPO.htm

यदि आपको 50 ओम लोड के लिए औसत 5W चाहिए, तो आपको लगभग 45V के शिखर-शिखर वोल्टेज की आवश्यकता होगी। 100W के लिए, आपको एक सिग्नल की आवश्यकता होगी जो कि 200V चोटी से शिखर तक है! किसी तरह मुझे संदेह है कि लोग इस तरह के उच्च वोल्टेज के साथ अपने रेडियो को शक्ति दे रहे हैं।

मुझे समझ में नहीं आ रहा है कि एक निश्चित लोड और एक निश्चित आपूर्ति वोल्टेज के साथ सर्किट से अधिक बिजली कैसे मिलती है । भले ही आपका एम्पलीफायर 100A, I = V / R वितरित कर सकता है ; 12 वी की आपूर्ति के साथ, ओम का नियम कहता है कि चरम पर भी, यह केवल 0.12W डिलीवर करने के साथ, 0.12A डिलीवर करने वाला है।

मुझे लगता है कि किसी तरह वोल्टेज को आवश्यक स्तर तक बढ़ाने के लिए एक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जा सकता है, द्वितीयक पर वोल्टेज के लिए प्राथमिक पर ट्रेडिंग चालू है, लेकिन ऊपर दिए गए सर्किट में से कोई भी ऐसा नहीं करता है। इसके अलावा, दुनिया के सभी प्रतिबाधा मिलान नेटवर्क आपको उस लोड पर अधिक वोल्टेज नहीं देंगे।

मैंने जो कुछ भी समझाया वह अच्छी तरह से गलत हो सकता है, और इसलिए मैंने इसे समझाया। कृपया मेरी वैचारिक गलतफहमी दूर करने में मेरी मदद करें :)

Comments

आपको क्या लगता है कि प्रतिबाधा मिलान वास्तव में क्या करता है? प्रतिक्रियाशील नेटवर्क में कोई हानि तंत्र नहीं है और Zout> Zin, कहते हैं ...

— Spehro Pefhany

@SpehroPefhany हालांकि इस तरह के नेटवर्क में कोई लाभ नहीं है। यहां तक ​​कि पूरी तरह से दोषरहित मिलान लोड में वोल्टेज (और इसलिए शक्ति) को नहीं बढ़ाएगा।

— Frogging101

कोई शक्ति लाभ नहीं। यदि आउटपुट Z इनपुट Z से अधिक है, तो आउटपुट वोल्टेज समान शक्ति के लिए अधिक होना चाहिए, है ना? ऊर्जा का संरक्षण। प्रतिध्वनि सोचो।

— स्पेरो पेफेनी

वास्तव में उन सर्किटों में से एक में एक स्टेप-अप ट्रांसफ़ॉर्मर होता है यदि आप इसे सही से देखते हैं ...

— ब्रायन ड्रमंड बाद

Answer 1

इस सब की कुंजी "प्रतिबाधा मिलान" है। आपको यह सोचने के लिए एम्पलीफायर की आवश्यकता है कि यह एक कम प्रतिबाधा चला रहा है (इसलिए यह 5 वी की आपूर्ति से बहुत अधिक करंट पैदा कर सकता है, और इस तरह बहुत अधिक बिजली उत्पन्न करता है)। फिर आपको "जादुई रूप से" उन धाराओं को बदलने की आवश्यकता है जो 50 ओम को बहुत अधिक वोल्टेज पर ड्राइव करते हैं।

यह एक प्रतिबाधा मिलान नेटवर्क के साथ किया जाता है। जब आप नेटवर्क को नियंत्रित करने वाले समीकरणों को लिखते हैं, तो इसे इनपुट पर कम प्रतिबाधा और आउटपुट पर एक उच्च (50 ओम) प्रतिबाधा की तरह (ब्याज की आवृत्ति पर - इन चीजों को काम पर रखना पड़ता है) देखना होगा।

प्रतिबाधा मिलान को प्राप्त करने के कई तरीके हैं: यदि आपका इनपुट प्रतिबाधा 5 ओम है, और आप 27 मेगाहर्ट्ज पर 50 ओम के आउटपुट प्रतिबाधा से मेल खाना चाहते हैं, तो आप एक साधारण नियंत्रण रेखा सर्किट का उपयोग कर सकते हैं

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

जो मैंने http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/jwmatcher/matcher2.html का उपयोग करके और उपयुक्त मापदंडों में प्रवेश करके "गणना" की है ।

यहां क्या होता है कि स्रोत पर प्रत्यावर्ती वोल्टेज (प्रतिबाधा आर 1 के साथ) गुंजयमान नियंत्रण रेखा सर्किट में वर्तमान ड्राइव करता है। क्योंकि ये सीरीज़ स्विच्ड हैं, वे एक कम प्रतिबाधा की तरह दिखते हैं - लेकिन वास्तव में आउटपुट पर हासिल किए जा सकने वाले वोल्टेज स्विंग इनपुट वोल्टेज की तुलना में बहुत अधिक होते हैं। C1 के प्रतिबाधा को Z1 (= 1 / jwC) के रूप में और L1 के प्रतिबाधा को Z2 (jwL) के रूप में लिखते हुए, आप देखते हैं कि वे संयुक्त हो सकते हैं:

$X_1 = R_1 + Z_1$
$X_2 = R_2 * Z_2 / (R_2 + Z_2)$

अब इनपुट वोल्टेज विभाजित है, इसलिए आउटपुट वोल्टेज है

$V_{out}/V_{in} = X_2 / (X_1 + X_2)$

$$\begin{align} &= \frac{(R_2 * j \omega L)}{(R_2 + j \omega L) (R_1 + \frac{1}{j \omega C} + \frac{R_2 * j \omega L}{R_2 + j \omega L})}\\ &= \frac{R_2 * j \omega L} {(R_1 + \frac{1}{j \omega C})(R_2 + j \omega L) + R_2 * j \omega L}\\ &= \frac{R_2 * j \omega L}{R_1R_2 + j(R_1 \omega L - \frac{R_2}{\omega C}) - \frac{L}{C}) + R_2 * j \omega L}\\ &= \frac{R_2 * j \omega L}{R_1R_2 - \frac{L}{C} + j(R_1\omega L - \frac{R_2}{\omega C} + R_2 \omega L)}\\ \end{align}$$

अब नीचे के कैंसिल में काल्पनिक शब्द

$R_1 \omega L = R_2 (\omega L - \frac{1}{\omega C})$

या

$\frac{R_1}{R_2} = 1 - \frac{1}{\omega ^2 LC}$

$\omega = \sqrt{\frac{1}{LC}}$

उपरोक्त लिंक आपको बहुत सारे वैकल्पिक सर्किट देता है जो एक ही काम करेंगे - लेकिन अंततः एक कुशल ट्रांसमीटर के लिए आप ब्याज की आवृत्ति पर वास्तविक प्रतिबाधा (कोई प्रतिबिंब नहीं) चाहते हैं - और मिलान सर्किट प्राप्त करता है कि आपके लिए, लगभग किसी भी प्रतिबाधा (घटकों के सही मूल्यों के साथ, निश्चित रूप से)।

Comments

मैं वास्तव में आभारी रहूंगा, यदि आप इसे और अधिक गहराई से समझा सकते हैं कि कैसे एक एलसी सर्किट (या कोई गुंजयमान सर्किट) आप जो कह रहे हैं उसे प्राप्त कर सकते हैं। यदि R1 में वोल्टेज 12V है, तो इसका मतलब यह नहीं होगा कि आउटपुट वोल्टेज (आर 2 के पार) समान होगा? मुझे क्षमा करें, मुझे अभी नहीं मिला है। मैं समझता हूं, कैसे एक ट्रांसफॉर्मर का उपयोग प्रतिबाधा मिलान के लिए किया जा सकता है, लेकिन यह ...

— गोला

@ गोलाला मैंने इसे थोड़ा और समझाने की कोशिश की। यह एक बहुत बड़ा विषय है - बस Google "प्रतिबाधा मिलान सर्किट" और इंटरनेट के ज्ञान पर खुद को कण्ठ ...

— Floris

गोलज, यह सर्वविदित है कि एक गुंजयमान सर्किट एक संकेत "प्रवर्धित" करता है। भले ही वोल्टेज आर 1 के पार हो, महत्वपूर्ण सवाल यह है कि आर 2 में वोल्टेज क्या है? यह वोल्टेज एल 1 भर में उत्पन्न हो रहा है। इसे सही समय पर बहुत बड़े वोल्टेज के झूलों को उत्पन्न करने के लिए "पंप" होने के रूप में सोचो। तो लोड भर में 45v पीपी (या बड़ा) के वोल्टेज स्विंग होने, आश्चर्य नहीं होना चाहिए!

— गिल

एक बार जब आप अपने सरलीकरण के अंतिम भाग में पहुंच जाते हैं (जहां हर में शब्द का शब्द रद्द हो जाता है) तो क्या आप दिखा सकते हैं कि शेष अभिव्यक्ति का उपयोग करके VIN से VOUT की गणना कैसे की जाती है? यह सुनिश्चित नहीं है कि अंश में जम्मू को कैसे संभाला जाए।

— स्कूबा

Answer 2

यदि आप उन सभी स्कीमाटिक्सों में से किसी एक को देखते हैं, तो सभी जगह इंडिकेटर्स हैं। ट्रांसफार्मर का उपयोग किए बिना उच्च वोल्टेज उत्पन्न करने के कई तरीके हैं। दरअसल, कारों में इस्तेमाल होने वाली स्पार्क कॉइल को देखें। आप करंट के निर्माण और फिर उसे बाधित करके विशाल वोल्टेज उत्पन्न करते हैं, और यह डिवाइस "ट्रांसफ़ॉर्मलेस" है। ये सर्किट अलग-अलग तरीकों से संचालित होते हैं, लेकिन वर्तमान में परिवर्तन के साथ वोल्टेज में वृद्धि का मूल विचार दोनों पर लागू होता है। "शक्तिशाली माइक" (पहला लिंक) कैपेसिटर कपल "पाई" और "टी" श्रृंखला के साथ गुंजायमान है। लिथल डिज़ाइन (दूसरा लिंक) भी गुंजयमान है, लेकिन एक ट्रांसफार्मर के साथ, यह एक फेराइट स्लग (जो कि हानिपूर्ण है) का उपयोग नहीं करता है और अनुनाद को गीला कर देगा।

Answer 3

चालक ट्रांजिस्टर का आउटपुट प्रतिबाधा काफी कम हो सकता है। तो RF एम्पलीफायर बहुत सारे करंट खींच सकता है। आधा amp कहें, 12 वी पर जो लगभग 6 वाट होगा। जो 24 ओम जैसा दिखता है। फिर, ऐन्टेना पर 50 ओम तक मिलान करने के लिए एक ट्रांसफार्मर से गुजरें। वोल्टेज अधिक है, वर्तमान कम है, लेकिन बिजली अभी भी समान है।

Comments

हां, ठोस राज्य युग में पोर्टेबल गियर के लिए कम प्रतिबाधा और एक आरएफ मिलान ट्रांसफार्मर आम है। ट्यूब युग में, एक 800v या तो आपूर्ति रेल उत्पन्न करना असामान्य नहीं था।

— क्रिस स्ट्रैटन

यह मेरे साथ हुआ कि कोई पूरी बिजली की आपूर्ति को आगे बढ़ा सकता है, लेकिन ऐसा लग रहा था कि जो मैं लेकर आया हूं वह अधिक प्रत्यक्ष और कम भागों में होगा। और हां, मैं वाइब्रेटर्स और फिर जर्मेनियम स्विचिंग ट्रांजिस्टर के साथ बड़ा हुआ।

— गार्बरी

Answer 4

सबसे पहले, आपके वोल्टेज की गणना गलत है। 12V आपूर्ति एक ट्रांसफार्मर या प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से जाने के साथ, मध्य बिंदु वोल्टेज 12VDC है और अधिकतम वोल्टेज स्विंग 24Vpp है। तो यह वास्तव में आपकी गणना की तुलना में 50 could पर 4 गुना अधिक बिजली का उत्पादन कर सकता है।

आप सही हैं कि 5W rms साइन वेव को 50 need में रखने के लिए आपको लगभग 45vpp की जरूरत है। यदि अंतिम amp आउटपुट केवल 24Vpp है तो आपको स्टेप-अप ट्रांसफार्मर या अन्य हानि-कम प्रतिबाधा मिलान सर्किट की आवश्यकता होती है। वोल्टेज बढ़ाने के लिए आउटपुट प्रतिबाधा को इनपुट प्रतिबाधा से अधिक होना चाहिए।