Wzmacniacz Doherty'ego

Wzmacniacz Doherty jest zmodyfikowanym wzmacniaczem częstotliwości radiowej klasy B , wynalezionym przez Williama H. ​​Doherty'ego z Bell Telephone Laboratories Inc w 1936 roku. Podczas gdy konwencjonalne wzmacniacze klasy B mogą przesterować wysokie poziomy sygnału wejściowego, wzmacniacz mocy Doherty może obsługiwać sygnały o wysokich wartościach szczytowych. do średnich współczynników mocy dzięki zastosowaniu dwóch obwodów wzmacniacza w jednym wzmacniaczu ogólnym, aby dostosować się do różnych poziomów sygnału. W ten sposób wzmacniacz osiąga wysoki poziom liniowości przy zachowaniu dobrej wydajności energetycznej.

W czasach Doherty'ego, w ramach linii produktów Western Electric, tytułowe urządzenie elektroniczne działało jako wzmacniacz liniowy z modulowanym sterownikiem. W implementacji o mocy 50 000 watów sterownik był kompletnym nadajnikiem o mocy 5000 watów, który w razie potrzeby mógł być obsługiwany niezależnie od wzmacniacza Doherty, a wzmacniacz Doherty został użyty do podniesienia poziomu 5000 watów do wymaganego poziomu 50 000 watów.

Wzmacniacz był zwykle konfigurowany jako wzmacniacz szczytowy z uziemioną katodą, wykorzystujący dwie lampy próżniowe połączone równolegle, jedną jako lampę nośną klasy B, a drugą jako lampę szczytową klasy B ( tranzystory mocy w nowoczesnych implementacjach). Źródło lamp (sterownik) i obciążenie (antena) zostały rozdzielone i połączone za pomocą sieci z przesunięciem fazowym +90 i -90 stopni. Alternatywne konfiguracje obejmowały rurę nośną z uziemioną siatką i rurę szczytową z uziemioną katodą, w której moc sterownika była skutecznie przepuszczana przez rurę nośną i była dodawana do wynikowej mocy wyjściowej, ale ta korzyść była bardziej odpowiednia dla wcześniejszej i mniej wydajnej triody implementacje zamiast późniejszych i bardziej wydajnych implementacji tetrody.

Następca rozwoju transmisji

Jako następca Western Electric Company Inc. w zakresie nadajników radiowych, koncepcja Doherty została znacznie udoskonalona przez firmę Continental Electronics Manufacturing Company z Dallas w Teksasie.

Wczesne projekty Continental Electronics, autorstwa Jamesa O. Weldona i innych, zachowały większość cech wzmacniacza Doherty'ego, ale dodały modulację siatki ekranu średniego poziomu sterownika (317B i in.).

Kolejnym udoskonaleniem wzmacniacza Doherty'ego był wysokopoziomowy schemat modulacji siatki ekranowej wynaleziony przez Josepha B. Saintona (317C i in.).

Seria 317C firmy Sainton składała się z rury nośnej klasy C połączonej równolegle z rurą szczytową klasy C. Podobnie jak we wzmacniaczu Doherty'ego, źródło lamp (sterownik) i obciążenie (antena) zostały rozdzielone i połączone za pomocą sieci z przesunięciem fazowym +90 i -90 stopni. Niemodulowaną nośną częstotliwości radiowej zastosowano do siatek sterujących obu lamp z tymi samymi punktami odchylenia siatki sterującej. Modulacja nośnej została zastosowana do siatek ekranowych obu lamp, ale punkty polaryzacji siatki ekranowej lamp nośnej i szczytowej były różne i zostały ustalone w taki sposób, że rura szczytowa została odcięta, gdy modulacja była nieobecna, a wzmacniacz wytwarzał znamionową niemodulowaną nośną moc, a obie lampy przewodziły, a każda z lamp zapewniała dwukrotność znamionowej mocy nośnej podczas 100% modulacji, ponieważ czterokrotność znamionowej mocy nośnej była wymagana do osiągnięcia 100% modulacji. Ponieważ obie lampy pracowały w klasie C, osiągnięto znaczną poprawę sprawności w końcowym etapie.

Ponadto, ponieważ nośna tetrody i lampy szczytowe wymagały bardzo małej mocy napędowej, osiągnięto również znaczną poprawę wydajności przetwornika. Komercyjna wersja wzmacniacza Sainton wykorzystywała modulator z wtórnikiem katodowym, a nie modulator przeciwsobny ujawniony w patencie, a cały nadajnik o mocy 50 000 watów został zaimplementowany przy użyciu tylko dziewięciu lamp z czterech rodzajów lamp, z których wszystkie są ogólne- celu, co jest niezwykłym osiągnięciem, biorąc pod uwagę, że najważniejszy konkurent 317C, BTA-50G firmy RCA, został wdrożony przy użyciu łącznie trzydziestu dwóch lamp dziewięciu typów, z czego prawie połowa to lampy specjalnego przeznaczenia, stosowane tylko w BTA -50G.

Prawie 300 nadajników CE 317C zostało zainstalowanych w samej Ameryce Północnej , z łatwością wyprzedzając wszystkich konkurentów razem wziętych, aż do opracowania następczych projektów tranzystorowych dużej mocy.

Wzmacniacze Doherty są szeroko stosowane w nowoczesnych cyfrowych nadajnikach telewizyjnych i radiowych. Zastosowana modulacja cyfrowa ma wysoki stosunek mocy szczytowej do średniej (PAPR).

Zmiany nietransmisyjne

We współczesnych systemach komunikacyjnych nastąpiło nagłe odrodzenie wzmacniaczy Doherty w stacjach bazowych opartych na technologii 4G i wcześniejszych niż 5G opartych na technologii mMIMO (Multiple-Input Multiple-Output). Fakt, że nowoczesne systemy komunikacyjne wykorzystują złożone schematy modulacji sygnału, takie jak OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) z wysokim stosunkiem mocy szczytowej do średniej (PAPR), prawdopodobieństwo pracy wzmacniacza z maksymalną mocą szczytową jest bardzo niskie. Właściwość wzmacniacza Doherty wykazującego wiele szczytów wydajności przy różnych niższych poziomach mocy sprawia, że ​​jest to atrakcyjna opcja zwiększenia średniej wydajności współczesnych nadajników. Wzmacniacz Doherty może to osiągnąć, stosując technikę zwaną „Dynamic Load Modulation”, w której obciążenie jest postrzegane przez główny wzmacniacz jako funkcja poziomu mocy w celu zwiększenia wydajności przy niższych poziomach mocy.

przypisy

  • Doherty, WH (wrzesień 1936). „Nowy wzmacniacz mocy o wysokiej wydajności dla fal modulowanych”. Postępowanie IRE . 24 (9): 1163–1182. doi : 10.1109/JRPROC.1936.228468 .
  • „Wzmacniacz Doherty: nowy po 70 latach”, Przegląd produktów mikrofalowych , sierpień 2007
  • „Co to jest wzmacniacz Doherty?” . Notatki z elektroniki . Źródło 4 października 2019 r . {{ cite web }} : CS1 maint: stan adresu URL ( link )

Dalsza lektura

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Doherty_amplifier&oldid=1139100875 ”