VSWR이 높으면 RF 증폭기가 어떻게 손상됩니까?

높은 VSWR이 RF 전력 증폭기의 최종 트랜지스터를 어떻게 손상시킬 수 있습니까?

전송 선로가 다른 쪽 끝의 부하 임피던스 변환에 미치는 영향을 넘어서는가? 아니면 앰프의 출력에서 ​​직접 동등한 덩어리 임피던스가 손상 될 수 있습니까?

주어진 VSWR을 초래하는 가능한 모든 임피던스 중에서 모두 동일하게 나쁩니 까?

반사 전력이 증폭기에 의해 "흡수"됩니까? 예를 들어, 100W 반사 전력을 얻는다면 100W 히터를 앰프에 꽂는 것과 거의 같습니까?

또한 과도한 전압이 손상을 유발하는 메커니즘이 될 수 있음을 읽었습니다. 공급 전압보다 높은 전압이 어떻게 나타날 수 있습니까? 임의의 불일치가있을 때이 전압이 얼마나 높을 수 있는지에 대한 제한이 있습니까?

높은 VSWR이 RF 전력 증폭기의 최종 트랜지스터를 어떻게 손상시킬 수 있습니까? 터미널에 잘못된 임피던스 (피드 라인에 의한 변환 후)가 나타나는가, 아니면 전송 라인이 특히 중요한가?

사용중인 앰프의 디자인에 따라 다릅니다.

증폭기에서 볼 수있는 반사 계수가 -1 (따라서 )이면 단락을 구동하는 것과 같으며 어떤 유형의 증폭기에 대해서만 과부하 조건이 될 수 있는지 알 수 있습니다 .$\rm{VSWR}\approx\infty$

반사 계수가 +1 (다시 )이면 개방 회로를 구동하는 것과 같습니다. 앰프의 출력 스테이지가 저항 풀업 (예 : CML 버퍼)이있는 일반적인 이미 터 앰프처럼 보이면 전혀 문제가되지 않습니다. 리 액티브 요소가있는 일부 다른 앰프 구성에서 출력 전압이 증가하면 출력 장치가 고장날 수 있습니다.$\rm{VSWR}\approx\infty$

트랜지스터 나 다른 것에서 흡수 된 전력이 반사 되는가?

앰프의 출력이 출력 임피던스의 실제 부분을 가지고 있다면 반사파를 흡수하고 있음을 의미합니다.

그러나 반사파는 증폭기가 생성하는 발신 파와 일관 될 것이다. 따라서 두 파 사이의 간섭 효과는 위상 간의 관계에 따라 증폭기의 손상 가능성을 높이거나 줄일 수 있습니다.

긴 라인을 구동하는 경우 신호 주파수 또는 라인 온도의 작은 변화로 인해 반사파 위상이 크게 변경 될 수 있으므로 다음과 같이 가정하여 설계하지 않는 것이 좋습니다. 반사 단계를 제어 할 수 있습니다.

짧은 선을 운전하는 경우 선 길이를 제어하여 반사의 위상을 제어하는 ​​것이 일반적입니다. 예를 들어 스텁 또는 션트를 일치 필터로 사용할 때마다 수행됩니다.

반사 문제입니다. 특히 안테나가 급전선과 일치하지 않으면 급전선 아래로 반사됩니다. 이것은 고전압 노드의 공급 라인에서 정재파를 유도하고, 여기서 수신 파는 반사파를 강화시킵니다.

VSWR 미터는 반사 된 투과 파의 비율을 읽어 문제의 크기에 대한 정보를 제공합니다.

VSWR이 높을수록 고전압 노드에서 전압이 높아져 드라이버 전자 장치가 손상됩니다. 요즘 대부분의 고전력 무전기는 VSWR을 감지하고 전원을 차단하거나 줄여서 손상을 피합니다.

RF 전력 장치를 죽이는 것은 실제로 몇 가지뿐입니다.

• 과전류 (본드 와이어를 태울 수 있음)
• 과전압 (Vds가 순간적으로 ~ 130V를 초과하면 100V (~ 50V 레일)에서 실행되는 일반적인 장치가 작동하지 않습니다).
• 오버 드라이브 (특히 MOSFET 및 LDMOS 스타일 부품 및 테트로 데스), 게이트 천공 또는 제어 그리드 과열.
• 과열은 분명해야하지만 고전력 장치는 종종 최대 전력으로 수십도의 고장 내에서 접합을 실행합니다.

반사가 장치 전체에 고전압을 생성하는 동시에 많은 양의 전류가 흐르는 경우 전력 (안전 작동 영역)과 같이 적절한 신호를 갖는 반사에 의해 전압 및 전류가 명확하게 증가 될 수 있습니다.

오버 드라이브는 결함으로 인해 장치 안정성이 저하되는 경우 역방향 전송 커패시턴스 또는 피드백 네트워크를 통해 연결할 수 있습니다.

대부분의 rf amp는 비용이 많이 들기 때문에 반응성이 높은 부하에 대처할 수있는 여유가 없습니다.

일반적으로 무선 주파수 전력 증폭기에는 전압 및 전류 처리 능력을 고려하여 전력 트랜지스터가 대처할 수있는 것으로 부하 저항을 변환하기 위해 일종의 임피던스 매칭 네트워크 (인덕터 및 커패시터 포함)가 뒤 따른다. 전송 라인이이 네트워크와 연관 될 수도 있습니다. 그러나 결국 작동 주파수에서 전력 트랜지스터는 바람직한 부하 저항을 봅니다.
또한 앰프 설계자는 다른 모든 주파수 에서 매칭 네트워크가 스퓨리어스 발진을 방지하는 전력 트랜지스터에 임피던스를 제공하도록합니다. 예제 7 MHz 증폭기
. MOSfet은 L과 C의 저역 통과 필터로 구성된 매칭 네트워크를 통해 50ohm 부하를 구동합니다. 3A의 피크 전류와 90V의 피크 전압을 처리 할 수 ​​있습니다. 50ohm 부하 (파란색)를 사용하면 이러한 한계 내에서 작동합니다. 그러나 1ohm 부하 (녹색)로 인해 피크 전류가 초과되고 피크 전압이 MOSfet 고장을 초과합니다. 이 경우 1000ohm 부하 (빨간색)를 사용할 수 있습니다.

이 SPICE 실행은 연기를 발생시키지 않으며 드레인 전압 또는 전류가 제한을 초과 할 때 발생하는 상황을 보여주지 않습니다. 전송 라인은 여기에 포함되어 있지 않습니다. 다른 정합 네트워크 또는 길이가 변할 수있는 전송 회선의 경우 이러한 결과가 크게 변경되어 1000ohm 부하에 대한 한계를 초과 할 수 있습니다. 보수적 인 설계자는 한계가 더 큰 MOSfet를 사용하여 모든 부하 임피던스에 대한 한계 내에서 안정적인 증폭기를 생성 할 수 있습니다.