Wenn ein RF Leistungsverstärker ~2W am Ausgang nicht gemacht ist, kann dieser kaputt gehen. Mal angenommen die komplette Leistung wird zurück reflektiert. Ich würde gerne wissen was da genau passiert. Der Transistor sieht eine erhöhte Spannung am Gate (die doppelte im ungünstigsten Fall?). Sind das dann rein thermische Effekte, die den PN Übergang durchlegieren lassen? Kann man durch Detektion der reflektierten Leistung und rechtzeitigen Abschalten das ganze genügend schützen, oder ist ein Zirkulator/Isolator zwingend notwendig? Was wären so die Zeitkonstanten für rechtzeitiges Abschalten (Größenordnung), gibt es da Erfahrungswerte?
M. M. schrieb: > Wenn ein RF Leistungsverstärker ~2W am Ausgang nicht gemacht ist, > kann > dieser kaputt gehen. Mal angenommen die komplette Leistung wird zurück > reflektiert. Ich würde gerne wissen was da genau passiert. Der > Transistor sieht eine erhöhte Spannung am Gate (die doppelte im > ungünstigsten Fall?). Sind das dann rein thermische Effekte, die den PN > Übergang durchlegieren lassen? Kann man durch Detektion der > reflektierten Leistung und rechtzeitigen Abschalten das ganze genügend > schützen, oder ist ein Zirkulator/Isolator zwingend notwendig? Was wären > so die Zeitkonstanten für rechtzeitiges Abschalten (Größenordnung), gibt > es da Erfahrungswerte? Es wird nichts zurückreflektiert, diese Modellvorstellung aus der Leitungstheorie beschreibt nicht den Vorgang am Ausgangsport einer PA. Andere Betrachtungsweise: wenn eine HF-Verstärkerstufe an ihrem Ausgang nicht die Last "sieht", für die sie konzipiert wurde, dann kann sie gar nicht erst Leistung an eine fehlangepasste Last abgeben. Durch die Arbeitspunktverschiebung, Überspannungen, Überlast kann ein Verstärkerelement dadurch zerstört werden. Und klar kann man durch Detektieren einer Fehlanpassung und einer Regelschaltung eine PA geschützt werden. Das wird auch verbreitet so gemacht. Wie schnell das passieren muss, hängt von den Bauteilen ab. Bei Überspannungsdurchschlag entsteht ein Schaden sehr schnell, bei thermischer Überlast hat man etwas mehr Zeit.
M. M. schrieb: > Wenn ein RF Leistungsverstärker ~2W am Ausgang nicht gemacht ist, ??? Was ist „nicht gemacht“? > kann > dieser kaputt gehen. Mal angenommen die komplette Leistung wird zurück > reflektiert. Ich würde gerne wissen was da genau passiert. Der > Transistor sieht eine erhöhte Spannung am Gate (die doppelte im > ungünstigsten Fall?). Wieso am Gate? Aber ja, er bekommt eine höhere Spannung, u. U. eine viel höhere. Die abgegebene Energie kann ja schließlich nach den Gesetzen der Physik nicht verloren gehen, also muss sie irgendwie in andere Formen umgewandelt werden. > Sind das dann rein thermische Effekte, die den PN > Übergang durchlegieren lassen? Kann man durch Detektion der > reflektierten Leistung und rechtzeitigen Abschalten das ganze genügend > schützen, oder ist ein Zirkulator/Isolator zwingend notwendig? Es ist zumindest üblich, sowas vorzusehen, also bei schlechtem SWR die Leistung zurückzunehmen. Das hilft natürlich insbesondere gegen schlecht angepasste Antennen etc. Inwiefern dieses Prinzip auch gegen eine schlagartig wegfallende Last hilft, ist allerdings fraglich. Irgendwann hast du halt einen Spannungsdurchbruch rein aufgrund der Feldstärken im Bauteil, der wartet nicht erst auf irgendwelche thermische Zeitkonstanten.
So ganz nebenbei Mikrowellenverstaerker ab 100mW haben die Tendenz bei Fehlanpassung kaputt zugehen. Deswegen mach man sinnvollerweise gleich mal einen 3dB Attenuator drauf bis alles sicher ist. Beim Nachmessen der Leistungen im Aufbau muss man abschalten um das Powermeter anzuschliessen.
Bernhard S. schrieb: > Jörg W. schrieb: >> Was ist „nicht gemacht“? > > Er meint wohl "gematcht" also angepasst Ah, danke. Den Schluss habe ich wirklich nicht hinbekommen. :)
Bernhard S. schrieb: > Er meint wohl "gematcht" also angepasst Ja, richtig. Ich musste grad selber überlegen was ich da meinte, wurde in der U-Bahn aufm Handy geschrieben :-D Elektrolurch schrieb: > Andere Betrachtungsweise:... Ah, stimmt. So kann man sich's einfacher vorstellen. Im Endeffekt sieht der Verstärker ja einfach eine Last entsprechend irgendeines Punktes am Rand vom Smith Diagramm (Kurzschluss/Offen...). Jörg W. schrieb: > Inwiefern dieses Prinzip auch gegen eine > schlagartig wegfallende Last hilft, ist allerdings fraglich. Das ist genau mein Problem/Frage. Das Gerät um das es geht, gibt eben RF Leistung ab. Im Normalfall wird das ganze System auch impedanzangepasst betrieben. Allerdings kann der Kunde die Leitung theoretisch einfach im Betrieb abstecken. Eine Lösung wäre eben, dass man einen Isolator nach dem Verstärker einbaut, der die reflektierte Leistung dann abschirmt. Allerdings ist das nicht sehr breitbandig. Mich würde interessieren ob man mit Messen der reflektierten Leistung und Abschalten mit Schwellwert eine Chance hat den Verstärker effektiv zu schützen, oder ob das grundsätzlich hoffnungslos ist.
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Elektrolurch schrieb: > diese Modellvorstellung aus der > Leitungstheorie beschreibt nicht den Vorgang am Ausgangsport einer PA. Diese Modellvorstellung deckt sich aber sehr wohl mit einem Netzwerk aus konzentrierten Bauelementen: Eine Quelle mit einem Widerstand R_i wird bei Leerlauf die doppelte Spannung an ihren Klemmen aufweisen, bei mei Abschluss mit Leistungsanpassung (R_L = R_i). Eine HF-Leitung, die nicht mit ihrem Wellenwiderstand (R_L = Z_0) abgeschlossen ist, sondern offen gelassen wurde, wird am Ende die doppelte Spannung aufweisen, als bei impedanzrichtigem Abschluss. Unter ungünstigen Bedingungen (Leitungslänge = N * Lambda/2 * Verkürzungsfaktor) transformiert sich diese Überspannung bis in die Quelle (Sendeendstufe) zurück. Der Endstufentransistor muss also für mindestens die doppelte Spannung dimensioniert sein. Das Ansprechverhalten der SWR-Auswertung sollte schnell genug sein, bevor die Avalanche-Energie (2nd Breakdown) ausgereizt ist. /edit: wie -> als
Marek N. schrieb: > transformiert sich diese Überspannung bis in die > Quelle (Sendeendstufe) zurück. .. oder als Kurzschluss. Welches VSWR zulässig ist, sollte im Datenblatt der Endstufe oder des Transistors stehen. Nicht selten wird dort 1...unendlich für alle Phasenlagen genannt.
Es kommt wohl auch darauf an was für ein Transistortyp es ist. moderne LD-Mos Transistoren sind gegen Fehlanpassungen am Ausgang mittlerweile fast unkaputtbar. Wie groß die Fehlanpassung sein darf steht oft in den Datenblätter bzw Applikationsbeispiele der jeweiligen Transistoren. Die alten bipolaren HF Leistungstransistoren waren da schon empfindlicher. LD-Mos Transistoren sind aber extrem empfindlich gegen zu hohe Spannungen am Gate. Hier musss man Aufpassen wie ein Schießhund. Schon manche Endstufen sind wegen zu hoher Eingangsspannung gestorben. die bipolaren Leistungstransistoren sind da etwas gutmütiger. Ralph Berres
Marek N. schrieb: > Diese Modellvorstellung deckt sich aber sehr wohl mit einem Netzwerk aus > konzentrierten Bauelementen: > Eine Quelle mit einem Widerstand R_i wird bei Leerlauf die doppelte > Spannung an ihren Klemmen aufweisen, bei mei Abschluss mit > Leistungsanpassung (R_L = R_i) D'accord, Der Eingang einer fehlangepassten Leitung im eingeschwungenen Zustand lässt sich durch ein Ersatzschaltbild mit konzentrierten Bauelementen beschreiben. Genau darum ging es mir. Es geht keine böse reflektierte Leistung aus der Leitung zurück und richtet dort Schaden an. Der Schaden entsteht durch die Fehlanpassung an einer komplexen Last, nach den Mechanismen wie du sie beschrieben hast.
Elektrolurch schrieb: > Es geht keine böse reflektierte Leistung aus der Leitung zurück und > richtet dort Schaden an. Der Schaden entsteht durch die Fehlanpassung an > einer komplexen Last, nach den Mechanismen wie du sie beschrieben hast. Naja, man geht ja vom stationären Zustand aus. Aber am Anfang muss ja erst Leistung in die Leitung gespeißt werden, die dann reflektiert wird und eben genau den stationären Zustand erzeugt. Im Endeffekt dann eine eher philosophische Frage. Also letztendlich muss einfach ein Prototyp gebaut werden und getestet werden ob es funktioniert oder nicht. Naja, dachte ich mir schon fast.
M. M. schrieb: > Elektrolurch schrieb: >> Es geht keine böse reflektierte Leistung aus der Leitung zurück und >> richtet dort Schaden an. Der Schaden entsteht durch die Fehlanpassung an >> einer komplexen Last, nach den Mechanismen wie du sie beschrieben hast. > > Naja, man geht ja vom stationären Zustand aus. Aber am Anfang muss ja > erst Leistung in die Leitung gespeißt werden, die dann reflektiert wird > und eben genau den stationären Zustand erzeugt. Ja, darum schrieb ich ja "im eingeschwungenen Zustand". Hinlaufende Welle und rücklaufende Welle überlagern sich auf einer Leitung am Leitungseingang und Strom, Spannung und Phase ergeben dort eine komplexe Impedanz. Die könnte genausogut von stationären Bauelementen stammen. Die PA kann das nicht unterscheiden - für sie ist es einfach eine komplexe fehlangepasste Last. Im Einschwingzustand, so lange eine reflektierte Welle noch nicht am Leitungseingang angekommen ist, sieht eine PA den rellen Wellenwiderstand des Kabels. So lange ist die Welt in Ordnung.
vielleicht erzählt der OT uns ja mal um welchen Endtransistor es sich handelt. Und vor allem auch, welcher Frequenzbereich der Verstärker arbeitet. Dann kann man mal in den Datenblätter schauen, was der Transistor so aushält. moderne Transistoren sind am Ausgang heute unempfindlicher als man glaubt. Ralph Berres
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