wazzoo
Может все-таки вы что-то не так себе представляете?

Возможно. Но хотелось бы иметь правильные представления о действительности. Объясните пожалуйста: как один и тот же ток протекающий через активное выходное сопротивление передатчика и нагрузку, имеющую такое же сопротивление, может рассеивать на них разные мощности?

Мы обсуждаем длинно- средневолновые передатчики - это я к тому, что недалеко ушли от темы.

Mihaill
идеальный источник напряжения имеет нулевой импеданс а потребитель имеет свой, который может быть на порядок выше. Простой пример - аккумулятор и лампа накала. Вся энергия, которая выработана аккумулятором практически уходит через лампу в тепло и свет, КПД практически 100% (если тепло понимать как полезность). Согласования нет при этом.

Также, если делать передатчик, который на выходе выдаст всегда 282 В размах (100 В эфф) , несмотря на импеданс нагрузки. Это говорит о нулевом импедансе передатчика. А антенна (допустим 50 Ом) через фидер (50 Ом) приходит к передатчику как нагрузка 50 Ом. Этим нагрузит передатчик и тянет 2 А эфф. Получаем 200 Вт к антенне. При этом в передатчике (внутреннее сопротивление равно нулю) ничего не греет его. КПД равно 100 %. Смысл говорить о согласовании только ограниченный.

Также это можно разъяснить для работы в режиме источника тока.

Проблема будет, когда перемешиваем ток и напряжение и получаем некоторый умеренный импеданс передатчика, в котором в передатчике выделяется тепло. Ламповый передатчик при таком режиме набирает красные щёчки, а транзисторный уходит по-английский, если нет защиты.

Нельзя путать КПД по преобразованию DC-энергии питания в ВЧ-мощность к нагрузке с согласованием.
То есть, если правильно работающий с неидеальным нулевым или бесконечным импедансом заходит в смешанный режим, мощность из источника питания растёт и мощность к нагрузке растёт, но и растёт тепло в передатчике. Падает КПД системы, растёт мощность к антенне, получаем согласование. Настолько передатчик готов это выдержать - дело смелого эксперимента)))

Полное согласование для максимального изъятия энергии их реального источника получаем при согласовании. Это важно при передаче слабых сигналов над шумами и КПД получаем максимально 50%, но получаем макимально извлекаемую мощность. Такой задачи нет в системе передатчика - антенна. Тут важно, из DC-источника всю изъятую энергию отдавать в антенну с КПД 100%. Но это не максимально генерируемая энергия передатчика (предполагаем, что хитрые защиты не работают и передатчик не ломается). Это та энергия, при котором системный КПД лучший. Вся энергетика так работает. Представьте себе что трансформаторная станция работает в режиме согласования)))

Mihaill
Ну посмотрите например на LC цепи согласования. Они преобразуют импедансы. В том числе чисто активные - за счет своих реактивностей. Например, можно преобразовать 1 Ом в 50 Ом с эффективностью в 98%. И 2% потеряются на L и C - но не потому что мы сопротивление преобразовали, а потому что L и C - неидеальные.
Если вы хотите идеальные элементы - то они могут преобразовать любые сопротивления со 100% эффективностью.


Не надо просто переносить "батарейки" в ДВ-СВ диапазон.

wazzoo
Мне представляется, что ток через 1 Ом увеличится при подключении LC цепей преобразователя импедансов, например 1 Ом в 50 Ом, и на 1 Ом рассеится та же мощность, как и на резисторе 50 Ом без преобразователя. Тут проще рассуждать, взяв идеальный трансфоматор, и рассчитать. Или, если не хочется, ввести в компьютерный симулятор и посмотреть на результат.

Mihaill
рекомендую "поиграть" немного с Г-звеном , сразу много чего станет ясно.
Чтобы согласовать 1 Ом в 50 Ом в Г-звене будет рабочая добротность sqrt50 = 7
Если у катушки собственная добротность 140, то этот узел согласование внесёт 1/20 = 5% потери.

Но тогда передатчик с выходным импедансом 1 Ом будет работать в согласовании и греться на те же 50%, чем системный КПД будет 47% в лучшем случае.

Не всегда нужна согласование в строгом понимании ВЧ-инженера. Это как раз при передаче больших мощностей с высоким системным КПД. Согласуйте антенну с фидером и на этом всё. Передатчик оставьте в режиме источника либо тока либо напряжения. Как только делаете ко-что среднее, системный КПД приближается к 50% минус потери в АФУ и в домике с передатчиком станет тепло.

Mihaill
Я про вот эту фразу:
резонансные контура, трансформаторы, вы потеряете в этом согласующем устройстве половину мощности.
Не потеряем - потеряем только на неидеальностях согласующих элементов какие-то проценты.

Так что давайте просто зафиксируем, что наличие реактивных элементов влияет на сопротивление "источника-черного ящика" (в схему которого они входят). И схема "идеальной батарейки" для анализа потерь тут не годится.

В конце концов - мы здесь не про теорию, все-же, а про реальные конструкции - а там и емкости и индуктивности и сами по себе и "внутри" транзисторов. Так что при создании реальных конструкций во главу угла все-же надо ставить КПД, а не гоняться за неким Rвых=0, который недостижим. В реальности передатчик с Rвых=50 Ом в Е-классе запросто будет в два раза эффективнее, чем передатчик с Rвых=10 Ом в AB-классе.

wazzoo
Я про вот эту фразу: резонансные контура, трансформаторы, вы потеряете в этом согласующем устройстве половину мощности.Не потеряем - потеряем только на неидеальностях согласующих элементов какие-то проценты.

Если вы сделаете любыми ухищрениями выходное активное сопротивление передатчика равным сопротивлению нагрузки, то потеряете на нëм половину мощности. Будут ли там потери в LC элементах, или при идеальных LC вам куда-то придëтся подсунуть резистор - без разницы. На активном сопротивлении рассеивается мощность в соответствии с формулой P=R*I² какими бы способами вы его не сформировали.

На идеальных элементах без потерь вы не сможете преобразовать выходное активное сопротивление, которое равно нулю, ни в какое-либо другое активное, отличное от нуля. Ноль останется нулëм.

wazzoo
большое заблуждение идёт с того, что изготовители передатчиков/трансиверов заявляют о выходном сопротивлении 50 Ом передатчика. Это неграмотное заявление. Там нет 50 Ом внутри в прямом смысле, нет там внутреннего сопротивления 50 Ом. Там либо источник напряжения, либо тока. Читаем старую добрую литературу. Кстати, Е-класс усилители ещё в СССР делали на тогда продвинутых КП9хх транзисторах (909...919) с ШИМ модулятором.

Заявление в паспорте о 50 Ом имеет в виду, что штатный режим с заявленными параметрами по мощности, линейности, КПД и прочее достигается при нагрузке на 50 Ом.

Хайо
Там нет 50 Ом внутри в прямом смысле, нет там внутреннего сопротивления 50 Ом
О том и речь. Вы лучше Михаилу это объясните.

Mihaill
Вы все дальше уходите от обсуждаемых заявлений:

идеальный передатчик должен иметь выходное сопротивление равное нулю.
как здесь многие любят, делать его сопротивление равным волновому сопротивлению кабеля, якобы для согласования, то половина всей мощи передатчика на нëм и рассеится, и только вторая половина уйдëт в кабель. В результате в лучшем случае будем иметь КПД 50%. - неверно

Что бы вы не приляпали: резонансные контура, трансформаторы, вы потеряете в этом согласующем устройстве половину мощности - неверно.

Вместо бессмысленных задачек с идеальным источником - предлагаю такую:
1. Передатчик с выходным сопротивлением 10 Ом подключаем к резистору 10 Ом. Мощность, потребляемая передатчиком = 1 кВт. Мощность, рассеиваемая на резисторе = 900 Ватт
2. Тот же передатчик подключаем через согласующую 10 Ом к 50 ом LC-цепь к резистору 50 Ом. Мощность, потребляемая передатчиком = 1 кВт. Мощность, рассеиваемая на LC-цепи = 50 Ватт
Вопросы:
1. какая мощность будет рассеяна во втором случае на резисторе 50 Ом?
2. можно ли утверждать во втором случае, что "половина всей мощности передатчика потерялась в согласующем устройстве" (согласно вашим утвержденим)?

Кстати, Е-класс усилители ещё в СССР делали на тогда продвинутых КП9хх транзисторах (909...919) с ШИМ модулятором.
Это мелочь какую-то. А 150кВт отечественный передатчик с ШИМ, он работал на областное радио 270кГц. А Второй в запасе был вообще переделан в ШИМ местными умельцами.
Кстати, Вы тут все про Е, да про шим - это хорошо, а как-же экономия на несущей? Без нее никак, ни один современный передатчик не работает без динамического управления несущей (ДУН). И наши работали еще с 80х экономя до 30% эл энергии. Но это все никак не спасло радиовещание.
Что касается ключевых режимов, тут есть огромная разница 1кВт или 500кВт. Мощный передатчик с высоким КПД, он очень дорогой как в приобретении, так и в обслуживании. Там очень сложная система, потому-что ключевые режимы- это всякие наводки, помехи возбуждения, пиковые токи и пр дрянь. Из-за этого такие передатчики напичканы такими защитами, которые чуть ли не сложнее и дороже самого передатчика, плюс, вся связь с ключевыми блоками, только по волокну.

sergsib
я ссылался на книжку 1987года, издание восточно-украинское НИИ, она у меня в Германии осталась. Зелёная мягкая обложка. Там было описание всех реально проверенных узлов и их теоретическая проработка. Очень замечательно написана была. Там по моему на КП913 и ЭСЛ-логике в аналоговом "извращении" строили всё. Осталось только масштабировать это. И там тоже было отмечено о необходимости каналов подмодуляции, в.т.ч. драйверов на ВЧ-ключи. Тогда они не додумались это назвать Е-классом.

пока мы тут мыслим считанными кВт)))

sergsib
я ссылался на книжку 1987года, издание восточно-украинское НИИ, она у меня в Германии осталась.
Понятно. Наверно и у нас в тех. библиотеке была такая.
Вот бытовая конструкция Е и D классы
Но слабенькая, совсем.
Как я понимаю, можно транзисторы применять намного круче ,чем у автора?
В железе ее видел, готовы были продать, но я еще подумал и отказался, в основном из-за перспективы городить хорошую антенну в многоэтажном доме.

тут есть огромная разница 1кВт или 500кВт
Да уж. Но наполнить СВ передатчиками в 100Вт-1кВт-10кВт думаю можно, примерно как в США. При этом будет не так сложно технически и в обслуживании

Но слабенькая, совсем.

Можно брать под повторение такой вариант на недорогих транзисторах, хорошо описан:
https://vk3hn.wordpress.com/2019/04/25/160m-100w-class-e-am-transmitter-fat5/

Только модулятор там на биполярниках - не самое "холодное" решение.

На радиорубке есть разные схемы. Вот например на карбиде кремния:

wazzoo
Пусть имеется источник синусоидального напряжения с внутренним сопротивлением 1 Ом. Если мы к нему прицепим в нагрузку 1 Ом, то половина мощности останется внутри источника и будет его греть, вторая половина мощности уйдëт в нагрузку 1 Ом. Согласны?
Далее: ставим на выходе источника повышающий трансформатор, такой, чтобы после трансформатора получилось активное сопротивление, равное 50 Ом. Для этого нужен трансформатор с соотношением витков 1:√50, возьмëм идеальный для упрощения расчета. Грузим выход трансформатора на резистор 50 Ом. Получаем полное согласование, выходное 50 Ом, нагрузка 50 Ом. Что получается с мощностями на нагрузке и на внутреннем сопротивлени источника? Они будут равны. Не согласны? Давайте посчитаем. Ток на входе такого трансформатора будет больше, чем на выходе в √50/1. Таково уж свойство трансформаторов, во сколько раз увеличивает напряжение, во столько же уменьшает ток. Примем ток на входе трансформатора за 1, тогда ток на его выходе 1/√50. Мощность, выделяемая на внутреннем сопротивлении источника Pвнутр=R•I²=1•1² =1. Мощность на сопротивлении нагрузки Pн=Rн•I²н= 50•(1/√50)²=1. Таким образом половина мощности как оставалась внутри источника, так и остаëтся с применением повышающего трансформатора, обеспечивающего согласование полное, как многие здесь любят. Как видите в реальности никакого 50 Ом внутри источника нет, а половина мощности там осталась.
Если и теперь вы не согласны, то я сдаюсь. Доказать вам что-либо не представляется возможным.

Mihaill
Михаил, мы говорим о конкретных ваших утверждениях. Я проиллюстрировал их задачкой. Вы её решите вначале - там простейшие два вопроса.

И основной момент. Почему вы считаете, что передатчик является источником энергии? Это ошибка, на которой вы строите свои рассуждения и на которой формируются ваши заблуждения. Передатчик лишь преобразует частоту и амплитуду.

Сопутствующий вопрос. Как "выходное сопротивление" передатчика (о котором вы исходно писали) у вас превращается во "внутренне сопротивление источника" (в вашей очередной иллюстрации задачки с батарейками) - почему вы их отождествляете?

Mihaill
Вы всегда сводите схему к согласованию внутренного сопротивления передатчика к сопротивлению нагрузки. Можно для этого ставить то трансформатор , то LC-схемы, суть не меняет. Но это изначально не правильный заход в решение задачи. Не нужно путать согласование и получением лучшего системного КПД, это 2 разные задачи.

Для расъяснения:
СОГЛАСОВАНИЕ применяют в случай, когда нужно из натурального источника, имеющего некоторое внутреннее сопротивление, изъять максимальную энергию/мощность и её передать в нагрузку. Математика простая, легко найти в книгах. Суть в том, что при условии Rвнут = Rнагр источник ЭДС отдаёт максимальную мощность, больше не удастся "высасывать" изменив Rнагр. В лучшем случае системный КПД равно 50%. Но это вполне устраивает например при приёме слабых сигналов, так как в таком режиме приёмнику достанется максимально получаемая энергия/мощность к входу.

Если (ради простого расчёта) иметь передатчик с внутренним сопротивлением 50 Ом и к нему подключать нагрузку 4,95 кОм, тогда ток в цепи один, а напряжения 1:50. Таким образом нагрузка получает 95% энергии и на внутреннем сжигается 5% энергии/мощности. При этом источник ЭДС в передатчике вырабатывает 100% и их отдаст в оба сопротивления. То есть системный КПД в этом режиме равно 95%. Однако сама мощность от источника ЭДС намного меньше, чем при случае нагрузки 50 Ом, когда ток был бы в 50 раз больше.

Совершенно верно, что аггрегаты энергетики работают далеко от режима согласования, как и передатчики. Не стоит задача согласования внутреннего сопротивления генерирующего прибора с нагрузкой, потому что нужен системный КПД.

Не верите? Ваш посёлок питается от трансформатора с номнальной мощностью 200 кВт на шильдике написано. Это он может выдать 200 кВт в посёлок без нарушения сетевых параметров по ГОСТу. А тут вдруг вырубают газ, на улице -40С и ветер. Что народ делает? Правильно, врубает теплопушки. И нагружает трансформатор на 600 кВт? (допустим, давно предохранитель заменили толстым проводом))) и тем самым постепенно переводят трансформаторную станцию из режима питания с высоким КПД в режим согласования. Трансформатор начинает греться, но героически отдаст 600 кВт. При этом сам греется на 600 кВт (образно) и из электростанции прилети всем счёт на 1200 кВт(!!!), а не на взятые 600 кВт для теплопушек. КПД равно 50%.
Когда всё идёт штатно, посёлок берёт 200 кВт и в трансформаторе греют 20 кВт, счёт нужно платить на 220 кВт. КПД равно около 90%.

То есть, чтобы впихать в нагрузку энергию/мощность с высоким КПД нужно держаться по дальше от согласования. А если нам КПД "до лампочки", а нужен максимальный энергетический результат, переводим систему в согласование и врубаем теплопушки, пока передатчик = трансформаторная станция не откажет.

Думаю, тепер стало ясно, что высокий КПД и согласование - это разные режимы с разной постановкой задачи.

большое заблуждение идёт с того, что изготовители передатчиков/трансиверов заявляют о выходном сопротивлении 50 Ом передатчика. Это неграмотное заявление.
Никогда такого не видел. Указывают обычно или нагрузку или вообще тип выходного разьема в дюймах.
Причем, если и пишут 50-150-300ом на разьемах и клеммах, то это уже после устройств сложения мощности, фильтрации или согласования (ВКС)
Rвых пишут на наших ВЧ генераторах, там действительно 50Ом.

Только модулятор там на биполярниках - не самое "холодное" решение.
Вот такие транзисторы есть
Они наполовину раненые с ТВ передатчиков, но зато еше с Франции.

sergsib
имел ввиду всякие аматерские передатчики, там заявить 50 Ом дело обязательное и оттуда идут кривые мысли.

Radio Caroline сегодня удивляет, будто портал открылся на туманный Альбион)
"Малахит"+ MLA-30 в комнате.

[Видео YouTube - нажмите для просмотра]

SVK
у Вас то плюнуть два метра до станции каролайн)
Вот так смогла бы плюнуть и СВ-станция Калининград до Берлина, но предпочитает молчать.

СВ на южном Урале тоже открыли портал. В Иран. Ночью почти все частоты были заняты. Нет Румынии.
ДВ глухо было ночью из Урала в Европу, вернее, наоборот.

Хайо, оно так, но для 4 кВт и 1300 км расстояние приличное, тем более с уровнем за девятку.
Я не мониторю постоянно, но до этого либо гораздо хуже принималось, либо совсем не доставало. Возможно раньше не проверял в такое время.
[Видео YouTube - нажмите для просмотра]
[Видео YouTube - нажмите для просмотра]

SVK
А на Murski Val (648 кгц) у вас не открыт портал?)))

Rock-n-roller63, я его захлопываю, как и SBA Radio Riyadh, когда нужна англичанка)))
[Видео YouTube - нажмите для просмотра]

Да, Caroline очень хорошо слышно для 4 кВт и довольно большого расстояния. На рамку AN-200 в Подмосковье часто такой сигнал. А какие басы Деген выдаёт (особенно на 25 сек.)!

Mihaill
Если и теперь вы не согласны, то я сдаюсь. Доказать вам что-либо не представляется возможным.
После того, как Иван (wazzoo) "доказал" мне, что качество приёма не зависит от длины и величины (напр. диаметра рамки) антенны, я уже ничему у него не удивляюсь. У Лобачевского, вон, параллельные прямые пересеклись : )

Edd
После того, как Иван (wazzoo) "доказал" мне, что качество приёма не зависит от длины и величины (напр. диаметра рамки) антенн
Да ладно. Не верю. Где такое было?
Может, wazzoo что-то другое доказывал?

КВ DSP радиоприёмник "Белка" - Страница 191

Вы удлинили антенну и уровень сигнала вырос в 2 раза. Но и уровень шума так же вырастет в 2 раза. А их отношение не изменится.
Чем длиннее антенна (не вертикал), тем уже ДН
Нет. Чем длиннее антенна, тем она длиннее - больше ничего сказать тут нельзя Ну и т. д.

Edd
От диаметра рамки, в моëм представлении, диаграмма направленности не зависит, как была восьмëркой, такой же и останется. От маленькой сигнал будет меньше, но если его достачно для того, чтобы полка эфирных шумов оказалась выше собственных шумов приëмника, то, вероятно, увеличение диаметра рамки приëм не улучшит, отношение сигнал/шум от этого практически не увеличится.

Эдуард, можете высечь в граните и повесить себе вот эту напоминалку от меня:
С/ш зависит от ДН и КНД. От длины антенны (уровня сигналов с неё, КУ) не зависит никак.

Ваша бытовая логика "длиннее - лучше" в мире антенн не работает.

Не понятно, на что вы обижаетесь - я вам пытался пояснить, что все не так просто, и антенна, меньшая в разы например веревки, может давать лучше прием за счет лучшего КНД - имея при этом уровни сигнала в десятки раз ниже.


С передатчиком, надеюсь, Михаил разберется. Передатчик - не источник. Он - такой же преобразователь, как к примеру трансформатор или LC-цепь. Он расходует (преобразует в тепло и излучение) часть энергии в процессе преобразования - но не вырабатывает её.

Ну и "выходное сопротивление" - это совсем другая характеристика, чем "внутреннее сопротивление".