マスキシステム(有)

　　　　　中電力パワーアンプ　　　　　　　　

＋２０ｄＢｍ〜５Ｗ程度までの広帯域ＲＦパワーアンプの設計手法

回路構成は　シングルアンプとします

４０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ　　　２Ｗ−ＡＭＰ

設計手順

�@　電源電圧　電流設定

　　Ａクラスの場合　出力電力効率は最大でも５０％です　マージンを含め決定します

　　よって　取り出したいＲＦ最大電力の２倍以上のＤＣ電力を供給します

　　予め加えているＤＣ消費電力により　ＲＦ信号の供給能力が決まります

　　電源電圧　３０Ｖで　最大出力１０Ｗのアンプを設計するには

　　Ｉ　＝　１０　ｘ　２　÷　３０　＝　０．６７Ａ

　　この値の電流以上が流れる様　ゲート（ベース）のバイアス電圧を決定します

�A　負荷抵抗値の決定

　　デバイス側から見た　負荷側のインピーダンス（抵抗値）を決めます

　　決定方法

　　ＤＣ供給がチョークコイルや共振回路の場合は　ＤＣ電圧を中心に　０ｖ〜ＤＣｖ　ｘ２

　　までピーク電圧が振幅しますので　高周波電圧の実効値は　その電圧に

　　ルート２値（　÷１．４１４）となります

　　例　ＤＣ電圧＝２５ｖ　　所要ＭＡＸパワー　１０ｗ　　時

　　ＤＣ供給電力は効率５０％なので　供給能力２０ｗで計算します

　　

　　ＲＦ電圧実効値　＝　２５÷１．４１４　＝１７．７ｖ

　　トータル負荷抵抗値　＝　Ｅ　ｘ　Ｅ　／　Ｐ　＝　１７．７　ｘ　１７．７　／　２０

　　　　　　　　　　　　　　　＝　１５．６　Ω

　　これを　内部抵抗と実負荷抵抗に振り分けます

　　最大効率条件は　デバイスの内部抵抗と負荷抵抗が　１：１　の時です

　　実負荷抵抗を　７．８　／２　＝　７．８５Ω　　とします

�B　正規負荷　５０Ωへの変換

　　デバイスの出力インピーダンスは通常　純抵抗値＋並列容量　です

　　Ｌ、Ｃや伝送線路　の組み合わせで　５０Ωに変換しますが

　　広帯域の場合は　小分けに移動させないと　広帯域に出来ません

　　１段当たり　おおよそ　１．５倍位の変換が目安でしょうか

　　変換率が大きい場合　広帯域化には　１２．５Ω：５０Ωの１：４バランが使えます

　　１０Ｗ以上のアンプの作成時は　１２．５Ωより低い負荷抵抗となり　変換比が大きく

　　なり　広帯域化が難しくなりますので　プッシュプル構成にします　（大電力アンプ参照）

�C　入力側マッチング

　　入力側のマッチングはインピーダンスも低く、浮遊容量が大きいのが普通で

　　結構大変です　ＬＣでのインピーダンス変換は　出力側と同様　１段当たり　

　　１．５倍程度を目安に段数を決めます

　　勿論　入力側もバランの使用が設計が容易となります

�D　電源電圧の考察

　　所要パワーが大きくなるほど　デバイス接続部から見た負荷のインピーダンスは

　　小さくしないと必要パワーが取り出せません

　　いくら小さくしても　出力端子には５０Ωまで変換して持ち上げる必要が有ります

　　下げたインピーダンスを　広帯域で持ち上げるのはかなり大変です

　　大きい出力を取り出すのに　出力インピーダンスを下げずに済ますには

　　電源電圧を高くすることで回避出来ます

　　又　プッシュプル構成にすることでも　インピーダンスを下げなくて済みます

�E　目的性能確認後のチェック項目

　　大きい電力でのアンプは　発振し易く　発振すると予期せぬ大電力信号が出力され

　　接続している機器を壊したり　自身のデバイスが破壊されたりします

　　条件を変えて　発振しないことの確認が必要です

　　Ａ．　電源電圧　０Ｖ　〜　基準電圧＋α　を変えて不具合を起こさないか確認

　　Ｂ．　出力端子　オープン／ショート　さらに　容量負荷（バリコン）による可変

　　Ｃ．　入力信号の有り無し　及び　レベル変更　

　　　　　　　　　上記の　組み合わせも含め念入りに調査します