一个12W电源的5W发射器如何驱动50欧姆？

因此，假设您有一个电路，该电路会在某个频率（假设为27MHz）上生成载波，并且将其连接到50欧姆的虚拟负载（我收集的负载相当于用于电路分析目的的天线）。它由12V稳压电源供电。

因此，想象一下载波为12伏峰峰值，即4.242伏RMS。根据公式，得出的功率输出约为0.36W。即使不考虑平均功率，12V到50是2.88W。波形的峰值实际上是6V，在50欧姆时仅为0.72W。$P = (V_{rms})^2/R$$\Omega$

那么在12V（给定或几伏特）的电源下，这些输出功率等于或大于5W的电路又如何呢？

• http://www.rason.org/Projects/transmit/transmit.pdf（此人报告说，建造时输出实际上超过7W）

• http://www.radanpro.com/Radan2400/Transmitter/5-Watt%20Transmitter%20by%20SM0VPO.htm

如果要在50欧姆负载中平均输出5W，则需要将近45V的峰值电压。对于100W，您需要一个峰峰值为200V的信号！我以某种方式怀疑人们是否以如此高的电压为收音机供电。

我不明白的是，在固定负载和固定电源电压的情况下，如何从电路中获取更多功率。即使您的放大器可以提供100A的电流，I = V / R；欧姆定律说，采用12V电源时，即使在峰值时，它也只能提供0.12A电流，而负载的功耗为0.72W。

我认为可以以某种方式使用升压变压器将电压增加到必要的水平，将原边上的电流交换为副边上的电压，但是上面的电路都没有这样做。除此之外，世界上所有的阻抗匹配网络都不会在该负载上为您提供更多的电压。

我解释的所有内容很可能都是错误的，这就是我解释它的原因。请帮助我理清我的概念误解:)

所有这些的关键是“阻抗匹配”。您需要放大器以为它正在驱动低阻抗（因此它可以从5 V电源提供大量电流，从而产生大量功率）。然后，您需要“神奇地”转换这些电流，以在更高的电压下驱动50欧姆。

这是通过阻抗匹配网络完成的。当写下控制网络的方程式时，它需要看起来（在感兴趣的频率上-这些东西必须调整才能工作）就像输入端的低阻抗和输出端的高（50 ohm）阻抗一样。

实现阻抗匹配的方法有很多：如果您的输入阻抗为5 ohm，并且想要在27 MHz时匹配至50 ohm的输出阻抗，则可以使用简单的LC电路

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

通过使用http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/jwmatcher/matcher2.html并输入适当的参数来“计算” 该代码。

此处发生的是电源上的交流电压（具有阻抗R1）将电流驱动到谐振LC电路中。由于它们是串联开关的，因此它们看起来像是低阻抗-但实际上，在输出端可以实现的电压摆幅非常高-远高于输入电压。将C1的阻抗写为Z1（= 1 / jwC），将L1的阻抗写为Z2（jwL），您可以看到它们可以组合起来：

串联的R1和Z1： 并联的R2和Z2：X 2 = R 2 ∗ Z 2 /（R 2 + Z 2$X_1 = R_1 + Z_1$
$X_2 = R_2 * Z_2 / (R_2 + Z_2)$

现在输入电压被分压，因此输出电压为

$V_{out}/V_{in} = X_2 / (X_1 + X_2)$

$$\begin{align} &= \frac{(R_2 * j \omega L)}{(R_2 + j \omega L) (R_1 + \frac{1}{j \omega C} + \frac{R_2 * j \omega L}{R_2 + j \omega L})}\\ &= \frac{R_2 * j \omega L} {(R_1 + \frac{1}{j \omega C})(R_2 + j \omega L) + R_2 * j \omega L}\\ &= \frac{R_2 * j \omega L}{R_1R_2 + j(R_1 \omega L - \frac{R_2}{\omega C}) - \frac{L}{C}) + R_2 * j \omega L}\\ &= \frac{R_2 * j \omega L}{R_1R_2 - \frac{L}{C} + j(R_1\omega L - \frac{R_2}{\omega C} + R_2 \omega L)}\\ \end{align}$$

现在底部的虚数项在

$R_1 \omega L = R_2 (\omega L - \frac{1}{\omega C})$

要么

$\frac{R_1}{R_2} = 1 - \frac{1}{\omega ^2 LC}$

如果R1为零并且，则几乎可以将任何电压驱动到R2，而无需在输入端产生电压-因为通过C1的电流与流入的电流完全匹配L1 但是电流的那些变化确实会在L1两端产生电压，从而在R2两端产生电压。这完全与串联LC电路在谐振时看起来阻抗低得多有关-端电压的变化小于L和C之间的电压。$\omega = \sqrt{\frac{1}{LC}}$

上面的链接为您提供了许多替代电路，它们将执行相同的操作-但最终，对于一个高效的发射机，您希望在感兴趣的频率下具有真实的阻抗（无反射）-匹配电路几乎可以为您实现这一目标任何阻抗（当然，具有正确的元件值）。

如果您看任何一个原理图，到处都有电感。有许多不使用变压器而产生较高电压的方法。确实，看看汽车中使用的火花线圈。您通过建立电流然后中断电流来产生巨大的电压，并且该设备是“无变压器的”。这些电路以不同的方式工作，但是随着电流变化而升压的核心思想适用于这两种情况。“强大的麦克”（第一链路）与耦合的“ Pi”和“ T”链的电容器谐振。Lythal设计（第二个链接）也具有谐振，但带有变压器，它甚至指出不要使用铁氧体磁芯（有损耗），并且会抑制谐振。

驱动器晶体管的输出阻抗可能非常低。因此，射频放大器会消耗大量电流。说一个半安培，在12V时约为6瓦。看起来像24欧姆。然后，通过变压器使天线处的阻抗匹配至50欧姆。电压较高，电流较低，但功率仍然相同。

首先，您的电压计算错误。当12V电源通过变压器或电感器时，中点电压为12VDC，最大电压摆幅为24Vpp。因此，它实际上在50Ω时产生的功率是您计算出的4倍。

正确的做法是，将5W rms正弦波置于50Ω时，几乎需要45vpp。如果最终放大器输出仅为24Vpp，则需要升压变压器或其他无损耗阻抗匹配电路。为了增加电压，输出阻抗仅必须高于输入阻抗。