A Design egy 40W szélessávú VHF RF erősítő FM adás

Bevezetés

Milyen ez a kialakítás a

Az alacsony teljesítményű FM sugárzási sávú gerjesztők kimenő teljesítményének növelése érdekében ezek közül számos kereskedelmi forgalomban kapható, mind készletként, mind készen. Lát Hogyan kell egy közösségi rádió állomás A linkeket az értékelés néhány a legnépszerűbb exciters.

Ki ez a design?

• Azok, akik ismerik a RF elektronikai és mechanikai konstrukciós technikák
• Akik már sikeresen elkészítették és tesztelték a VHF teljesítményű (> 10W) ​​erősítőket

Referenciaként lásd Bevezetés a közösségi rádió állomás Electronics

Az alábbi vizsgálati berendezés kell hangolni az erősítő:

• Stabilizált jelenlegi korlátozott tápfeszültség (+ 28V, 3A)
• Multiméter, és 3A vagy nagyobb áram tartomány
• 50W VHF Dummy betöltése
• RF Power Meter
• FM gerjesztő, kb. 26 - 27 dBm kimeneti teljesítmény
• RF Spectrum analizátor
• RF hálózat analizátor vagy spektrumanalizátor követés generátor
• RF teljesítmény csillapító

Ez a kialakítás NEM alkalmas kezdőknek és VHF RF kezdőknek. Ezeknek az embereknek a következő kockázatai vannak:

• Termál és RF ég
• Áramütés
• Megsemmisítése drága RF alkatrészek és vizsgálati berendezések
• A nem kívánt hamis RF sugárzás, ami interferenciát a többi felhasználó az elektromágneses spektrum, így kockáztatva egy látogatás az állam, és az ebből következő kockázatát berendezések elkobzás, a bírságok, és esetleg börtönbüntetésre ítélték.
• A nagy stressz és a frusztráció.

Miért ez a design van szükség

Úgy gondolom, hogy az interneten elérhető FM műsorszóró berendezések sémáinak és formatervezésének túlnyomó többsége messze nem kielégítő. Nézd az én tanácsot az épület a tervek a weben. Különösen a VHF RF erősítőkről elérhető információk még kétségbeesettebbek, például olyan eszközök dinoszauruszait használó tervek, mint a TP9380. Ez a kialakítás egy új MOSFET eszközön alapszik, a vele járó előnyökkel

• nagy nyereség
• magas hatásfok
• könnyű tuning

Látva, hogy az interneten a legtöbb dizájn meghaladja a 10 évet, egy nemrégiben bevezetett eszköz használatával maximalizálni kell a tervezés hasznos élettartamát. Ezt a konstrukciót járműként is használom annak bemutatásához, hogy mennyi információ szükséges ahhoz, hogy egy harmadik fél, aki nem rendelkezik gondolatolvasási készségekkel, sikeresen megépíti ezt az erősítőt. A lényeg a következő: ha az ember kellően képzett és tapasztalt ahhoz, hogy a szűkös tervezési információkból valamit építsen, például csak vázlatot, akkor ugyanúgy képes felépíteni semmilyen információ nélkül. Ezzel szemben egy olyan személynek, akinek nincs ez a képessége és tapasztalata, részletes utasításokra lesz szüksége a sikerhez.

---

Tervezési eljárás

Az erősítő tervezés alapja a nemrég bemutatott (1998) Motorola MRF171A MOSFET (MRF171A adatlap in PDF formátumban).Ne tévesszük össze a régebbi, már megszűnt, MRF171 eszköz.  Január 2002 - Motorola megváltoztatja az RF teljesítmény eszköz termékpalettája több oftern, mint néhány ember változtatni underparts. Úgy néz ki, mint a Motorola, hogy rakodni az eszközt az M / A-Com.

Számítógépes szimuláció

A kezdeti megvalósíthatóságot lineáris RF és mikrohullámú szimulációs csomag, különösen a Supercompact segítségével hajtottuk végre. A használt verzió a 6.0 volt, amit őszintén szólva pisi-szegény szoftvernek tartok, és egyáltalán nem ajánlom. Ehhez az eszközhöz a Motorola S paramétereket és nagy jelű egyvégű impedanciákat biztosít. Az S paramétereket 0.5 A nyugalmi lefolyó áramnál mérik, ami előrelépést jelent az eszköz jellemzésében, mivel hagyományosan az S paramétereket meglehetősen alacsony lefolyási áramoknál szokták mérni. Míg ez a kis jelű eszközök esetében kielégítő, a kis lefolyási áramoknál mért S paraméterek használata korlátozott az erősítő kialakításához. 

Míg a 0.5 A-nál mért S paraméter információ hasznos tervezési kiindulópontot jelenthetett, úgy döntöttem, hogy a tervezést az egyvégű nagyjelű impedanciákra alapozom. Ezeket a készülék gyártója úgy méri, hogy a készüléket a teszt teljesítményének legjobb teljesítményére hangolja egy általános vizsgálati eszközön. Ezután a teszteszközt eltávolítjuk, és egy vektorhálózati analizátorral mérjük a komplex impedanciát, amely visszatekint a megfelelő hálózatba, miközben ezeket 50 R-rel leállítjuk. Ezt az eljárást a bemeneti és a kimeneti illesztési hálózatokra hajtjuk végre. A nagyméretű jelimpedancia-adatok előnye, hogy azok a tényleges kimeneti teljesítményen mérhetők, amelyet az eszköznek terveztek létrehozni, és mint ilyenek reprezentatívabbak a teljesítményerősítő-forgatókönyvben. Ne feledje, hogy a nagy, egyetlen impedancia csak információt szolgáltat a bemeneti és kimeneti illesztési hálózat szintetizálásához, és nem nyújt információt a kapott erősítő várható erősítéséről, hatékonyságáról, zajteljesítményéről (ha releváns) vagy stabilitásáról.

Ezt a fájlt használják, hogy szintetizálja a bemeneti hálózat.

* Mrf171i1.ckt, A fájl neve

* változó definíciós blokk, az első érték a minimálisan megengedett érték, * a harmadik a maximálisan megengedett érték, a középső változó

C1:? 1PF 30.2596PF 120PF? C2:? 1PF 21.8507PF 120PF? L1:? 1NH 72.7228NH 80NH? C3:? 1PF 179.765PF 180PF? L2:? 1NH 30.4466NH 80NH? BLK; Áramkör-hálósapka 1 2 c = c1-kupak 2 0 c = c2 ind 2 3 l = l1-kupak 3 0 c = c3 ind 3 9 l = l2 res 9 0 r = 33; kapu-előfeszített betápláló ellenállás 9 mrf171ip; referencia 1 port adat IPNET: 1POR 1; hozzon létre egy új 1 portos hálózatot VÉGE FREQ LÉPÉS 88MHZ 108MHZ 1MHZ END OPT

* Az optimalizálás vezérlő nyilatkozata a szimulátornak azt mondja, hogy optimalizáljon * 88 és 108 MHz között, és hogy a bemeneti visszatérési veszteség jobb legyen, mint * -24 dB

   IPNET R1 = 50 F = 88 MHz, 108 MHz, MS11 -24DB LT

VÉGE ADATOK

* Határozzon meg egy egy portos hálózatot, az mrf171ip nevet, a nagy jel * sorozatnak megfelelő komplex impedanciákra hivatkozva. Ezek az adatok 4 * frekvenciaponton érhetők el

* Adja meg a Z paraméterinformációkat, valós és képzeletbeli formátumot, * a referenciaimpedancia 1 Ohm

   mrf171ip: Z RI RREF = 1 * MRF171A Z FORRÁS 30MHZ 12.8 -3.6 100MHZ 3.1 -11.6 150MHZ 2.0 -6.5 200MHZ 2.2 -6.0 VÉGE

Természetesen a szimulátor használata nem nyújt segítséget az áramkör topológiájának kiválasztásában, sem a hálózati komponensek kiindulási értékeit. Ezek az információk a tervezési tapasztalatokból származnak. Minden optimalizálási értéket maximumok és minimumok korlátoztak, hogy a kapott hálózat megvalósítható legyen.

Kezdetben egy 3 pólusú illesztési hálózatot próbáltak ki, ez nem volt képes a kellően széles sávú egyezés biztosítására a 20 MHz-en. Az 5 pólusú áramkör használata lehetővé tette az optimalizálási cél elérését. Ne feledje, hogy a 33R kapu torzítása benne van a szimulációban, mivel ez segíti a bemeneti hálózat kiküszöbölését és javítja a végső erősítő stabilitását.

Hasonló eljárást hajtottak végre a kimeneti hálózaton is. Ebben a szimulációban a lefolyó betáplálása bekerült a szimulációba. Jóllehet, ennek a fojtószelepnek az értéke nem kritikus, de ha túl nagy lesz a stabilitás, akkor ha túl kicsi, akkor a kimeneti illesztési hálózat részévé válik, ami ebben az esetben nem volt kívánatos .

Component lehetőségek

Mivel a bemeneti teljesítmény csak fél watt, szabványos kerámia kondenzátorokat és trimmereket használtak a bemeneti illesztési áramkörben. L1 és L2 (lásd sematikus) sokkal kisebbre tehették volna, de nagyokat tartottak a kimeneti hálózatban használt induktorokkal való összhang érdekében. A kimeneti hálózaton csillámfém borítású kondenzátorokat és csillám kompressziós trimmereket használtak az energia kezelésére és az alkatrészek veszteségének minimálisra csökkentésére. Az L3 szélessávú fojtószelep némi veszteséges reaktanciát biztosít alacsonyabb frekvenciákon, a C8 gondoskodik az AF (audiofrekvencia) leválasztásáról.

Az N-csatornás MOSFET fejlesztési mód (a pozitív feszültség a készüléket vezetéssé torzítja) azt jelenti, hogy az előfeszítő áramkör egyszerű. Egy potenciálelosztó levezeti a szükséges feszültséget egy alacsony feszültségről, amelyet egy 5.6 V-os zenerdióda stabilizál. A második 5.6 V-os zener, a D2, elővigyázatosságból van felszerelve annak biztosítására, hogy a túlzott feszültség ne kerüljön a FET kapujára, ez minden bizonnyal a készülék megsemmisülését eredményezné. A puristák hőmérsékleten stabilizálnák az előfeszítő áramot, de mivel az elfogultság nem kritikus ebben az alkalmazásban, ezt nem zavarták.

BNC aljzatot használtak az RF bemenethez, az alacsony RF bemeneti teljesítmény miatt. N típust használtam az RF kimenethez, kb. 5 W felett nem használok BNC-t, és nem szeretem az UHF stílusú csatlakozókat. Személy szerint nem javaslom az UHF csatlakozók használatát 30 MHz felett.

---

Építés

Az erősítőt egy kis alumínium öntvénydobozba építették. Az RF bemeneti és kimeneti csatlakozásokat koaxiális foglalatok hozzák létre. Az áramellátást egy kerámia átvezető kondenzátoron keresztül vezetik, amely a doboz falába van csavarozva. Ez a konstrukciós technika kiváló árnyékolást eredményez, megakadályozva az RF sugárzás elszökését az erősítőből. Enélkül jelentős mennyiségű rádiófrekvenciás sugárzás lehetne sugározva, zavarva az egyéb érzékeny áramköröket, például a VCO-kat és az audio fokozatokat, valamint jelentős mennyiségű harmonikus sugárzás is előfordulhat. 

A tápegység alapja az öntvénydoboz padlójának kivágásán keresztül helyezkedik el, és közvetlenül egy kis extrudált alumínium hűtőbordára van csavarozva. Alternatív megoldásként az elektromos készülék alapja az öntvény doboz padlóján ülne. Ez két okból nem ajánlott, mindkettő a FET hőhatásának hatékony útjának biztosításával kapcsolatos. Először is az öntvény doboz padlója nem különösebben sima, ami rossz hőpályát eredményez. Másodszor, ha az öntvény doboz padlója a hőútban van, több mechanikai interfész és ezáltal nagyobb hőállóság jön létre. A választott konstrukciós technika további előnye, hogy helyesen illeszti az eszköz vezetékeit az áramköri kártya felső felületéhez.

A megadott hűtőborda használatához kényszerített léghűtést (ventilátort) kell használni. Ha nem kíván ventilátort használni, akkor sokkal nagyobb hűtőbordára lesz szükség, és az erősítőt függőlegesen kell elhelyezni a hűtőbordával, hogy a természetes konvekció révén maximalizálja a hűtést.

Az áramköri lap üvegszálas NYÁK (nyomtatott áramköri lap) darabból áll, mindkét oldalán 1oz Cu (réz) bevonattal. A Wainwright-ot használtam az áramköri csomópontok kialakításához - ez alapvetően ónozott egyoldalas NYÁK-anyag öntapadó bitjei, méretre vágva egy jókora pár oldalvágóval. Könnyű alternatíva az 1.6 mm vastag egyoldalas NYÁK-anyag darabjainak használata, méretre vágva, majd ónozva. Ezeket ciánakrilát típusú ragasztóval (pl. Szuperragasztó vagy Tak-pak  FEC 537-044). Ez a konstrukciós módszer azt eredményezi, hogy a NYÁK felső oldala kiváló talajsík. Az egyetlen kivétel ez alól a két párna a FET kapujához és lefolyójához. Ezeket úgy hozták létre, hogy egy éles szikével gondosan pontozták meg a réz felső rétegét, majd egy finompontú forrasztópáka hegyének és a szikének a segítségével eltávolították a rézrészeket. A vascsúcs végigfuttatása az elszigetelt rézdarabon meglazítja a ragasztót, hogy a Cu lehúzható legyen a szikével. Az így létrehozott kapupárna jól látható a fénykép a prototípus

Miután elkészítettem a NYÁK-ban lévő nyílást, hogy a tápegység alja átférjen, rézszalagot tekertem a résen, hogy csatlakozzam a felső és az alsó síkhoz. Ez két helyen történt, a forrásfülek alatt. A rézszalagot ezután felül és alul forrasztották.

Lát fénykép a javasolt alkatrészpozíciókhoz. A burkolattól jobbra található függőleges képernyő kétoldalas NYÁK-anyag darab, amelyet mindkét oldalon a felső talajsíkhoz forrasztanak. Ez egy kísérlet a végső harmonikus elutasítás javítására azáltal, hogy csökkenti a kimeneti egyezést alkotó induktorok és az LPF-et alkotó induktorok közötti kapcsolást. Az ilyen típusú forrasztási feladatok elvégzéséhez 60 W vagy nagyobb forrasztópáka szükséges - lehetőleg szabályozott hőmérsékletű. Ez a vas túlságosan felül lesz a kisebb alkatrészeknél, így kisebb vasra is szükség lesz.

Mint alább, az LPF tekercsek vannak forrasztva közvetlenül a füleket a fém öltözött kondenzátorok.

Javasolt durva és kész Construction eljárás

1. Vágja ki egy darab kétoldalas PCB anyag az alaplap (kb. 100 x 85mm)
2. Készítse el a FET rekeszét a fúrók és fájlok kiválasztásával. Használja a FET-et sablonként, ha szükséges, de ne robbantsa fel statikusan. Győződjön meg róla, hogy a jobb oldali csatornába kerül.
3. Drill hat lyuk a PCB, ezek, hogy tartsa a PCB a fröccsöntött doboz
4. Helyezze a PCB a dobozban, és a lyukakat a PCB fúrni a doboz
5. Ideiglenesen csavarja a PCB a dobozba
6. A doboz alatt találja meg, hová kerül a hűtőborda. A készüléknek a hűtőborda közepe felé kell kerülnie. Vagy fúrjon át még néhány lyukat az egész tételen, majd használja újra a meglévő NYÁK / doboz furatokat, és nyújtsa ezeket lefelé a hűtőbordán keresztül. Ideiglenesen csavarozza a hűtőbordát a NYÁK / doboz szerelvényhez. Amikor belenéz a doboz tetejébe, látnia kell egy darab hűtőbordát, amely akkora, mint a FET alapja.
7. Rig magad valami statikus védelmet (ha van egy régi felnagyított eszköz vagy a bipoláris eszköz ugyanabban a csomagban akkor nem kell bajlódni a), és vidd a készüléket a nyílás a fórumon.
8. A FET, hogy megadod a központja pozíciókat a "szerelési lyukak
9. Vigyen újra mindent bitekre. Tegyen két lyukat a hűtőbordába a FET számára
10. Fúrja ki a lyukakat a két vége a doboz az RF csatlakozók és az átvezetés kondenzátor
11. Ónozzuk a nyomtatott áramköri lapot, felül és alul, egy nagy vasalóval. Csak annyi forrasztót használjon, hogy sima legyen a vége, de ne legyen túl sok ahhoz, hogy megemelje a forrasztási területeket, különösen az alján, mivel ezek megakadályozzák, hogy a NYÁK laposan üljön a doboz padlóján.
12. Hozza létre a két sziget a FET kapu és a csatorna, ahogy az a fenti bekezdésben
13. Solder réz szalag között alsó és felső arcát PCB alatt, ahol a forrás fülek lesz
14. Hozza létre a PCB-szigetek, ón őket, tartsa őket a PCB a fénykép mint egy útmutató
15. Létrehozása és kitöltse a képernyőt az erősítő és a LPF területek
16. Fit összes megmaradó komponensek NYÁK, azzal a kivétellel, hogy a FET
17. Helyezze a PCB a doboz és a hűtőborda
18. Helyezze a és csatlakoztassa, és az RF csatlakozó és az átvezető kondenzátor
19. Ismét antisztatikus óvintézkedéseket alkalmazva, vigye fel a lehető legvékonyabb, hőátadó paszta folyamatos filmet a FET aljára. Ezt kényelmesen meg lehet csinálni egy fából készült koktélrúddal
20. Hajlítsa fel a FET minden vezetékének utolsó 2 mm-ét. Ez sokkal könnyebb lesz eltávolítani, ha erre szükség van
21. Csavarja a FET-et a hűtőbordára. Túl laza, a készülék túlmelegedni fog, túl szorosan, és torzítja a készülék peremét, és ismét túlmelegedik. Ha rendelkezik nyomaték csavarhúzóval, keresse meg az ajánlott nyomatékot, és használja azt. 
22. Ha jól értette az utasításokat, az eszköz fülei töredékesen a NYÁK fölé kerülnek. Forrasztja be a FET-et a nagy vasalóval, először a forrásokkal, majd a lefolyóval, végül a kapuval. Lehet, hogy a FET illesztése közben le kell választania az L4 és az L5 elemeket, de ne válassza le az R3-at, mivel ez statikus védelmet nyújt az eszköz számára.

Vázlatos

Parts List

Megjegyzések

1. Farnell Part számok az útmutató csak - más egyenértékű alkatrész helyettesíthető.
2. Metal öltözött kondenzátorok vagy Semco MCM sorozat, Unelco J101 sorozat, Underwood, ill Arco MCJ-101 sorozat elérhető, többek között más helyeken, RF alkatrészek.
3. MRF171A elérhető BFI (Egyesült Királyság), Richardson or RF alkatrészek (US)
4. Arco vagy Sprague ollók állnak rendelkezésre Kommunikációs fogalmakat (US)
5. 18 SWG (normál vezetéket) körülbelül 1.2mm átmérője
6. 22 SWG (normál vezetéket) körülbelül 0.7mm átmérője
7. Az induktorok elkészítéséhez - tekerje meg a szükséges számú fordulatot egy megfelelő méretű előkészítő köré, kezdetben egy huzal átmérőjű távolságot használjon az egyes fordulatok között. Ezután húzza szét a kanyarokat, hogy megkapja az alkatrészlistában szükséges hosszúságot. Végül ellenőrizze az értéket egy hálózati elemző segítségével, és ennek megfelelően állítsa be.
8. A kivétel a fenti szabály L4 térköz, amely közel van a sebet.
9. Rézfólia elérhető kézműves műhelyek (használt ólomüveg készítés)
10. A / R = szükség

Fénykép Prototype erősítő

Megjegyzés: tájékozódás a FET. A vezetést a perjel a lefolyó, és a jobb

---

Aluláteresztő szűrő vizsgálata

Minden végerősítőből kell követnie a aluláteresztő szűrő (LPF) hogy csökkentse a harmonikusok elfogadható szintre. Az, hogy ez a szint egy engedély nélküli alkalmazásban mennyire vitatható, de a kimenő teljesítmény növekedésével fokozott figyelmet kell fordítani a harmonikus elnyomásra. Például egy -3dBc 30. harmonikusa 1W-os egységnél 1uW, ami valószínűleg nem okoz zavart, míg -30dBc 3. harmonikus elnyomás 1KW kimeneten 1W teljesítményt eredményez a harmadik harmonikuson, ami potenciálisan problematikus. Tehát a abszolút szintű harmonikus sugárzás a második példában, hogy ugyanaz legyen, mint az első, most meg kell, hogy elnyomja a harmadik harmonikus által 60dBc.

Ebben a tervezésben döntöttem egy 7 pólusú Chebyshev aluláteresztő szűrő bevezetéséről. Chebysevet választották, mivel a fázis nem volt kritikus az átengedési sávon belüli amplitúdójú hullámzás, és a Chebyshev jobb stop sávcsillapítást ad, mint mondjuk egy Butterworth. A tervezési leállítási sávot 113 MHz-re választották, ami 5 MHz-es megvalósítási margót ad a legmagasabb kívánt áthidalási frekvenciától 108 MHz-en, és a leállítási sáv kezdetén 113 MHz-en. A következő kritikus tervezési paraméter a passband ripple volt. Egyetlen frekvenciatervezésnél normális gyakorlat, ha nagy, például 1dB-s sávszélesség-hullámot választunk, és az utolsó átsáv maximuma csúcsát a kívánt kimeneti frekvenciára hangoljuk. Ez biztosítja a legjobb leállítási sáv csillapítást, mert a nagyobb átsáv sűrűsége gyorsabb leállási sáv csillapítást eredményez. A hétpólusú szűrőnek 7 reaktív eleme van, ebben a kivitelben négy kondenzátor és három induktivitás. Minél több pólus van, annál jobb a leállási sáv csillapítása a megnövekedett komplexitás és a nagyobb sávbeillesztési veszteség rovására. Páratlan számú pólusra van szükség, mivel a bemeneti és a kimeneti impedanciát egyaránt 50R-re tervezték.

Mivel ez a kialakítás szélessávú, ez olyan szintre korlátozza a passband hullámosságát, hogy a passband visszatérési vesztesége ne váljon szörnyűvé. A kiváló Faisyn shareware szűrő tervező segédprogram használatával (elérhető innen: FaiSyn RF Design Software Honlap) lehetővé teszi ezeknek a kompromisszumoknak a könnyed kivizsgálását, és megelégedtem egy 0.02dB-os passband hullámossággal. Ez a program kiszámítja az Ön számára a szűrőértékeket, és egy olyan hálózati listát ad ki, amely alkalmas a legnépszerűbb lineáris áramköri szimulátorok bevitelére. 7 pólussal 4 kondenzátor és 3 induktivitás vagy 3 kondenzátor és 4 induktivitás használható. Az előbbit választottam, azzal az indokkal, hogy egyel kevesebb alkatrészt eredményez a szélben. A faisyn programból kapott kondenzátor értékeket megvizsgáltuk annak ellenőrzésére, hogy azok közel vannak-e egy előnyben részesített értékhez, ami voltak. Ha az előnyben részesített értékek közé estek volna, a lehetőségek között két kondenzátor párhuzamosítása állna össze, ami feleslegesen növeli az alkatrészszámot, vagy finoman módosítja a leállítási sáv frekvenciáját és a sáv frekvenciáját, hogy kívánatosabb értékkészletet kapjon.

Megvalósítása érdekében a szűrőt, úgy döntöttem, hogy a szabványos méretű fém borítású kondenzátorok által Unelco vagy Semco. Az induktorok 18 SWG (standard huzalméretű) ónozott rézhuzalból készültek. Tapasztalatom szerint keveset lehet kihozni az ezüstözött rézhuzal használatából. Az induktorokat egy szabvány közepe körül alakították ki RS or Farnell csípés eszköz (FEC 145-507) - ennek átmérője 0.25 hüvelyk, 6.35 mm. Ellenkező esetben használja a megfelelő méretű fúrót. A külső két induktivitást az óramutató járásával megegyező irányban, a belső az óramutató járásával ellentétes irányban tekerték fel. Ez egy kísérlet az induktorok közötti kölcsönös induktív csatolás csökkentésére, ez rontja a leállítási sáv csillapítását. Ugyanezen okból az induktorok 90 ° -ra vannak elrendezve egymáshoz képest, nem pedig egyenes vonalban. Az induktorokat közvetlenül a fém borítású kondenzátorok fülére forrasztják. Ez minimálisra csökkenti a veszteségeket. Egy ilyen típusú, gondosan felépített szűrő 0.2 dB-nél jobb áthidalási sávveszteséget mutathat. Itt vannak a prototípus egység vizsgálati eredményei.

Ismerve az induktorok számára előírt értékeket, a tapasztalatok alapján művelt találgatást tettem arra vonatkozóan, hogy hány fordulatra van szükségem, majd egy megfelelően kalibrált RF hálózati analizátorral mértem az általam létrehozott induktivitás induktivitását. Ez messze a legpontosabb módszer a kis értékű induktivitások értékének meghatározására, mivel a mérés a szűrő tényleges működési frekvenciáján végezhető el. Miután megmérte az értéket és ennek megfelelően beállította az induktivitásokat, meg kell találnia, hogy a teljes szűrő felépítésekor meglepően kevés beállítás szükséges a szűrő hangolásának befejezéséhez.

A szűrő hangolásának legjobb módja az, hogy a hálózati elemző segítségével minimalizálja az átmenő sáv bemeneti veszteségét. A bemeneti visszatérési veszteség minimalizálásával minimalizálja a passband átviteli veszteséget és a passband hullámzást. Az 20MHz span ábra azt mutatja, hogy elértem -18dB átengedési sávot. Ha nincs hálózati elemzője, akkor a dolgok kicsit bonyolultabbak. Ha éppen egy spot frekvenciára hangol, állítson be egy RF áramforrást, hogy az irányított teljesítménymérőn keresztül behajtson a szűrőbe. A szűrő jó 50R terheléssel van lezárva. Most figyelje a visszavert visszavert teljesítményt, és állítsa be a szűrőt a visszavert teljesítmény minimalizálása érdekében. Ha szélessávú teljesítményre vágyik, akkor ezt meg kell próbálnia mondjuk három frekvencián, a sáv alsó, középső és felső részén. Alternatív megoldásként, ha más módon sikerült eléggé jól megmérnie az induktorokat, akkor egyszerűen összeállíthatja a szűrőt, és ott hagyhatja, további beállítás nélkül.

Miután beállította a minimális passband return veszteséget, a stopband csillapítás gondoskodik magáról, nem szabad ráhangolódnia, mivel elrontja a passband behelyezési veszteséget. Az 200MHz span A grafikonon 36 dB visszautasítást sikerült elérnem a 2MHz 88. harmonikusán, ami a legrosszabb eset. Hivatkozva a 600MHz span A grafikon azt mutatja, a harmonikus 3rd 88MHz elnyomható 55dB-, és a magasabb összeggel megrendelések nagyobb, mint ez.

Erősítő tesztelése

Az erősítő hangolásához HP 8714C hálózati elemzőt használtam. Hálózati elemzőhöz való hozzáférés nélkül rendkívül ötletesnek kell lenned ahhoz, hogy a szélessávú teljesítményre hangolódj. Az LPF hangolása után a következő feladat a FET torzítás beállítása. Ezt a kimenethez csatlakoztatott spektrumelemzővel (keresztül megfelelő mennyiségű csillapítás, legalább 40dB) a hamis rezgések figyelemmel kísérésére. Csatlakoztasson jó 50R terhelést a bemenethez, és csatlakoztasson stabilizált tápegységet (tápegység), amelynek áramkorlátja 200 mA-re van beállítva.

Állítsa az összes trimmet a hatótávolság közepére. A megadott miniatűr kerámia trimmerekkel, amikor a félhold metalizálása a trimmer felső lemezén teljesen igazodik a trimmer testén lévő síkhoz, a trimmer maximális kapacitással rendelkezik. Innen forgassa el a 180 ° -ot a minimális kapacitás érdekében. Állítsa be az R1 értéket a minimális feszültségre (kísérletezzen a FET illesztése előtt, ha nem tudja, hogy ez milyen módon történik). Lassan növelje a tápfeszültséget 0 V-ról + 28 V-ra. Az egyetlen felvett áramnak az előfeszítő áramkör által vett áramnak kell lennie, körülbelül 14 mA-nek. Most állítsa be az R1 értéket 100mA hozzáadásához ehhez az ábrához. A PSU-ból vett áramban nem lehet hirtelen lépés. Ha vannak, akkor az erősítő szinte biztosan oszcillál.

Ha minden rendben van, kapcsolja ki. Kalibrálja a hálózati elemzőt. A HP 8714C készüléken ehhez az alkalmazáshoz normalizálom az S11-et nyitott áramkörré, és végzek egy átkalibrálást az S21-en 40dB-os csillapítással. Nyilvánvaló, hogy a felhasznált csillapítókat legalább 50 W frekvenciára kell besorolni VHF frekvenciákon.

Most az élet kissé bonyolulttá válik. Általában azt javasoljuk, hogy nézze át az erősítő és az LPF kombinációt, de mivel az LPF töréspontja csak 5MHz-rel haladja meg az erősítő kívánt átsávját, lehetetlenné teszi az erősítő válaszalakjának megtekintését, ha ez véletlenszerűen 108MHz-től feljebb van . Ezért a kezdeti erősítő hangolást az LPF megkerülésével végeztem el, ami lehetővé tette számomra, hogy a hálózati analizátor tartományát elég szélesre állítsam, hogy lássam, hol van az erősítő válasza.

A 0dBm meghajtó, csípés el, hogy körülbelül 15dB nyereség és jobb, mint 10dB megtérülési esõ 88 a 108 MHz (kis jelerősítés telek, Pin = 0 dBm). Most tegye fel a meghajtót az erősítőhöz, és húzza ki az áramkorlátot. Észre fogja venni, hogy az RF meghajtó növelésével nő az erősítés és javul a bemeneti visszatérés vesztesége. Ez a viselkedés a FET viszonylag könnyû elfogultságának következménye. Előfordíthatja a diót a FET-ből, és torzíthatja azt, mondjuk 0.5 A-ra, ez nagyobb nyereséget eredményez alacsonyabb meghajtó szinteken. Normál alkalmazásokhoz alacsonyabb elfogultságot ajánlok. Nagy torzítás kis kimeneti szinteken csökkenti az egyenáramot az RF hatékonyságra.

Most ventilátorral kell hűtenie az erősítőt, hacsak nincs felszerelve hatalmas hűtőbordával. A HP 8714C-vel + 20dBm forrásenergiát kaphat (ezt mondja a képernyőn, valójában ennél kevesebb) (közepes jelerősítés telek, Pin = + 20 dBm). Ezzel a meghajtószinttel most 18 és 20dB közötti nyereséget és veszteséget állíthat be jobban, mint 15dB. Ezen a ponton újra csatlakoztatnám az LPF-et, és szűkíteném a hálózati analizátor tartományát 20 MHz-re, középpontjában 98 MHz-en. Az erősítő 108 MHz-nél nagyobb teljesítményre történő bejuttatása az LPF-be biztosan nem ajánlott. Mielőtt túlságosan elragadna, váltson CW-re (a legjobb, ha a seprést néhány másodpercre meghosszabbítja a CW-n, hogy elkerülje, hogy az elemzők összezavarják a visszacsapást), és nézze meg a spektrumelemző kimenetét. A kimenetnek tisztának kell lennie, mint a hajtott hónak. Ne felejtse el ellenőrizni, hogy a kimenet olyan frekvencián van-e, amellyel az erősítőt izgalomba hozza, ha nem, akkor borzalmas sávon belüli oszcillációt fog nézni.

A végső teljesítménysík beállításához, mivel minden intelligens RF laboratóriumhoz hozzáférhettem, amire csak szüksége lehetett (amúgy a tesztberendezés szempontjából is), egy Mini-Circuits ZHL-42W szélessávú erősítőt használtam a hálózati elemző kimenetének növeléséhez, hogy lehetővé tegyem hogy az erősítők erősítési válaszát teljes kimeneti teljesítményen síkra hangoljam. A végső erősítési diagramot a forrás teljesítmény megfelelő beállításával, majd a Mini-Circuits erősítővel és a teljesítmény-csillapítókkal történő soros kalibrálással végeztük. Ez lehetővé tette számomra, hogy csak az erősítő erősítését ábrázoljam. Ezután lassú sweepre váltottam, és kalibrált RF teljesítménymérővel használtam az RF kimenő teljesítmény pontos mérését. Az RF kimeneti teljesítmény és az erősítés pontos ismerete lehetővé tette számítani a teljesítményerősítő bemeneti teljesítményét. Ez a diagram azt mutatja, hogy az áramfelvétel 20dB alatti árnyékot mutat, és kb. 0.3dB lapos a sávban (nagy jelerősítés telek, Pin = + 26.8 dBm). A síkhangolással együtt ellenőrizni kell a hatékonyságot. Legalább 60% -ot sikerült 88 MHz-en, 40 W-os kimeneten javítani, nagyobb kimeneti teljesítmény mellett. Azt mondanám, hogy a jó hatékonyság fontosabb, mint a jó simaság. A hallgatók szempontjából a 35 W és 45 W kimenet közötti különbség elhanyagolható, de alacsonyabb teljesítmény jó hatásfokkal történő működtetése azt jelenti, hogy a FET hűvösebben fog működni, hosszabb ideig tart, és jobban ellenáll az olyan hibakörülményeknek, mint a magas VSWR.

Milyen kimeneti teljesítményt választasz végre a futtatásra, rajtad múlik, hogy az MRF171A boldogan fog futtatni legalább 45 W-ot és valószínűleg sokkal többet is, bár nem ajánlom. 40–45 W körüli bőven elég - lásd Hogyan tartsuk a Final RF eszköz Alive további információért.

Erősítő Eredmények

Az erősítő kimenetén nem lehetett harmonikusokat mérni -70dBc zajszintig. Ez várható, mivel egy gyors vizsgálat az erősítő nyers harmonikusait az LPF előtt körülbelül -40dBc-ra mutatta. A szűrőről már bebizonyosodott, hogy minimálisan 2. harmonikus elnyomása -35dBc. Nem látszott hamis kimenet.

Nem végeztek hivatalos méréseket rossz kimeneti VSWR-ekkel. Az erősítőt véletlenül, teljes energiával, néhány másodpercre nyitott áramkörbe futtattam, és nem robbant fel. A gondosan beállított áramkorlátozású PSU használata megakadályozza, hogy az erősítő ilyen hülyeségeket csináljon ilyen körülmények között.

---

Alkalmazás

Például az alkalmazás ehhez erősítőt használtam Broadcast Warehouse 1W FM PLL LCD Exciter a 40 W-os szélessávú erősítő meghajtására. A Broadcast Warehouse egység módosításának elkerülése érdekében a gerjesztő és a teljesítményerősítő között egy laboratóriumi 3dB BNC padot használtam, hogy az erősítő számára megfelelő meghajtási szintet biztosítsak. A gerjesztőt három különböző frekvenciára programozták, mindegyik frekvencián a kimenő teljesítményt és az áramfogyasztást, lehetővé téve a DC-RF hatékonyság kiszámítását.

Erősítő tápfeszültség = 28V
Gerjesztő tápfeszültség = 14.0V, Exciter áramfelvétel = 200 mA kb.

A Broadcast Warehouse gerjesztője egy blokkon kívüli RF kikapcsolási lehetőséget tartalmaz, amelyet a PLL újraprogramozása során használnak, így az RF nem jön létre addig, amíg a frekvenciazárat vissza nem állítják. Amikor a gerjesztők RF kikapcsolása aktív volt, az erősítő kimenete hasonlóan csökkent - vagyis az erősítő stabil maradt.

---

Következtetés

Bemutattam egy szélessávú erősítőt, amelynek behangolása után nincs szükség további beállításra, hogy lefedje a 87.5–108 MHz frekvenciasávot. A tervezés egy korszerű MOSFET-t használ, amely csaknem 20dB nyereséget biztosít egyetlen fázisban, jó DC-RF hatékonysággal rendelkezik, alacsony az alkatrészszám és egyszerűen felépíthető. Az alkatrészek költsége nem haladhatja meg az 50 fontot, a prototípusban használt FET kevesebb, mint 25 font

Ha ez az erősítő használják a szélessávú gerjesztő és légi, a kapott kombináció lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy váltani átviteli frekvencia az akarat és nem szükséges kiigazításokat egyébként az adás-láncban.

Az erősítő egy elfogadható szintű RF teljesítmény tapasztalatot dallam, és a professzionális RF vizsgáló berendezés

---

Jövőbeni munka

• Épít további egységeket felmérni ismételhetőség
• Tervezés nyomtatott áramkör
• Javítani stabilitás rossz bemenet mismatch feltételek
• Csökkentse a változó összetevő száma
• Vizsgálja különböző FET előfeszítő áram módosítani erősítés

 

---

Hozzájárult

Írta Egyedi Electronics (Woody és Alpok)
"Itt található egy NYÁK az MRF171A-hoz, 45 wattos mosfethez az oldalon.
A fájl bmp formátumban van. Használjon lézerfilmet és lézernyomtatót, az méretre nyomtat. "

MRF171A_1_colour.bmp (14 kb)

Másik termék:

Professzionális villámvédelmi rendszer Towerhez	Professzionális FM rádióállomás felszerelési csomag	FMUSER FU-1000C 1000W FM adó USB audio bemeneti interfésszel
FMUSER 200W FM rádió műsorszóró csomag	Hotel IPTV megoldás	FMUSER FSN-1000T V5.0 1KW FM rádiós adó