Disain 40W lairiba VHF RF võimendi FM ringhäälingu

Sissejuhatus

Mis see disain on

Väikese võimsusega FM-sagedusriba ergutite väljundvõimsuse suurendamiseks on paljud neist kaubanduslikult saadaval, nii komplektidena kui ka valmis. Vaata Kuidas olla ühenduse Radio Station jaoks linke ülevaated mõned enam populaarne exciters.

Kes on see disain?

• Need, kes tunnevad RF elektroonika ja mehaaniliste koostamistehnikad
• Need, kes on juba edukalt konstrueerinud ja katsetanud VHF võimsusvõimendeid (> 10W)

Viide, vt Sissejuhatus ühenduse Radio Station Elektroonika

Järgnev test seadmed peavad häälestada võimendi:

• Stabiliseeritud praegune piiratud toide (+ 28V, 3A)
• Tester, koos 3A või suurem praeguse valik
• 50W VHF dummy Load
• RF Power Meter
• FM erguti, u. 26 - 27 dBm väljundvõimsus
• RF Spectrum Analyser
• RF Network Analüsaatori või spektri analüsaator koos jälgimise generaator
• RF võimsus summuti

See disain on EI sobib algajatele ja VHF RF algajatele. Nendel inimestel on järgmised riskid:

• Soojus-ja RF põletushaavu
• Elektrilöök
• Hävitamine kallis RF komponente ja katseseadmed
• Soovimatu vigaseid RF kiirgus, mis põhjustavad häireid teistele kasutajatele elektromagnetilise spektri, seega riskivad visiidi riik, ja sellest tuleneva seadmete konfiskeerimine, trahvid ja võimalusel vangistusega.
• Palju stressi ja frustratsiooni.

Miks see disain on vajalik

Usun, et enamiku internetis kättesaadavate FM-ringhäälinguseadmete skeemide ja kujunduste kvaliteet pole kaugeltki rahuldav. Vaadake minu nõu ehitamine plaanid veebis. Eelkõige on VHF RF võimsusvõimendite kohta saadaolev teave veelgi meeleheitlikum, näiteks selliste seadmete nagu TP9380 dinosauruseid kasutades. See disain põhineb uuel MOSFET-seadmel, millel on ka selle eelised

• vőimendust
• kõrge efektiivsusega
• lihtne tuning

Kuna enamik veebilahendusi on üle 10 aasta vanad, peaks hiljuti kasutusele võetud seadme kasutamine disaini kasuliku eluea maksimeerima. Kasutan seda kujundust ka sõidukina, et näidata võimendi edukaks ehitamiseks vajaliku teabe hulka kolmandale osapoolele, kellel pole mõttelugemisoskust. Asi on selles: kui inimene on piisavalt osav ja kogenud, et vähesest disainiteabest midagi luua, näiteks lihtsalt skemaatiline, on ta võimeline seda ehitama ka ilma igasuguse teabeta. Seevastu inimene, kes pole sellel oskuste ja kogemuste tasemel, nõuab edu saavutamiseks üksikasjalikke juhiseid.

---

Design kord

Võimendi disain põhineb hiljuti (1998) Motorola MRF171A MOSFET (MRF171A andmeleht in pDF formaadis).Ärge ajage seda vanemaks, nüüd lõpetatud, MRF171 seade.  Jaanuar 2002 - Motorola muudab nende RF Toiteseadmed tooteportfelli rohkem oftern kui mõned inimesed muudavad oma underparts. Tundub, et Motorola on maha see seade on, et M / A-Com.

Arvutisimulatsiooni

Esialgne teostatavus viidi läbi lineaarse RF ja mikrolaineahju simulatsioonipaketiga, täpsemalt Supercompactiga. Kasutatud versioon oli 6.0, mida ma ausalt öeldes pean pissivaeseks tarkvaraks ja ei soovita üldse. Selle seadme jaoks pakub Motorola S-parameetreid ja suuri signaali ühe otsaga takistusi. S-parameetreid mõõdetakse 0.5 A vaiksel äravooluvoolul, mis on seadme iseloomustamisel samm edasi, kuna traditsiooniliselt kiputi S-parameetreid mõõtma üsna madalate äravooluvoolude korral. Kuigi see on väikeste signaalseadmete jaoks rahuldav, on väikeste äravooluvoolude korral mõõdetud S-parameetrite kasutamine võimendi kujundamisel piiratud. 

Kui 0.5 A juures mõõdetud S-parameetri teave oleks võinud anda kasuliku kujunduse lähtepunkti, valisin ma disaini rajamisel ühe otsaga suure signaali impedantsid. Neid mõõdab seadme tootja, häälestades seadme üldise testiseadme parimate tulemuste saavutamiseks igal katsesagedusel. Seejärel eemaldatakse testimisseade ja sobitatavasse võrku vaadates keerulise impedantsi mõõtmiseks kasutatakse vektorvõrgu analüsaatorit, samal ajal kui need lõpetatakse 50 R-ga. See protseduur viiakse läbi sisendi ja väljundi sobitamise võrkude jaoks. Suurte signaali impedantsandmete eeliseks on see, et neid saab mõõta tegeliku väljundvõimsuse juures, mille genereerimiseks seade on mõeldud, ja sellisena on need võimsusvõimendi stsenaariumi korral esinduslikumad. Pange tähele, et suured üksikud impedantsid pakuvad teavet ainult sisendi ja väljundi sobitamise võrgu sünteesimiseks, need ei anna teavet saadud võimendi tõenäolise võimenduse, efektiivsuse, müratõhususe (kui see on asjakohane) või stabiilsuse kohta.

See on fail, mida kasutatakse sünteesida sisend võrku.

* Mrf171i1.ckt; Nimi fail

* muutuva määratluse plokk, esimene väärtus on minimaalne lubatud väärtus, * kolmas on suurim lubatud väärtus, keskmine on muutuv

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; Vooluahela võrgukaas 1 2 c = c1 kork 2 0 c = c2 ind 2 3 l = l1 kork 3 0 c = c3 ind 3 9 l = l2 res 9 0 r = 33; värava eelpinge ettetakisti üks 9 mrf171ip; viide ühe pordi andmetele IPNET: 1POR 1; looge uus 1-pordiline võrk LÕPP Sageduse samm 1MHz 88MHz 108MHZ END OPT

* Optimeerimise juhtlause käsib simulaatoril optimeerida vahemikus * 88 kuni 108 MHz ja saavutada sisendi tagasivoolukadu parem kui * -24 dB

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

LÕPP ANDMED

* Määratlege ühe pordi võrk nimega mrf171ip, viidates suure signaali * seeria samaväärsetele keerukatele impedantsidele. Need andmed on saadaval 4 * sageduspunktis

* Määrake Z parameetrite teave, tegelik ja kujuteldav formaat, * võrdlustakistus on 1 Ohm

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

Muidugi ei anna simulaatori kasutamine mingit abi vooluringi topoloogia valimisel ega võrgukomponentide algväärtusi. See teave pärineb disainikogemusest. Kõigi optimeerimisväärtuste piiramiseks on maksimumid ja miinimumid, et tulemuseks olev võrk oleks realiseeritav.

Esialgu prooviti 3-pooluselist sobitamisvõrku, mis ei suutnud tagada piisavalt lairiba vastet kogu 20 MHz ulatuses. 5-pooluselise vooluringi kasutamine võimaldas optimeerimiseesmärgi saavutada. Pange tähele, et simulatsioonis on 33R-värava eelhäälestus, kuna see aitab sisendvõrku de-Q-d parandada ja lõpliku võimendi stabiilsust parandada.

Sarnane protseduur viidi läbi ka väljundvõrgu puhul. Selles simulatsioonis kaasati simulatsiooni äravoolutoit. Ehkki selle õhuklapi väärtus ei ole kriitilise tähtsusega, võib liiga suure stabiilsuse korral olla stabiilsus, aga liiga väikseks jäädes saab see väljundite sobitamise võrgu osaks, mida antud juhul ei peetud soovitavaks .

Component valikuid

Kuna sisendvõimsus on ainult pool vatti, kasutati sisendi sobitusahelas standardseid keraamilisi kondensaatoreid ja trimmereid. L1 ja L2 (vt skemaatiline) oleks võinud teha palju väiksemaks, kuid neid hoiti suureks, et need oleksid kooskõlas väljundvõrgus kasutatavate induktoritega. Väljundvõrgus kasutati võimsuse käitlemiseks ja komponentide kadude minimaalseks hoidmiseks vilgumetallist plakeeritud kondensaatoreid ja vilgukompressoriga trimmereid. Lairiba drossel L3 tagab madalamatel RF-sagedustel teatud kadudega reaktantsi, C8 hoolitseb AF (helisageduse) lahutamise eest.

Täiendusrežiimi N-kanaliga MOSFET (positiivne pinge muudab seadme juhtivuseks) kasutamine tähendab, et eelarveahel on lihtne. Potentsiaalijagaja kraanib nõutava pinge madalpingest, mis on stabiliseeritud 5.6 V zenerdioodiga. Teine 5.6 V zener, D2, on paigaldatud ettevaatusabinõuna, tagamaks, et FET-i väravale ei rakendata liigset pinget, see kindlasti kahjustaks seadet. Puristid stabiliseeriksid eelarvevoolu temperatuuri, kuid kuna kallutatus pole selles rakenduses kriitiline, ei häirinud see seda.

RF-sisendi jaoks oli kasutatud BNC-pistikupesa madala RF-sisendvõimsuse tõttu. Olen RF-väljundiks kasutanud N-tüüpi, ma ei kasuta BNC-d üle 5W ja mulle ei meeldi UHF-stiilis pistikud. Isiklikult ei soovita ma üle 30MHz UHF-pistikuid kasutada.

---

Ehitus

Võimendi ehitati väikesesse alumiiniumist valukarpi. RF sisendi ja väljundi ühendused on loodud koaksiaalsete pistikupesade abil. Toiteallikas suunatakse läbi keraamilise läbipääsukondensaatori, mis on kinnitatud kasti seina. Selle konstruktsioonitehnika tulemuseks on suurepärane varjestus, mis takistab RF-kiirguse väljumist võimendist. Ilma selleta saaks kiirgada märkimisväärses koguses raadiosagedust, häirides muid tundlikke vooluringe, näiteks VCO-sid ja helietappe, samuti võib tekkida märkimisväärne kogus harmoonilist kiirgust. 

Toiteseadme alus asetseb läbi valuvormi karbis põrandas ja on poltidega kinnitatud väikesele pressitud alumiiniumist jahutusradiaatorile. Alternatiivina oleks toiteseadme alus valukasti põrandal. Seda ei soovitata kahel põhjusel, mõlemad on seotud efektiivse tee pakkumisega FET-i soojuse juhtimiseks. Esiteks ei ole valukasti põrand eriti sile, mistõttu on kehv termiline tee. Teiseks, valuvormi kastpõranda asetamine termorajale toob kaasa rohkem mehaanilisi liideseid ja seega suurema soojustakistuse. Valitud ehitustehnika teine ​​eelis on see, et see joondab seadme juhtmed trükkplaadi ülemise pinnaga õigesti.

Määratud jahutusradiaatori kasutamine nõuab sundõhu jahutamist (ventilaatorit). Kui te ei kavatse ventilaatorit kasutada, on vaja palju suuremat jahutusradiaatorit ja võimendi tuleks paigaldada jahutusradade vertikaalselt, et maksimeerida jahutust loodusliku konvektsiooni abil.

Trükkplaat koosneb kiudklaasist PCB (trükkplaat) materjalist, mis on kaetud 1oz Cu (vask) mõlemal küljel. Ma kasutasin ahelsõlmede moodustamiseks Wainwrighti - see on põhimõtteliselt konserveeritud ühepoolse PCB materjali isekleepuvad tükid, mis on mõõtu lõigatud kopsaka küljeliistude paariga. Lihtne alternatiiv on kasutada 1.6 mm paksuseid ühepoolseid PCB materjale, lõigatud suuruse järgi ja seejärel konserveerida. Need liimitakse aluspinnale tsüanoakrülaadi tüüpi liimiga (nt superliim või Tak-pak  FEC 537–044). Selle ehitusmeetodi tulemusel on PCB ülemine külg suurepärane maapind. Ainus erand on FET-i värava ja äravoolu kaks padja. Need loodi, skoorides terava skalpelliga hoolikalt vasest ülemise kihi ja eemaldades seejärel vaskjupid peeneteralise jootekolvi otsa ja skalpelli abil. Raudotsa juhtimine mööda eraldatud vasetükki vabastab liimi piisavalt, et Cu saaks skalpelliga maha koorida. Nii loodud väravapadi on ekraanil selgelt nähtav foto prototüüp

Olles teinud PCB-s oleva ava elektriseadme aluse istumiseks, mähkisin ülemise ja alumise tasapinna ühendamiseks läbi pesa vaskteibi. Seda tehti kahes kohas, allika vahelehtede all. Seejärel joodeti vasest lint ülevalt ja alt.

nägema foto soovitatud komponentide positsioonide jaoks. Korpusest paremal asuv vertikaalne ekraan on tükk kahepoolset PCB-materjali, mis on joodetud mõlemale küljele ülemise maapinna külge. See on katse parandada lõplikku harmoonilist tagasilükkamist, vähendades sidestust väljundmängu moodustavate induktorite ja LPF-i moodustavate induktiivpoolide vahel. Selliste jootetööde tegemiseks on vaja 60W või suuremat jootekolvi - eelistatavalt reguleeritavat temperatuuri. See triikraud on väiksemate komponentide jaoks liiga üleval, nii et vaja on ka väiksemat triikrauda.

Nagu allpool, LPF induktoritel on joodetud otse sakid metalli rüütatud kondensaatorid.

Soovitatavad viimistlemata Ehitus kord

1. Lõigake tükk kahepoolne PCB materjali emaplaati (umbes 100 x 85mm)
2. Looge FET-i ava, kasutades valikut külvikuid ja faile. Vajadusel kasutage mallina FET, kuid ärge laske seda staatilisega õhku lasta. Veenduge, et jõuate äravoolu paremale küljele.
3. Puuri kuus augud PCB, need on omada PCB diecast box
4. Asetage PCB kasti ja kasutada augud PCB puurida läbi kasti
5. Ajutiselt kruvi PCB box
6. Veenduge, et jahuti läheb kasti alla. Seade peaks jõudma jahuti keskosa poole. Kas puurige läbi kogu partii veel mõned augud ja kasutage uuesti mõnda olemasolevat PCB / karbi auku ja pikendage neid läbi jahutusradiaatori. Keerake jahutusradiaator ajutiselt PCB / karbisõlme külge. Kui vaatate kasti ülaossa, peaksite nüüd nägema paljastavat jahutusradiat, mis on sama suur kui FET-i alus.
7. Rig ise üles mõned staatiline kaitse (kui sul on vana puhutud-up seade või bipolaarne seade samas pakendis ei pea te muretsema ka see) ja tilk seade ava pardal.
8. Kasutage FET teile anda kesklinnas seisukohti selle "kinnitusava
9. Võtke kõik jälle natuke. Tehke jahutusradiaatorisse FET jaoks kaks auku
10. Puuri augud mõlemad otsad kasti RF pistikud ja feedthrough kondensaator
11. Tina PCB, ülemine ja alumine, suure triikrauaga. Kasutage sujuva viimistluse saamiseks just nii palju jootet, kuid mitte liiga palju, et tekitada kõrgendatud jootealasid, eriti põhjale, kuna need takistavad PCB-d istuma tasaselt vastu kasti põrandat.
12. Loo kaks saartele FET värav ja äravoolu, nagu on kirjeldatud eespool punktis
13. Jootetina vasklindist vahel ülemise ja alumise nägu PCB all kus allikaks tabs on
14. Loo PCB saarte tina neile, kinni neid PCB abil foto juhend
15. Loo ja täidaks ekraani vahel võimendi ja LPF valdkondades
16. Paigaldage kõik ülejäänud PCB komponentide, välja arvatud FET
17. Fit PCB kasti ja heatsink
18. Paigaldada ja ühendada ja RF ühendused ja läbiv kondensaator
19. Võttes uuesti antistaatilisi ettevaatusabinõusid, kandke FET-i alusele võimalikult õhuke pidev kile soojusülekandepastat. Seda saab mugavalt teha puidust kokteilipulgaga
20. Kõverdage FET-i juhtmete viimased 2 mm. See hõlbustab vajadusel palju eemaldamist
21. Keerake FET jahutusradiaatori külge. Liiga lõdvalt ja seade kuumeneb liiga tugevalt, see moonutab seadme äärikut ja taaskord kuumeneb. Kui teil on pöördemomendi kruvikeeraja, otsige soovitatav pöördemoment üles ja kasutage seda. 
22. Kui olete juhistest õigesti aru saanud, on seadme vahelehed osade kaupa trükkplaadi kohal. Jootke FET suure rauaga sisse, kõigepealt allikad, seejärel äravool, lõpuks värav. FET-i paigaldamise ajal peate võib-olla L4 ja L5 lahti ühendama, kuid ärge ühendage R3 lahti, kuna see pakub seadmele staatilist kaitset.

Skemaatiline

Parts List

märkused

1. Farnelli osa numbrit on ainult juhis - muu võrdväärseid osi on võimalik asendada.
2. Metal rüütatud kondensaatorid on kas Semco MCM-seeria, Unelco J101-seeria, Underwood või Arco MCJ-101 seeria kättesaadav, muu hulgas kohti, RF Parts.
3. MRF171A saadaval BFI (UK), Richardson or RF Parts (US)
4. Arco või Sprague trimmerid on saadaval Side Concepts (US)
5. 18 SWG (standard wire gauge) on ligikaudu 1.2mm läbimõõt
6. 22 SWG (standard wire gauge) on ligikaudu 0.7mm läbimõõt
7. Induktiivpoolide valmistamiseks keerake vajaliku arvu pöördeid ümber sobiva suurusega tekitaja, kasutage iga pöörde vahel esialgu ühte traadi läbimõõduga vahekaugust. Seejärel tõmmake pöörded lahku, et saada detailide nimekirja tabelis nõutav pikkus. Lõpuks kontrollige väärtust võrguanalüsaatoriga ja kohandage vastavalt.
8. Erandina eespool esitatud vahe reegel on L4, mis on lähedane haava.
9. Vaskfoolium on saadaval käsitööpoodidesse (kasutatud vitraaži tegemine)
10. / R = nõutud

Foto Prototype võimendi

Märkus orientatsiooni FET. Juhtima kaldkriips on äravoolu ja paremale

---

Low Pass Filter testimine

Iga RF võimendi peab järgnema madalpääsufilter (LPF) vähendamiseks harmoonilised vastuvõetava tasemeni. Mis see tase on litsentseerimata rakenduses, on vaieldav, kuid kui väljundvõimsust suurendatakse, tuleb harmoonilisele summutamisele rohkem tähelepanu pöörata. Näiteks -3dBc kolmas harmoonik 30W-seadmel on 1uW, mis tõenäoliselt ei häiri, samas kui -1dBc kolmas harmooniline summutamine 30KW väljundis annab 3W võimsuse kolmandal harmoonikal, mis on potentsiaalselt problemaatiline. Nii et absoluutne tase harmooniline kiirguse Teine näide oleks sama kui esimene, siis nüüd on vaja maha suruda kolmas harmooniline poolt 60dBc.

Selles kujunduses tegin otsuse rakendada 7-pooluseline Chebyshevi madalpääsfilter. Faasiks valiti Tšebõšev ja läbipääsribas ei olnud amplituudi lainetus kriitiline ning Tšebõšev annab parema peatusriba sumbumise kui näiteks Butterworth. Kujunduslik peatusriba valiti väärtusele 113 MHz, andes 5 MHz sagedusvaru kõrgeimast soovitud pääsuriba sagedusest 108 MHz juures ja peatusriba algusest sagedusel 113 MHz. Järgmine kriitiline disainiparameeter oli läbipääsuriba pulsatsioon. Ühe sageduse kavandamisel on tavaline tava valida suur pääsuriba pulsatsioon, näiteks 1dB, ja häälestada viimase pääsuriba maksimumide tipp soovitud väljundsagedusele. See annab parima peatusriba sumbumise, kuna suurem läbipääsuriba pulsatsioon põhjustab kiirema peatusriba sumbumise. Seitsmepooluselisel filtril on 7 reaktiivelementi, selles konstruktsioonis neli kondensaatorit ja kolm induktorit. Mida rohkem pooluseid, seda parem on peatusriba summutamine, keerukuse suurenemise ja suurema sagedusribade sisestamise kaotuse arvelt. Vajalik on paaritu arv pooluseid, kuna nii sisendi kui ka väljundi impedants oli 50 R.

Kuna see disain on lairibaühendus, siis piirab see läbipääsulainete pulsatsiooni sellisele tasemele, et pääsuriba tagasivõtukadu ei muutuks kohutavaks. Kasutades suurepärast Faisyn ühisvara filtri disaini utiliiti (saadaval aadressilt FaiSyn RF Design Software Esileht) võimaldab neid kompromisse hõlpsasti uurida ja leppisin läbipääsulainete lainepikkusega 0.02 dB. See programm arvutab ka teie jaoks filtriväärtused ja väljastab võrguloendi vormingus, mis sobib sisestamiseks kõige populaarsematesse lineaarsete voolu simulaatoritesse. Seitsme poolusega oli võimalik kasutada 7 kondensaatorit ja 4 induktorit või 3 kondensaatorit ja 3 induktorit. Valisin esimese, põhjendusega, et selle tulemuseks on tuuleks üks komponent vähem. Faisyn-programmist saadud kondensaatori väärtusi uuriti, et kontrollida, kas need olid eelistatud väärtuse lähedal, mis nad olid. Kui need oleksid langenud eelistatud väärtuste vahele, hõlmaksid võimalused kahe kondensaatori paralleelset paralleelset seadmist, mis suurendab tarbetult komponentide arvu, või peatusriba sageduse ja läbipääsuriba pulsatsiooni peenemaks muutmine, et saada soovitavam väärtus.

Rakendada filter, otsustasin ma kasutada standard suurus metalli rüütatud kondensaatorid tehtud UNELCO või Semco. Induktiivpoolid valmistati 18 SWG (tavaline traadimõõtur) tinavasktraadist. Minu kogemuste põhjal on hõbetatud vasktraadi kasutamisest vähe kasu. Induktiivpoolid moodustati standardi keskpunkti ümber RS or Farnelli tutistamine tööriista (FEC 145-507) - selle läbimõõt on 0.25 tolli, 6.35 mm. Muul juhul kasutage sobiva suurusega puurotsikut. Kaks välimist induktiivpooli keriti päripäeva, sisemine vastupäeva. See on katse vähendada induktiivpoolide vastastikust induktiivset sidestust, see võib halvendada stoppriba summutust. Samal põhjusel on induktorid paigutatud üksteise suhtes 90 °, mitte kõik sirgjooneliselt. Induktiivpoolid joodetakse otse metallist plakeeritud kondensaatorite sakkadele. See hoiab kahjud minimaalsena. Hoolikalt konstrueeritud seda tüüpi filtril võib läbipääsuriba sisestamise kadu olla parem kui 0.2 dB. Siin on prototüübi üksuse testitulemused.

Teades induktiivpoolide jaoks nõutavaid väärtusi, tegin kogemuste põhjal haritud oletuse, kui palju pöördeid ma vajan, ja kasutasin siis minu loodud induktori induktiivsuse mõõtmiseks korralikult kalibreeritud raadiosagedusvõrgu analüsaatorit. See on ülekaalukalt kõige täpsem viis väikeste induktsioonide väärtuse määramiseks, kuna mõõtmist saab teha filtri tegeliku töösageduse juures. Pärast väärtuse mõõtmist ja induktiivsuste vastavat reguleerimist peaksite leidma, et kui kogu filter on konstrueeritud, on filtri häälestamise lõpuleviimiseks vaja üllatavalt vähe reguleerida.

Parim viis selle filtri häälestamiseks on võrguanalüsaatori abil minimeerida pääsuriba sisendi tagasivoolukadu. Minimeerides sisendi tagasivoolukadu, minimeerite pääsuriba ülekandekao ja läbipääsuriba pulsatsiooni. The 20MHz span graafik näitab, et saavutasin pääsuriba tagasisaatmise kaotuse -18dB. Kui teil pole võrguanalüsaatorit, on asjad natuke keerulisemad. Kui häälestate just punktsagedust, seadistage RF-toiteallikas, et suunata suunamõõturi kaudu filtrisse. Filter lõpetatakse hea 50R koormusega. Jälgige nüüd filtrist tagasi tulevat peegelduvat võimsust ja häälestage filtrit, et peegelduv võimsus oleks minimaalne. Kui soovite lairiba jõudlust, peate proovima ja tegema seda näiteks kolmel sagedusel, sageduse alaosas, keskel ja ülaosas. Teise võimalusena, kui teil õnnestus induktiivpoole muude vahendite abil piisavalt hästi mõõta, võite filtri lihtsalt kokku panna ja jätta see ilma täiendava reguleerimiseta.

Olles häälestanud minimaalse pääsuriba tagasivoolukaotuse, hoolitseb peatusriba nõrgenemine enda eest, te ei peaks seda häälestama, kuna ajate pääsupea sisestamise kao sassi. The 200MHz span graafik näitab, et mul õnnestus 36 dB tagasilükkamist 2MHz teisel harmoonikal, mis on halvimal juhul. Viidates 600MHz span Graafik näitab 3rd harmooniline 88MHz surutud-55dB ja kõrgemat järku võrra suurem.

Võimendi testimine

Selle võimendi häälestamiseks kasutasin HP 8714C võrguanalüsaatorit. Ilma juurdepääsuta võrguanalüsaatorile peate olema lairiba jõudluse häälestamiseks äärmiselt leidlik. Pärast LPF-i häälestamist on järgmine töö FET-eelarvamuse seadmine. Tehke seda väljundiga ühendatud spektraalanalüsaatoriga (kaudu sobiva koguse sumbumine vähemalt 40dB) võltsvõnkumiste jälgimiseks. Ühendage sisendisse hea 50R koormus ja ühendage stabiliseeritud PSU (toiteplokk), mille voolupiirang on seatud 200mA-le.

Seadke kõik trimmerid oma vahemiku keskele. Täpsustatud miniatuursete keraamiliste trimmerite korral on trimmeri maksimaalne mahtuvus, kui trimmeri ülemisel plaadil olev poolkuu metalliseerimine on täielikult joondatud trimmeri korpuse tasapinnaga. Minimaalse mahtuvuse saavutamiseks pöörake siit 180 °. Määra minimaalne pinge R1 (katsetage enne FET-i sobitamist, kui te ei tea, mis viisil see on). Suurendage toitepinget aeglaselt 0V kuni + 28V. Ainus tõmmatud vool peaks olema eelarveahela poolt võetud vool, umbes 14 mA. Nüüd reguleerige R1, et lisada sellele arvule 100mA. PSU-st võetud voolus ei tohiks olla äkilisi samme. Kui neid on, siis võimendi on peaaegu kindlasti võnkuv.

Kui kõik on korras, lülitage välja. Kalibreerige võrguanalüsaator. Selle rakenduse HP 8714C seadmel normaliseerin S11 avatud vooluringiks ja teostasin S21-l läbiva kalibreerimise 40dB sumbumisega. Ilmselt peavad kasutatavad summutid olema VHF-sagedustel vähemalt 50 W raadiosageduse jaoks.

Nüüd läheb elu kergelt keeruliseks. Tavaliselt soovitaksin vaadata võimendi ja LPF-i kombinatsiooni, kuid kuna LPF-i murdepunkt on ainult 5MHz üle soovitud võimendi pääsuriba, ei võimalda võimendi reaktsioonikuju näha, kui see peaks olema sagedusribal üle 108MHz . Sel põhjusel tegin esialgse võimendi häälestamise LPF-ga mööda, mis võimaldas mul seada võrgu analüsaatori vahemik piisavalt lai, et näha võimendi vastust.

Mis 0dBm sõita, näpistama ära saada umbes 15dB võita ja parem kui 10dB tagasi kaotus üle 88 et 108 MHz (väike signaal kasum krunt, Pin = 0 dBm). Nüüd tõstke draiv võimendi juurde, tagades praeguse piiri asjakohaselt. Märkate, et RF-draivi suurendamisel suureneb võimendus ja sisendi tagastuskadu paraneb. See käitumine on FET-i suhteliselt kergekujulise kallutamise tagajärg. Võite kallutada mutrid FET-ist välja ja kallutada seda näiteks 0.5 A-ni, see annab teile madalama draivitaseme korral rohkem kasu. Tavaliste rakenduste jaoks soovitan kasutada väiksemat eelarvamust. Suur eelarvamus väikestel väljundtasemetel vähendab alalisvoolu RF-efektiivsust.

Nüüd peate võimendi ventilaatoriga jahutama, välja arvatud juhul, kui olete sellele paigaldanud tohutu jahutusradiaatori. HP 8714C abil saate + 20dBm allika võimsuse (seda öeldakse ekraanil, see on tegelikult vähem kui see) (keskmise signaali kasum krunt, Pin = + 20 dBm). Selle draivitasemega saate nüüd häälestada 18 kuni 20 dB võimendust ja tagasisaatmise kaotust paremaks kui 15 dB. Sel hetkel ühendaksin LPF-i uuesti ja kitsendaksin võrgu analüsaatori ulatust 20 MHz-ni, mille keskpunktiks on 98 MHz. Võimendi juhtimine võimsusega üle 108 MHz LPF-i pole kindlasti soovitatav. Enne kui end liiga ära viiakse, lülitage CW-le (parim on pühkimispühkimise pikendamine CW-l mitu sekundit, et analüsaatorid segadusse ei segaks) ja vaadake spektrianalüsaatori väljundit. Väljund peaks olema puhas, kuna sõidetud lumi, pidage meeles, et kontrollige, kas väljund on sagedusel, millega te võimendit põete, kui see pole nii, siis vaatate kohutavat ribasisest võnkumist.

Lõpliku võimsuse tasasuse häälestamiseks, kuna mul oli juurdepääs nutikale RF-laborile, kus oli kõik, mida vaja võiksite olla (testimisvarustus igatahes tark), kasutasin võrguanalüsaatori väljundi suurendamiseks Mini-Circuits ZHL-42W lairiba võimendit. häälestada võimendite võimenduse reaktsioon tasaseks kogu väljundvõimsusel. Lõplik võimendusdiagramm võeti allika võimsuse sobivaks seadistamiseks ja seejärel mini-ahelate võimendi ja võimsuse summutitega läbivaks kalibreerimiseks. See võimaldas mul joonistada ainult võimendi võimendust. Seejärel läksin üle aeglasele pühkimisele ja kasutasin RF väljundvõimsuse täpseks mõõtmiseks kalibreeritud raadiosageduse võimsusmõõturit. RF-väljundvõimsuse ja võimenduse teadmine võimaldas mul arvutada võimsusvõimendi sisendvõimsust. See graafik näitab, et võimsuse suurenemine on varju alla 20dB ja umbes 0.3dB tasane kogu riba ulatuses (suur signaal kasum krunt, Pin = + 26.8 dBm). Koos tasasuse häälestamisega tuleks kontrollida efektiivsust. Minul õnnestus vähemalt 60% 88MHz juures 40 W väljundis, parenedes suurema väljundvõimsusega. Ma ütleksin, et hea tasasusest olulisem on hea efektiivsus. Kuulajate seisukohalt on erinevus 35W ja 45W väljundite vahel tühine, kuid väiksema võimsuse ja hea kasuteguriga töötamine tähendab, et FET töötab jahedamalt, kestab kauem ja on vigade suhtes vastupidavam nagu kõrge VSWR.

Millise väljundvõimsuse te lõpuks töötamiseks otsustate, sõltub teie, MRF171A töötab õnnelikult vähemalt 45 W ja ilmselt palju rohkem, kuigi ma ei soovita seda. Umbes 40 kuni 45 W on palju - vaata Kuidas hoida oma Final RF Toiteseadmed Alive rohkem informatsiooni.

Võimendi Results

Võimendi väljundis kuni -70dBc müraspõrandani ei olnud võimalik mõõta ühtegi harmoonilist. See on ootuspärane, kuna kiire uurimine näitas võimendi toorharmoonikat enne LPF-i umbes -40dBc. Juba on tõestatud, et filtril on minimaalselt 2. harmooniline summutus -35dBc. Võltsitud väljundit ei olnud näha.

Ametlikke mõõtmisi halva väljundiga VSWR-de abil ei tehtud. Käisin võimendi kogemata täisvõimsusel mõneks sekundiks avatud vooluringis ja see ei lasknud õhku. Hoolikalt määratud voolupiiranguga PSU kasutamine aitab ära hoida võimendi nendes tingimustes midagi rumalat.

---

taotlus

Näitena taotluse selle võimendi ma kasutasin Ülekanne Warehouse 1W FM LCD PLL Exciter 40W lairiba võimendi juhtimiseks. Broadcast Warehouse'i üksuse muutmise vältimiseks kasutasin erguti ja võimsusvõimendi vahel labori 3dB BNC padja, et anda võimendile õige ajam. Erguti programmeeriti kolmele erinevale sagedusele, igal sagedusel mõõdeti väljundvõimsus ja voolutarve, mis võimaldas arvutada alalisvoolu ja RF efektiivsust.

Power Amplifier toitepinge = 28V
Exciter toitepinge = 14.0V, Exciter voolutarve = 200 mA ca.

Broadcast Warehouse'i erguti sisaldab lukust väljas asuvat raadiosageduse väljalülitamise võimalust, mida kasutatakse PLL-i ümberprogrammeerimise ajal, nii et RF-d ei genereerita enne, kui sageduslukk on taastatud. Kui ergutajate raadiosageduse väljalülitus oli aktiivne, vähenes võimendi väljund sarnaselt - st võimendi püsis stabiilsena.

---

Järeldus

Olen demonstreerinud lairibavõimendit, mis pärast häälestamist ei vaja 87.5–108 MHz sagedusribade katmiseks täiendavat reguleerimist. Kujundus kasutab tipptehnoloogilist MOSFET-i, mis tagab ühe astmega ligi 20 dB võimenduse, sellel on hea alalisvoolu ja raadiosageduse efektiivsus, madal komponentide arv ja seda on lihtne ehitada. Osade maksumus ei tohiks ületada 50 naela, prototüübis kasutatud FET vähem kui 25 naela

Kui see võimendi on kasutatud lairiba erguti ja õhust, mille tulemuseks kombinatsioon võimaldab kasutajal vahetada saatesagedus tahte ilma muudatusi vaja niikuinii edastab kett.

Võimendi nõuab piisaval määral RF võimsus kogemus tune, ja kutsealast RF katseseadmed

---

Edaspidine töö

• Ehitamine täiendavate osakute hinnata korratavus
• Design trükkplaat
• Parandada stabiilsus halb sisend ebakõla tingimused
• Vähendada muutuv osa count
• Uurida erinevaid FET nihkevool muuta võimendus

 

---

Aidanud

Aitasid kaasa Unique Electronics (Woody ja Alpy)
"Siin on teie lehel MRF171A, 45-vatise mosfeti PCB.
Fail on bmp-vormingus. Kasutage laserfilmi ja laserprinterit, see prindib vastavalt suurusele. "

MRF171A_1_colour.bmp (14 kb)

Meie teise tootega:

15W FM saatja antenn	Säästlik Täielik FM Radio Station	3KW Rack FM-saatja
5KW Analog TV-saatja	Ringpolarisatsiooni FM antenn	Neli Slot Õmble TV Antenna