Design for 40W platjoslas VHF RF jaudas pastiprinātājs FM apraides

Ievads

Ko tas dizains ir

Lai palielinātu mazjaudas FM apraides joslas ierosinātāju izejas jaudu, vairāki no tiem ir pieejami komerciāli, gan kā komplekti, gan gatavi. Skat Kā būt Kopienas Radio Station par saites uz atsauksmju daži no vairāk populārs exciters.

Kas ir šis dizains?

• Tie, kuri ir pazīstami ar RF elektronikas un mehāniskās konstrukcijas metodes
• Tie, kas jau ir veiksmīgi uzbūvējuši un pārbaudījuši VHF jaudas (> 10W) ​​pastiprinātājus

Par prejudiciālā jautājuma uzdošanu, skatiet Ievads Kopienas Radio Station Electronics

Šāda testa iekārta būs nepieciešams, lai melodija pastiprinātāju:

• Stabilizētas strāvas ierobežots barošanas (+ 28V, 3A)
• Multimetrs, ar 3A vai lielākas strāvas diapazonu
• 50W VHF Dummy Load
• RF Power Meter
• FM exciter, ar apm. 26 - 27 dBm izejas jauda
• RF spektra analizators
• RF tīkla analizatora vai spektra analizators ar izsekošanas ģeneratoru
• RF jaudas vājinātāju

Šis dizains ir NAV piemērots iesācējiem un VHF RF iesācējiem. Šiem cilvēkiem ir šādi riski:

• Siltuma un RF apdegumus
• Nāvessods krēslā
• Iznīcināšanu dārgu RF komponenti un pārbaudes iekārtu
• Nevēlama neīsts RF starojumu, radot traucējumus citiem lietotājiem elektromagnētiskā spektra, tādējādi riskējot vizīti no valsts, un to radītos iekārtu konfiskācijas, soda naudas, un, iespējams ieslodzījums.
• Liela stresa un vilšanās.

Kāpēc šis dizains ir nepieciešams

Es uzskatu, ka lielākās daļas internetā pieejamo FM apraides iekārtu shēmu un dizainu kvalitāte nebūt nav apmierinoša. Skatiet manu konsultācijas par ēku no plāniem tīmeklī. Jo īpaši informācija par VHF RF jaudas pastiprinātājiem ir vēl izmisīgāka, piemēram, dizains, kurā izmanto tādu ierīču dinozaurus kā TP9380. Šī dizaina pamatā ir jauna MOSFET ierīce, kurai ir arī priekšrocības

• ļoti liela
• augstas efektivitātes
• vieglumu tuning

Redzot, ka lielākajai daļai tīmekļa dizainu ir vairāk nekā 10 gadu vecs, izmantojot nesen ieviestu ierīci, maksimāli jāpalielina dizaina kalpošanas laiks. Es arī izmantoju šo dizainu kā transportlīdzekli, lai parādītu informācijas daudzumu, kas nepieciešams trešai pusei, kas nav aprīkota ar domu lasīšanas prasmēm, lai veiksmīgi izveidotu šo pastiprinātāju. Lieta ir šāda: ja cilvēks ir pietiekami prasmīgs un pieredzējis, lai kaut ko veidotu no trūcīgas dizaina informācijas, piemēram, tikai no shēmas, viņš tikpat labi spēj to veidot no vispār nekādas informācijas. Un otrādi, personai, kas nav šajā prasmju un pieredzes līmenī, būs vajadzīgas detalizētas instrukcijas, lai gūtu panākumus.

---

Dizains procedūra

Pastiprinātājs dizains ir balstīts uz nesen ieviesto (1998) Motorola MRF171A MOSFET (MRF171A datu lapa in PDF formātā).Nejauciet to ar vecākiem, tagad pārtraukta, MRF171 ierīci.  Janvāris 2002 - Motorola maina savu RF jaudas ierīces produktu portfeli vairāk oftern nekā daži cilvēki maina savu underparts. Izskatās, ka Motorola ir izkrauti šo ierīci uz M /-Com.

Datoru Simulācijas

Sākotnējā iespējamība tika veikta, izmantojot lineāru RF un mikroviļņu simulācijas paketi, īpaši Supercompact. Izmantotā versija bija 6.0, ko, atklāti sakot, es uzskatu par nabadzīgu programmatūru un nemaz neiesaku. Šai ierīcei Motorola nodrošina S parametrus un lielas viena signāla impedances. S parametrus mēra pie 0.5 A klusējošas iztukšošanas strāvas, kas ir solis uz priekšu ierīces raksturošanā, jo tradicionāli S parametrus mēdz mērīt ar diezgan zemām notekas strāvām. Lai gan tas ir apmierinošs maza signāla ierīcēm, jaudas pastiprinātāja konstrukcijā S parametru izmantošana ir ierobežota, izmantojot mazas noteces strāvas. 

Kaut arī S parametru informācija, kas izmērīta pie 0.5 A, varētu būt noderīgs dizaina sākumpunkts, es izvēlos balstīt konstrukciju uz viena gala lielu signālu pretestībām. Tos mēra ierīces ražotājs, noregulējot ierīci, lai sasniegtu vislabāko veiktspēju katrā testa frekvencē vispārējā testa ierīcē. Pēc tam testa ierīce tiek noņemta, un vektora tīkla analizatoru izmanto, lai izmērītu sarežģīto pretestību, atskatoties uz atbilstošo tīklu, kamēr tās tiek izbeigtas ar 50 R. Šī procedūra tiek veikta ieejas un izejas saskaņošanas tīkliem. Lielu signāla pretestības datu priekšrocība ir tā, ka tos var izmērīt ar faktisko izejas jaudu, ko ierīce ir paredzēta ģenerēšanai, un kā tādi ir raksturīgāki jaudas pastiprinātāja scenārijā. Ņemiet vērā, ka lielās atsevišķās pretestības sniedz tikai informāciju, lai varētu sintezēt ieejas un izejas saskaņošanas tīklu, un tās nesniedz informāciju par iegūtā pastiprinātāja iespējamo pieaugumu, efektivitāti, trokšņa veiktspēju (ja nepieciešams) vai stabilitāti.

Tas ir fails, ko izmanto, lai sintezēt ievades tīklu.

* Mrf171i1.ckt, nosaukums failu

* mainīgas definīcijas bloks, pirmā vērtība ir minimālā atļautā vērtība, * trešā ir maksimāli atļautā vērtība, vidējā ir mainīga

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; Kontūras tīkla saraksta vāciņš 1 2 c = c1 vāciņš 2 0 c = c2 ind 2 3 l = l1 vāciņš 3 0 c = c3 ind 3 9 l = l2 res 9 0 r = 33; vārtu novirzes padeves rezistors viens 9 mrf171ip; atsauce uz 1 porta datiem IPNET: 1POR 1; izveidojiet jaunu 1 porta tīklu END FREQ STEP 88MHZ 108MHZ 1MHZ END OPT

* Optimizācijas vadības paziņojums simulatoram liek optimizēt starp * 88 un 108 MHz un sasniegt ieejas atdeves zudumu, kas ir labāks par * -24 dB

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

BEIGT DATUS

* Definējiet viena porta tīklu ar nosaukumu mrf171ip, atsaucoties uz lielo signālu * sērijas ekvivalentām sarežģītām pretestībām. Šie dati ir pieejami 4 * frekvences punktos

* Definējiet Z parametru informāciju, reālo un iedomāto formātu, * atsauces pretestība ir 1 Ohm

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

Protams, simulatora izmantošana nesniedz nekādu palīdzību ķēdes topoloģijas izvēlē, kā arī tīkla komponentu sākuma vērtības. Šī informācija nāk no projektēšanas pieredzes. Lai saglabātu iegūto tīklu, visas optimizācijas vērtības ir ierobežotas ar maksimumiem un minimumiem.

Sākotnēji tika izmēģināts 3 polu atbilstības tīkls, kas nebija spējīgs nodrošināt pietiekami platjoslas atbilstību visā 20 MHz. Piecu polu ķēdes izmantošana ļāva sasniegt optimizācijas mērķi. Ņemiet vērā, ka simulācijā ir iekļauta 5R vārtu novirze, jo tas palīdz de-Q ievades tīklam un uzlabo galīgā pastiprinātāja stabilitāti.

Līdzīga procedūra tika veikta arī izejas tīklam. Šajā simulācijā kanalizācijas padeve tika iekļauta simulācijā. Lai gan, skatoties no iepriekšminētā, šī aizrīšanās vērtība nav kritiska, tomēr, ja tā kļūst pārāk liela, var noturēt stabilitāti, ja tā kļūst par mazu, tā kļūst par daļu no izejas saskaņošanas tīkla, kas šajā gadījumā netika uzskatīts par vēlamu .

Komponentu izvēle

Tā kā ieejas jauda ir tikai puse vatu, ieejas saskaņošanas ķēdē tika izmantoti standarta keramikas kondensatori un trimmeri. L1 un L2 (atsauce uz shematisks) varēja padarīt daudz mazāku, taču tika saglabāti lieli, lai nodrošinātu konsekvenci ar izejas tīklā izmantotajiem induktoriem. Izvades tīklā tika izmantoti vizlas metāla apvalkoti kondensatori un vizlas kompresijas trimmeri, lai apstrādātu jaudu un samazinātu komponentu zudumus līdz minimumam. Platjoslas droselis L3 nodrošina zināmu zaudējumu reaktivitāti zemākās RF frekvencēs, C8 rūpējas par AF (audio frekvences) atvienošanu.

Uzlabojuma režīma N-kanāla MOSFET (pozitīvs spriegums novirza ierīci vadītspējā) izmantošana nozīmē, ka novirzes shēma ir vienkārša. Potenciālais dalītājs pieskaras vajadzīgajam spriegumam no zema sprieguma, ko stabilizē 5.6 V zenera diode. Otrais 5.6 V zeneris D2 ir uzstādīts kā piesardzības pasākums, lai nodrošinātu, ka FET vārtiem netiek pielikts pārmērīgs spriegums, tas noteikti izraisītu ierīces iznīcināšanu. Pūristi temperatūrā stabilizētu novirzes strāvu, taču, tā kā novirze šajā lietojumā nav kritiska, tas netraucēja.

Zema RF ieejas jaudas dēļ RF ieejai tika izmantota BNC ligzda. RF izejai esmu izmantojis N tipu, es neizmantoju BNC virs 5W un man nepatīk UHF stila savienotāji. Personīgi es neiesaku izmantot UHF savienotājus virs 30MHz.

---

Būvniecība

Pastiprinātājs tika uzbūvēts nelielā alumīnija kastes kastē. RF ieejas un izejas savienojumus veic koaksiālās kontaktligzdas. Barošanas avots tiek novadīts caur keramikas caurplūdes kondensatoru, kas pieskrūvēts kastes sienā. Šīs konstrukcijas metodes nodrošina lielisku ekranējumu, novēršot RF starojuma izkļūšanu no pastiprinātāja. Bez tā varētu izstarot ievērojamu daudzumu radiācijas, traucējot citām jutīgām ķēdēm, piemēram, VCO un audio posmiem, kā arī varētu rasties ievērojams harmoniskā starojuma daudzums. 

Barošanas ierīces pamatne atrodas caur izgriezumu izliešanas kastes grīdā un ir pieskrūvēta tieši uz neliela ekstrudēta alumīnija radiatora. Alternatīva būtu barošanas ierīces pamatne sēdēt uz izlietās kastes grīdas. Tas nav ieteicams divu iemeslu dēļ, kas saistīti ar efektīvu ceļu siltuma vadīšanai no FET. Pirmkārt, izliešanas kastes grīda nav īpaši gluda, kā rezultātā ir slikts siltuma ceļš. Otrkārt, ja izlietās kastes grīda atrodas siltuma ceļā, tiek ieviestas vairāk mehāniskās saskarnes un līdz ar to lielāka siltuma pretestība. Vēl viena izvēlētās konstrukcijas tehnikas priekšrocība ir tā, ka tā pareizi izlīdzina ierīces vadus ar shēmas plates augšējo virsmu.

Izmantojot norādīto radiatoru, būs jāizmanto piespiedu gaisa dzesēšana (ventilators). Ja jūs plānojat neizmantot ventilatoru, būs nepieciešams daudz lielāks radiators, un pastiprinātājs jāuzstāda ar radiatora vertikālēm, lai maksimāli palielinātu dzesēšanu ar dabisku konvekciju.

Shēmas plate sastāv no šķiedru stikla PCB (iespiedshēmas plates) materiāla, kas pārklāts ar 1oz Cu (vara) katrā pusē. Es izmantoju Wainwright, lai izveidotu ķēdes mezglus - tas būtībā ir pašlīmējoši biti no konservētiem vienpusējiem PCB materiāliem, kas pēc izmēra sagriezti ar dūšīgiem sānu griezēju pāri. Vienkārša alternatīva ir izmantot 1.6 mm bieza vienpusēja PCB materiāla gabalus, sagrieztus pēc izmēra un pēc tam konservētus. Tie tiek pielīmēti uz iezemētās plaknes ar ciānakrilāta tipa līmi (piemēram, superlīmi vai Tak-pak  FEC 537-044). Šīs konstrukcijas metodes rezultātā PCB augšējā puse ir lieliska iezemētā plakne. Vienīgais izņēmums ir divi spilventiņi vārtiem un FET aizplūšanai. Tie tika izveidoti, rūpīgi novērtējot vara augšējo slāni ar asu skalpeli un pēc tam ar smalkas formas lodāmura gala un skalpeļa palīdzību noņemot vara šķēlītes. Dzelzs uzgaļa vadīšana pa izolēto vara gabalu pietiekami atbrīvo līmi, lai Cu varētu noņemt ar skalpeli. Šādi izveidots vārtu paliktnis ir skaidri redzams fotogrāfija prototipa

Uzstādījis PCB atvērumu, lai sēdētu barošanas ierīces pamatne, es caur spraugu aptinu vara lentu, lai savienotu augšējās un apakšējās zemes plaknes. Tas tika darīts divās vietās, zem avota cilnēm. Pēc tam vara lente tika pielodēta augšā un apakšā.

redzēt fotogrāfija ieteiktajām komponentu pozīcijām. Vertikālais ekrāns pa labi no korpusa ir divpusēja PCB materiāla gabals, kas abās pusēs ir pielodēts augšējai iezemētajai plaknei. Tas ir mēģinājums uzlabot galīgo harmonisko noraidījumu, samazinot savienojumu starp induktoriem, kas veido izejas spēli, un induktoriem, kas veido LPF. Lai veiktu šāda veida lodēšanas darbus, būs nepieciešams 60W vai lielāks lodāmurs - vēlams, lai to kontrolētu ar temperatūru. Šis dzelzs būs pārāk augšpusē mazākiem komponentiem, tāpēc būs nepieciešams arī mazāks dzelzs.

Kā minēts turpmāk, LPF indukcijas ir pielodēti tieši uz metāla plaķēti kondensatoru cilnēm.

Ieteicamie Rough un Ready Būvniecības kārtība

1. Izgriezt kādu dubultā novietotās PCB materiāla galvenā klāja (apm. 100 x 85mm)
2. Izveidojiet FET diafragmu, izmantojot sējmašīnu un failu atlasi. Ja nepieciešams, izmantojiet FET kā veidni, bet nespridziniet to ar statisko. Pārliecinieties, ka jūs nokļūsiet kanalizācijā labajā pusē.
3. Urbt sešus caurumus PCB, tie ir turēt PCB uz DIECAST kastē
4. Novietojiet PCB lodziņā un izmantot caurumus PCB urbt caur lodziņu
5. Uz laiku skrūvi PCB ar lodziņu
6. Noskaidrojiet, kur radiators nonāks, zem kastes. Ierīcei jāatrodas virzienā uz radiatora centru. Vai nu urbiet vēl dažas caurumus visā partijā un atkārtoti izmantojiet dažas esošās PCB / kastes atveres un izvelciet tās caur radiatoru. Uz laiku pieskrūvējiet radiatoru PCB / kastes komplektā. Ieskatoties lodziņa augšdaļā, tagad jums vajadzētu redzēt atklātu radiatora gabalu, kura izmērs ir vienāds ar FET pamatni.
7. Rig sevi dažas statisku aizsardzību (ja tev ir vecs izpūstas-up ierīci vai bipolāru ierīci vienā paketē, jums nav apnikt ar šo) un nometiet ierīci ar atveri kuģa.
8. Izmantot FET dot jums dot centra pozīcijas tās "montāžas caurumiem
9. Atkārtoti paņemiet visu pa gabalu. Izgatavojiet divus caurumus radiatoram FET
10. Urbt caurumus diviem galiem kastē par RF savienotāju un feedthrough kondensators
11. Alvas PCB, augšā un apakšā, ar lielu dzelzi. Izmantojiet tikai tik daudz lodmetāla, lai iegūtu vienmērīgu apdari, bet ne pārāk daudz, lai izveidotu paaugstinātas lodēšanas vietas, it īpaši apakšā, jo tas neļaus PCB sēdēt plakani pret kastes grīdu.
12. Radīt divas salas par FET vārtiem un kanalizācijas, kā norādīts iepriekšējā punktā
13. Lodēt vara lentes starp augšējo un apakšējo sejas PCB zem kur avots cilnes būs
14. Izveidot PCB salas, alvas tos, stick tos uz PCB, izmantojot fotogrāfija kā ceļvedis
15. Izveidot un ietilptu ekrānā starp pastiprinātāju un LPF jomās
16. Fit visas pārējās PCB komponentus, izņemot FET
17. Fit PCB ar lodziņu un Heatsink
18. Fit un savienot un RF savienotāji un barības-through kondensators
19. Atkārtoti veicot antistatiskus piesardzības pasākumus, uz FET pamatnes uzklājiet pēc iespējas plānāku nepārtrauktu plēvi ar siltuma pārneses pastu. To var ērti izdarīt ar koka kokteiļu nūju
20. Izlieciet pēdējos 2 mm no visiem FET vadiem. Tas ļaus daudz vieglāk noņemt, ja rodas vajadzība
21. Pieskrūvējiet FET pie radiatora. Pārāk vaļīga, un ierīce pārkarst, ir pārāk stingra, un jūs sagrozīsit ierīces atloku, un tas atkal pārkarst. Ja jums ir griezes momenta skrūvgriezis, atrodiet ieteicamo griezes momentu un izmantojiet to. 
22. Ja esat pareizi sapratis instrukcijas, ierīces cilnes būs daļēji virs PCB. Lodējiet FET ar lielo dzelzi, vispirms avotiem, pēc tam notekas, visbeidzot vārtiem. Iespējams, nāksies atvienot L4 un L5, kamēr uzstādāt FET, taču neatvienojiet R3, jo tas nodrošina ierīces statisko aizsardzību.

Shematisks

Parts List

Piezīmes

1. Farnell daļa numuru ir paredzētas tikai orientējošs - citas līdzvērtīgas daļas var aizstāt.
2. Metāla klāts kondensatori ir vai nu Semco MCM sērija, Unelco J101 sērija, Underwood vai Arco MCJ-101 sērija pieejama, cita starpā vietās, RF Parts.
3. MRF171A pieejama BFI (UK), Richardson or RF Parts (ASV)
4. Arco vai Sprague šķēres ir pieejami Komunikācijas Concepts (ASV)
5. 18 PDG (standarta vadu mērītājs) ir aptuveni 1.2mm diametrs
6. 22 PDG (standarta vadu mērītājs) ir aptuveni 0.7mm diametrs
7. Lai izveidotu induktorus - apvelciet vajadzīgā pagriezienu skaitu ap atbilstoša izmēra veidotāju, sākotnēji izmantojiet viena stieples diametra atstarpes starp katru pagriezienu. Tad velciet pagriezienus atsevišķi, lai iegūtu detaļu saraksta tabulā nepieciešamo garumu. Visbeidzot pārbaudiet vērtību, izmantojot tīkla analizatoru, un attiecīgi pielāgojiet.
8. Izņēmums iepriekš atstarpes noteikums ir L4, kas ir tuvu brūce.
9. Vara folija ir pieejama no amatniecības veikalos (lieto vitrāžas pieņemšanā)
10. A / R = kā nepieciešams

Fotogrāfija Prototipu pastiprinātājs

Ņemiet vērā orientāciju FET. Ar slīpsvītru svina ir drenāžas, un ir pa labi

---

Low Pass Filter testēšana

Jebkura RF jaudas pastiprinātājs jāseko zemas caurlaides filtru (LPF) , lai samazinātu harmonikas līdz pieņemamam līmenim. Tas, kāds ir šis līmenis nelicencētā lietojumā, ir strīdīgs jautājums, taču, palielinoties izejas jaudai, lielāka uzmanība jāpievērš harmoniskajai nomākšanai. Piemēram, -3dBc trešā harmonika 30W ierīcē ir 1uW, kas, visticamāk, neradīs traucējumus, savukārt -1dBc 30. harmonikas nomākšana 3KW izejā rada 1W jaudu pie trešās harmonikas, kas ir potenciāli problemātiska. Tātad par absolūts līmenis no harmonisko starojuma otrajā, piemēram, ir tāds pats kā pirmais, mēs tagad ir nepieciešams, lai nomāktu trešo harmoniku ar 60dBc.

Šajā dizainā es pieņēmu lēmumu ieviest 7 polu zemu caurlaidības filtru Chebyshev. Tika izvēlēts Čebiševs, jo fāze un amplitūdas viļņošanās caurlaides joslā nebija kritiska, un Čebiševs nodrošina labāku apstāšanās joslas vājinājumu nekā, piemēram, Butterworth. Dizaina apstāšanās josla tika izvēlēta uz 113MHz, nodrošinot 5MHz ieviešanas rezervi no augstākās vēlamās piekļuves joslas frekvences pie 108MHz un apstāšanās joslas sākuma ar 113MHz. Nākamais kritiskais dizaina parametrs bija caurlaides joslas pulsācija. Vienas frekvences konstrukcijai ir parasta prakse izvēlēties lielu caurlaides joslas pulsāciju, piemēram, 1dB, un noregulēt pēdējās caurlaides joslas maksimumu maksimumu vēlamajai izejas frekvencei. Tas nodrošina vislabāko apstāšanās joslas vājināšanu, jo lielāka piekļuves joslas viļņošanās rada ātrāku apstāšanās joslas vājināšanu. Septiņu polu filtram ir 7 reaktīvie elementi, šajā konstrukcijā četri kondensatori un trīs induktori. Jo vairāk stabu, jo labāk apstājas joslas vājināšanās uz sarežģītības palielināšanas un vairāk joslu ievietošanas zaudējumu rēķina. Nepieciešams nepāra skaits polu, jo gan ieejas, gan izejas pretestība bija paredzēta 50R.

Tā kā šis dizains ir platjoslas tīkls, tas ierobežo piekļuves joslas viļņošanos tādā līmenī, lai caurlaides joslas atgriešanās zudums nekļūtu briesmīgs. Izmantojot lielisko Faisyn shareware filtru noformēšanas lietderību (pieejama no FaiSyn RF Design Software mājas lapa) ļauj viegli izpētīt šos kompromisus, un es samierinājos ar pārejas joslas pulsāciju 0.02 dB. Šī programma arī aprēķina filtru vērtības jums un izvada netlist formātā, kas piemērots ievadīšanai populārākajos lineāro ķēžu simulatoros. Ar 7 poliem bija pieejama izvēle izmantot 4 kondensatorus un 3 induktorus vai 3 kondensatorus un 4 induktorus. Es izvēlējos pirmo, pamatojoties uz to, ka tā rezultātā vējš rada vienu komponentu mazāk. Tika pārbaudītas kondensatora vērtības, kas dotas no faisyn programmas, lai pārbaudītu, vai tās ir tuvu vēlamajai vērtībai, kāda tā bija. Ja tie būtu nokrituši starp vēlamajām vērtībām, iespējas ietvertu divu kondensatoru paralēlu savienošanu kopā, kas nevajadzīgi palielina komponentu skaitu, vai smalki pielabo apstājas joslas frekvenci un caurlaides joslas viļņošanos, lai iegūtu vēlamāku vērtību kopu.

Lai īstenotu šo filtru, es nolēmu izmantot standarta izmēra metāla pārklāta kondensatori, ko Unelco vai Semco. Induktori tika izgatavoti no 18 SWG (standarta stieples mērierīces) konservēta vara stieples. Pēc manas pieredzes ir maz ko iegūt, izmantojot sudrabotu vara stiepli. Induktori tika izveidoti ap standarta centru RS or Farnell tweaking rīks (FEC 145-507) - tā diametrs ir 0.25 collas, 6.35 mm. Pretējā gadījumā izmantojiet atbilstoša izmēra urbi. Divi ārējie induktori tika savīti pulksteņrādītāja kustības virzienā, iekšējie - tinumi pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Tas ir mēģinājums samazināt induktoru savstarpējo induktīvo savienojumu, kas mēdz pasliktināt stop joslas vājinājumu. Šī paša iemesla dēļ induktori ir izvietoti 90 ° virzienā viens pret otru, nevis visi taisnā līnijā. Induktori ir pielodēti tieši uz metāla pārklātu kondensatoru cilnēm. Tas samazina zaudējumus līdz minimumam. Rūpīgi uzbūvēts šāda veida filtrs var uzrādīt labāku joslas joslas ievietošanas zudumu nekā 0.2 dB. Šeit ir prototipa vienības testa rezultāti.

Zinot induktoriem nepieciešamās vērtības, es, balstoties uz pieredzi, izdarīju izglītotu minējumu par to, cik daudz pagriezienu man ir vajadzīgs, un pēc tam izmantoju pareizi kalibrētu RF tīkla analizatoru, lai izmērītu manis izveidotā induktivitātes induktivitāti. Tas ir visprecīzākais veids, kā noteikt mazas vērtības induktivitātes vērtību, jo mērījumus var veikt ar faktisko filtra darbības frekvenci. Nosakot vērtību un attiecīgi pielāgojot induktivitātes, jums vajadzētu secināt, ka tad, kad ir izveidots viss filtrs, ir nepieciešams pārsteidzoši maz pielāgot, lai pabeigtu filtra regulēšanu.

Labākais veids, kā noregulēt šo filtru, ir samazināt caurlaides joslas ieejas atdeves zudumu, izmantojot tīkla analizatoru. Samazinot ieejas atdeves zudumu, jūs samazināsiet ieejas joslas pārraides zudumus un caurlaides joslas viļņošanos. The 20MHz span grafiks parāda, ka es sasniedzu caurlaides joslas atgriešanās zaudējumu -18dB. Ja jums nav tīkla analizatora, viss ir mazliet sarežģītāk. Ja jūs vienkārši noregulējat uz vietas frekvenci, iestatiet RF barošanas avotu, lai iebrauktu filtrā, izmantojot virziena jaudas mērītāju. Filtrs tiek izbeigts ar labu 50R slodzi. Tagad uzraugiet atstaroto jaudu, kas atgriežas no filtra, un noregulējiet filtru, lai samazinātu atstaroto jaudu. Ja vēlaties platjoslas veiktspēju, jums tas būs jāmēģina un jādara, sakot, trīs frekvencēs, joslas apakšējā, vidējā un augšējā daļā. Alternatīvi, ja jums ir izdevies pietiekami labi izmērīt induktorus ar citiem līdzekļiem, jūs varat vienkārši samontēt filtru un atstāt to bez turpmākas regulēšanas.

Pielāgojot minimālo caurlaides joslas atgriešanās zudumu, apstāšanās joslas vājināšanās rūpējas par sevi, jums nevajadzētu to noskaņot, jo jūs sajaucat caurlaides joslas ievietošanas zudumu. The 200MHz span grafiks parāda, ka man izdevās noraidīt 36 dB ar 2MHz 88. harmoniku, kas ir vissliktākais gadījums. Atsaucoties uz 600MHz span Grafikā redzams 3rd no 88MHz harmoniku nomāc-55dB, un augstākas rīkojumu par summu, kas ir lielāka par to.

Pastiprinātājs testēšana

Es izmantoju HP 8714C tīkla analizatoru, lai noskaņotu šo pastiprinātāju. Bez piekļuves tīkla analizatoram jums būs jābūt ļoti izgudrojamam, lai pielāgotos platjoslas veiktspējai. Pēc LPF noregulēšanas nākamais uzdevums ir iestatīt FET aizspriedumus. Dariet to ar spektra analizatoru, kas savienots ar izeju (izmantojot attiecīgu daudzumu vājināšanās, vismaz 40dB), lai uzraudzītu viltus svārstības. Pievienojiet ieejai labu 50R slodzi un pievienojiet stabilizētu PSU (barošanas bloku) ar strāvas ierobežojumu, kas iestatīts uz 200mA.

Iestatiet visus trimmerus to diapazona centrā. Izmantojot miniatūros keramikas trimmerus, kad pusmēness metalizācija uz trimmera augšējās plāksnes ir pilnībā izlīdzināta ar trimmera korpusa plakano daļu, trimmeris ir ar maksimālo kapacitāti. Pagrieziet 180 ° no šejienes, lai iegūtu minimālo kapacitāti. Iestatiet R1 minimālajam spriegumam (eksperimentējiet, pirms pielāgojat FET, ja nezināt, kādā veidā tas ir). Lēnām palieliniet barošanas spriegumu no 0V līdz + 28V. Vienīgajai novilktajai strāvai jābūt apmēram 14mA. Tagad noregulējiet R1, lai šim skaitlim pievienotu 100mA. Strāvā, kas tiek ņemta no PSU, nevajadzētu būt pēkšņiem soļiem. Ja tādi ir, pastiprinātājs gandrīz noteikti svārstās.

Ja viss ir kārtībā, izslēdziet. Kalibrējiet tīkla analizatoru. Šajā lietojumprogrammā HP 8714C es normalizēju S11 atvērtā ķēdē un veicu S21 kalibrēšanu ar 40dB vājinājumu līnijā. Acīmredzot izmantotajiem vājinātājiem jābūt vismaz 50 W RF VHF frekvencēs.

Tagad dzīve kļūst nedaudz sarežģīta. Parasti es iesaku apskatīt pastiprinātāja un LPF kombināciju, taču, tā kā LPF pārtraukuma punkts ir tikai 5 MHz virs vēlamās pastiprinātāja caurlaides joslas, tas padara neiespējamu redzēt pastiprinātāja reakcijas formu, ja tas notiek augšējā joslā no 108 MHz . Šī iemesla dēļ es veicu sākotnējo pastiprinātāja iestatīšanu ar apietu LPF, kas ļāva man iestatīt tīkla analizatora diapazonu pietiekami plašu, lai redzētu, kur atrodas pastiprinātāja reakcija.

Ar 0dBm no brauciena, kniebiens prom, lai iegūtu apmēram 15dB guvumu un labāk nekā 10dB par peļņas zaudējumu visā 88 lai 108 MHz (maza signāla pieaugums gabals, Pin = 0 dBm). Tagad pievadiet disku pie pastiprinātāja, atbilstoši atkāpjoties no strāvas ierobežojuma. Jūs ievērosiet, ka, palielinot RF disku, palielināsies pieaugums un uzlabosies ieejas atgriešanās zaudējumi. Šī uzvedība ir FET salīdzinoši vieglā neobjektivitātes sekas. Jūs varētu novirzīt FET uzgriežņus un novirzīt to, teiksim, 0.5A, tas dos jums lielāku ieguvumu zemākos piedziņas līmeņos. Parastām lietojumprogrammām es iesaku izmantot mazāku aizspriedumu. Liela novirze pie maziem izejas līmeņiem samazinās līdzstrāvas līdz RF efektivitāti.

Tagad jums būs jāpastiprina pastiprinātājs ar ventilatoru, ja vien tas nav aprīkots ar milzīgu radiatoru. Izmantojot HP 8714C, jūs varat iegūt + 20dBm avota jaudu (tas ir tas, ko saka ekrānā, tas faktiski ir mazāks par to) (vidēja signāla pieaugums gabals, Pin = + 20 dBm). Izmantojot šo diska līmeni, jūs tagad varat noregulēt 18 līdz 20 dB pieaugumu un zaudējumu atdevi labāk nekā 15 dB. Šajā brīdī es vēlreiz pievienotu LPF un sašaurinātu tīkla analizatora diapazonu līdz 20MHz, kas centrēts uz 98MHz. Pastiprinātāja vadīšana ar jaudu virs 108MHz uz LPF noteikti nav ieteicama. Pirms jūs pārāk aizraujaties, pārslēdzieties uz CW (vislabāk ir pagarināt slaucīšanas slaucīšanu līdz vairākām sekundēm uz CW, lai izvairītos no sajaukšanas ar analizatoriem, kas slaida atpakaļ) un apskatiet spektra analizatora izvadi. Izejai jābūt tīrai, jo sniegs ir sniegs. Neaizmirstiet pārbaudīt, vai izeja ir ar frekvenci, ar kuru jūs aizraujat pastiprinātāju, ja tā nav, tad jūs skatāties uz šausminošu joslas svārstību.

Galīgajai jaudas līdzenuma noregulēšanai, jo man bija piekļuve viedajai RF laboratorijai ar visu nepieciešamo (vienalga, ar testa aprīkojumu), es izmantoju Mini-Circuits ZHL-42W platjoslas pastiprinātāju, lai aktivizētu tīkla analizatora jaudu. es noregulēju pastiprinātāju atbildes reakciju līdzenai ar pilnu izejas jaudu. Galīgais pieauguma grafiks tika ņemts, atbilstoši iestatot avota jaudu un pēc tam veicot kalibrēšanu ar Mini-Circuits pastiprinātāju un jaudas vājinātājiem līnijā. Tas ļāva man uzzīmēt tikai jaudas pastiprinātāja pieaugumu. Pēc tam es pārslēdzos uz lēnu slaucīšanu un, lai precīzi izmērītu RF izejas jaudu, izmantoju kalibrētu RF jaudas mērītāju. Precīzi zinot RF izejas jaudu un pastiprinājumu, man ļāva aprēķināt jaudas pastiprinātāja ieejas jaudu. Šis grafiks parāda, ka jaudas pieaugums ir ēnā zem 20dB un aptuveni 0.3dB plakans visā joslā (lielu signāla pieaugums gabals, Pin = + 26.8 dBm). Kopā ar līdzenuma regulēšanu jāpārbauda efektivitāte. Man izdevās vismaz 60% 88 MHz frekvencē ar 40 W izeju, uzlabojoties ar lielākām izejas jaudām. Es teiktu, ka laba efektivitāte ir svarīgāka par labu līdzenumu. No klausītāju viedokļa atšķirība starp 35W un 45W jaudu ir nenozīmīga, taču, darbinot mazāku jaudu ar labu efektivitāti, FET darbosies vēsāk, kalpos ilgāk un būs izturīgāks pret bojājumu apstākļiem, piemēram, augstu VSWR.

Kāda izejas jauda, ​​kuru izvēlaties beidzot darbināt, ir atkarīgs no jums, MRF171A ar prieku darbosies vismaz 45 W un, iespējams, daudz vairāk, lai gan es to neiesaku. Apmēram 40 līdz 45 W ir daudz - skatiet Kā saglabāt Jūsu Galīgā RF Power Device Alive lai iegūtu vairāk informācijas.

Pastiprinātājs Rezultāti

Pie pastiprinātāja izejas līdz -70dBc trokšņu grīdai nevarēja izmērīt harmonikas. Tas ir sagaidāms, jo ātra izmeklēšana parādīja, ka pastiprinātāja neapstrādātās harmonikas pirms LPF bija aptuveni -40dBc. Jau ir pierādīts, ka filtram ir minimālā 2. harmoniskā apspiešana -35dBc. Nekāda viltus produkcija nebija redzama.

Netika veikti formāli mērījumi ar sliktas izejas VSWR. Es nejauši palaidu pastiprinātāju ar pilnu jaudu uz atvērtu ķēdi uz dažām sekundēm, un tas neizplūda. PSU lietošana ar rūpīgi iestatītu strāvas ierobežojumu palīdzēs novērst pastiprinātāja darbību šajos apstākļos.

---

iesniegums

Kā piemēru pieteikumu par šī pastiprinātāja es Raidījums Noliktavu 1W FM LCD PLL Exciter vadīt 40W platjoslas pastiprinātāju. Lai izvairītos no Broadcast Warehouse vienības pārveidošanas, es izmantoju laboratorijas 3dB BNC spilventiņu starp ierosinātāju un jaudas pastiprinātāju, lai pastiprinātājam nodrošinātu pareizo piedziņas līmeni. Uzbudinātājs tika ieprogrammēts trim dažādām frekvencēm, katrā frekvencē izmērot izejas jaudu un strāvas patēriņu, ļaujot aprēķināt līdzstrāvas līdz RF efektivitāti.

Jaudas pastiprinātāji spriegums = 28V
Exciter barošanas spriegums = 14.0V, Exciter strāvas patēriņš = 200 mA apm.

Broadcast Warehouse ierosinātājā ir ārpusbloķēta RF izslēgšanas iespēja, ko izmanto PLL pārprogrammēšanas laikā, lai RF netiktu ģenerēts, kamēr nav atgūta frekvences bloķēšana. Kad ierosinātāju RF izslēgšanās bija aktīva, pastiprinātāja izeja tika līdzīgi samazināta - ti, pastiprinātājs palika stabils.

---

Secinājumi

Esmu parādījis platjoslas pastiprinātāju, kas pēc tam, kad tas ir noregulēts, vairs nav jāpielāgo, lai aptvertu 87.5–108 MHz FM apraides joslu. Dizains izmanto vismodernāko MOSFET, kas nodrošina gandrīz 20dB pieaugumu ar vienu posmu, tam ir laba DC līdz RF efektivitāte, zems komponentu skaits un to ir viegli izveidot. Detaļu izmaksas nedrīkst pārsniegt 50 GBP, prototipā izmantotie FET maksā mazāk nekā 25 GBP

Ja šis pastiprinātājs tiek izmantots ar platjoslas Exciter un antenas, kā rezultātā kombinācija ļauj lietotājam pārslēgties raidīšanas frekvenci būs bez korekcijām, kas jāizdara vienalga ar pārraides ķēdē.

Pastiprinātājs ir nepieciešama pietiekami liela RF jaudas pieredzi, lai melodija, un piekļuvi profesionālās RF testa iekārtas

---

Nākotnes darba

• Veidot papildu vienības, lai novērtētu atkārtojamībai
• Dizains drukātās shēmas plates
• Uzlabotu stabilitāti ar sliktiem ievades neatbilstība nosacījumiem
• Samazinātu mainīgo komponentu skaits
• Izmeklēt dažādas FET slīpo pašreizējo mainīt pastiprinātāju peļņu

 

---

Veicināja

Ieguldījis Unikālo Elektronika (Woody un Alpy)
"Lūk, jūsu lapā ir MRF171A, 45 vatu mosfeta PCB.
Fails ir bmp formātā. Izmantojiet lāzera plēvi un lāzerprinteri, tas drukās pēc izmēra. "

MRF171A_1_colour.bmp (14 kb)

citu mūsu produktu:

Profesionāla zibensaizsardzības sistēma Tower	Profesionālu FM radiostaciju aprīkojuma komplekts	FMUSER FU-1000C 1000W FM raidītājs ar USB audio ieejas saskarni
FMUSER 200W FM radio apraides pakete	Viesnīcas IPTV risinājums	FMUSER FSN-1000T V5.0 1KW FM radio apraides raidītājs