Zasnovo za 40W širokopasovne VHF RF moč ojačevalnik za FM oddajanje

Predstavitev

Kaj je ta tip za

Za povečanje izhodne moči vzbujevalnikov pasov FM z nizko močjo je na voljo več teh komercialno na voljo, tako v kompletih kot že pripravljenih. Glej Kako biti radijska postaja Skupnosti Za povezave na kritike nekaterih bolj priljubljenih dajalci impulzov.

Kdo je ta oblika za?

• Tisti, ki so seznanjeni z RF elektronike in mehanskih konstrukcijskih tehnik
• Tisti, ki so že uspešno izdelali in preizkusili VHF ojačevalnike (> 10W)

Za sklic glej Uvod v Skupnosti RTV Electronics

Naslednji test opreme bo potrebno nastaviti ojačevalnik:

• Stabiliziran trenutno omejeno napajanje (+ 28V, 3A)
• Multimeter, z 3A ali več sedanjega obsega
• 50W VHF Dummy Load
• RF Power Meter
• FM Vzbujevalnik, s pribl. 26 - 27 dBm izhodne moči
• RF spekter analizator
• RF omrežje analizator ali spektralni analizator z generatorjem za sledenje
• RF moč Atenuator

Ta načrt je NE primeren za začetnike in VHF RF začetnike. Ti ljudje tvegajo naslednje:

• Toplotna in RF opekline
• Električni
• Uničenje dragih komponent RF in preskusne opreme
• Nezaželeno lažen RF sevanja, zaradi motenj drugih uporabnikov elektromagnetnega spektra, s čimer tvegajo obisk države, in posledično tveganje opreme zaplembe, kazni in morda zapor.
• Veliko stres in frustracije.

Zakaj ta design je potrebno

Menim, da kakovost velike večine shem in zasnov za opremo za oddajanje FM, ki so na voljo na internetu, še zdaleč ni zadovoljiva. Glej moje svetovanje pri gradnji iz načrtov na spletu. Zlasti informacije, ki so na voljo na VHF RF ojačevalnikih, so še bolj obupane, na primer modeli, ki uporabljajo dinozavre naprav, kot je TP9380. Ta zasnova temelji na novi napravi MOSFET s pripadajočimi prednostmi

• visok dobiček
• visokim izkoristkom
• enostavnost tuning

Ker je večina spletnih oblik več kot 10 let, bi morala uporaba nedavno predstavljene naprave povečati življenjsko dobo modela. To zasnovo uporabljam tudi kot vozilo, da predstavim količino informacij, ki jih potrebuje tretja oseba, ki ni opremljena z znanjem branja misli, da bi lahko uspešno ustvarila ta ojačevalnik. Bistvo je v tem: če je oseba dovolj usposobljena in izkušena, da lahko gradi nekaj iz pičlih informacij o oblikovanju, na primer zgolj iz sheme, je prav tako sposobna to zgraditi iz nobenih informacij. Nasprotno pa bo oseba, ki ni na tej ravni spretnosti in izkušenj, za uspeh zahtevala podrobna navodila.

---

Oblikovanje Postopek

Oblikovanje ojačevalec temelji na pred kratkim uveden (1998) Motorola MRF171A MOSFET (MRF171A list in PDF format).Ne mešaj tega s starejšo, zdaj ustavljeno, MRF171 napravo.  Januar 2002 - Motorola spremeni svoj RF moč naprave portfelj izdelkov več oftern kot nekateri ljudje spremenijo svoje underparts. Izgleda, da so Motorola raztovoriti te naprave na M /-Com.

Računalniška simulacija

Začetna izvedljivost je bila izvedena z uporabo linearnega RF in mikrovalovnega simulacijskega paketa, natančneje Supercompact. Uporabljena različica je bila 6.0, kar povsem odkrito menim, da je programska oprema uboga in sploh ne priporočam. Za to napravo Motorola zagotavlja S parametre in velike signalne enojne impedance. Parametri S se merijo pri mirujočem odtočnem toku 0.5 A, kar predstavlja korak naprej pri karakterizaciji naprave, saj so bili običajno parametri S merjeni pri dokaj nizkih odtočnih tokovih. Čeprav je to za naprave z majhnim signalom zadovoljivo, je uporaba S-parametrov, izmerjenih pri majhnih odtočnih tokih, pri načrtovanju ojačevalnika moči omejena. 

Čeprav bi informacije o parametru S, izmerjene pri 0.5 A, lahko predstavljale uporabno izhodišče za načrtovanje, se odločim, da zasnovo zasnovan na enojnih impedancah velikega signala. Proizvajalec naprave jih izmeri tako, da prilagodi napravo za najboljše delovanje pri vsaki preskusni frekvenci v splošni preskusni napravi. Nato se testna naprava odstrani in z vektorskim analizatorjem omrežja se izmeri kompleksna impedanca, ki gleda nazaj v ujemajoče se omrežje, medtem ko se te zaključijo s 50 R. Ta postopek se izvede za vhodna in izhodna omrežja za ujemanje. Prednost podatkov velike impedance signala je, da jih je mogoče izmeriti pri dejanski izhodni moči, ki jo ima naprava za ustvarjanje, in so kot taki bolj reprezentativni v scenariju ojačevalnika moči. Upoštevajte, da velike enojne impedance zagotavljajo samo informacije, ki omogočajo sintezo vhodnega in izhodnega omrežja za ujemanje, ne vsebujejo informacij o verjetnem dobičku, učinkovitosti, zmogljivosti hrupa (če je to ustrezno) ali stabilnosti nastalega ojačevalnika.

To je datoteka uporablja za sintezo vhodni omrežja.

* Mrf171i1.ckt; Ime datoteke

* blok definicije spremenljivke, prva vrednost je najmanjša dovoljena vrednost, * tretja je največja dovoljena vrednost, sredina je spremenljivka

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; Pokrovček seznama omrežij 1 2 c = c1 pokrov 2 0 c = c2 ind 2 3 l = l1 pokrov 3 0 c = c3 ind 3 9 l = l2 res 9 0 r = 33; napajalni upor napajanja pristranskosti vrat 9 mrf171ip; referenca do 1 pristaniških podatkov IPNET: 1POR 1; ustvarite novo 1 pristaniško omrežje END FREQ STEP 88MHZ 108MHZ 1MHZ END OPT

* Izjava o nadzoru optimizacije, pove simulatorju, naj optimizira med * 88 in 108 MHz in doseže vhodno povratno izgubo, boljšo od * -24 dB

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

KONČNI PODATKI

* Določite eno pristaniško omrežje, imenovano mrf171ip, s sklicevanjem na kompleksne impedance enakovredne kompleksne serije * velikega signala. Ti podatki so na voljo na frekvencah 4 *

* Določite podatke o parametru Z, realni in namišljeni format, * referenčna impedanca je 1 Ohm

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

Seveda uporaba simulatorja ne nudi nobene pomoči pri izbiri topologije vezja niti začetnih vrednosti za omrežne komponente. Te informacije izhajajo iz izkušenj oblikovanja. Vse vrednosti optimizacije so bile omejene na maksimume in minimume, da je nastalo omrežje izvedljivo.

Sprva je bilo preizkušeno 3-polno omrežje za ujemanje, ki pa ni moglo zagotoviti dovolj širokopasovnega ujemanja na 20 MHz. Uporaba 5-polnega vezja je omogočila doseganje cilja optimizacije. Upoštevajte, da je v simulacijo vključena pristranskost vrat 33R, saj to pomaga odpraviti Q vhodnega omrežja in izboljša stabilnost končnega ojačevalnika.

Podoben postopek je bil izveden za izhodno omrežje. Pri tej simulaciji je bil v simulacijo vključen odtočni dovod. Čeprav na prvi pogled vrednost te dušilke ni kritična, če dobi preveliko stabilnost, jo je mogoče vključiti, če postane premajhna, postane del omrežja za ujemanje izhodov, kar v tem primeru ni bilo zaželeno .

Izbira sestavnih delov

Ker je vhodna moč le pol vata, so bili v vhodnem ujemajočem vezju uporabljeni standardni keramični kondenzatorji in trimerji. L1 in L2 (glej shematični) bi jih lahko naredili veliko manjše, vendar bi jih ohranili velike zaradi skladnosti z induktorji, ki se uporabljajo v izhodnem omrežju. V izhodnem omrežju so bili s kovinskimi kondenzatorji, prevlečenimi s sljudo, in trimeri za stiskanje sljude uporabljeni za obvladovanje moči in zmanjšanje izgub komponent na minimum. Širokopasovna dušilka L3 zagotavlja nekaj reaktancije z izgubo pri nižjih RF frekvencah, C8 skrbi za ločevanje AF (avdio frekvence).

Uporaba N-kanalnega MOSFET-a za izboljšanje (pozitivna napetost odkloni napravo do prevodnosti) pomeni, da je vezje prednapetosti preprosto. Potencialni delilnik odstrani zahtevano napetost iz nizke napetosti, stabilizirane s 5.6V cener diodo. Drugi 5.6V cener D2 je vgrajen kot previdnostni ukrep za zagotovitev, da na vrata FET ne deluje prevelika napetost, kar bi zagotovo povzročilo uničenje naprave. Puristi bi temperaturo stabilizirali prednapetostni tok, a ker pristranskost v tej aplikaciji ni kritična, se s tem ni motilo.

Zaradi nizke RF vhodne moči je bila za RF vhod uporabljena vtičnica BNC. Za RF izhod sem uporabil tip N, za približno 5 W ne uporabljam BNC in ne maram UHF konektorjev. Osebno ne priporočam uporabe UHF konektorjev nad 30 MHz.

---

Gradnja

Ojačevalnik je bil izdelan v majhni aluminijasti škatli. RF vhodne in izhodne povezave so narejene s koaksialnimi vtičnicami. Napajanje poteka skozi keramični dovodni kondenzator, pritrjen na steno škatle. Rezultat te konstrukcijske tehnike je odlično zaščito, ki preprečuje uhajanje RF sevanja iz ojačevalnika. Brez njega bi lahko sevali znatne količine radiofrekvenčnega sevanja, ki bi vplivalo na druga občutljiva vezja, kot so VCO in zvočni oder, prav tako bi lahko prišlo do znatnih količin harmoničnega sevanja. 

Podnožje napajalne naprave se nahaja skozi izrez v tleh tlačne škatle in je pritrjeno neposredno na majhen ekstrudiran aluminijast hladilnik. Druga možnost bi bila osnova napajalne naprave, ki sedi na tleh tlačne škatle. To ni priporočljivo iz dveh razlogov, ki se ukvarjata z zagotavljanjem učinkovite poti za odvajanje toplote iz FET. Prvič, tla tlačne omare niso posebej gladka, kar ima za posledico slabo toplotno pot. Drugič, če imajo tla tlačno ohišje na toplotni poti, uvajamo več mehanskih vmesnikov in s tem večjo toplotno odpornost. Druga prednost izbrane konstrukcijske tehnike je, da pravilno poravna kable naprave z zgornjo ploskev vezja.

Za uporabo določenega hladilnika bo potrebna uporaba prisilnega zračnega hlajenja (ventilator). Če ne nameravate uporabljati ventilatorja, boste potrebovali veliko večji hladilnik, ojačevalnik pa naj bo nameščen tako, da bo hladilnik navpično navpičen, da se čim bolj ohladi z naravno konvekcijo.

Vezje je sestavljeno iz kosa materiala iz PCB (tiskanega vezja) iz steklenih vlaken, prevlečenega z 1 oz Cu (bakra) na vsaki strani. Wainwrighta sem uporabil za oblikovanje vozlišč - to so v bistvu samolepilni koščki kositranega enostranskega PCB materiala, narezani na velikost z zajetnimi pari stranskih rezalnikov. Preprosta alternativa je uporaba kosov enostranskega PCB-materiala debeline 1.6 mm, razrezanih po velikosti in nato konzerviranih. Lepijo na podlago z lepilom tipa cianoakrilat (npr. Super lepilo ali Tak-pak  FEC 537-044). Ta metoda konstrukcije povzroči, da je zgornja stran PCB-ja odlična ozemljitvena plošča. Edina izjema pri tem sta dve blazinici za zapor in odtok FET. Ustvarili so jih tako, da smo z ostrim skalpelom skrbno zarezali zgornjo plast bakra in nato s pomočjo drobne konice spajkalnika in skalpela odstranili delce bakra. Z vodenjem železne konice vzdolž izoliranega kosa bakra lepilo razrahlja toliko, da se Cu odlepi s skalpelom. Tako ustvarjena vratna obloga je dobro vidna v fotografija prototipa

Ko sem naredil odprtino na tiskani plošči, da se je podnožje napajalne naprave lahko zasidralo, sem skozi režo zavil bakreni trak, da sem združil zgornjo in spodnjo talno ravnino. To je bilo narejeno na dveh mestih, pod zavihki vira. Bakreni trak je bil nato spajkan zgoraj in spodaj.

Poglej fotografija za predlagane položaje komponent. Navpični zaslon na desni strani ohišja je kos dvostranskega materiala PCB, ki je na obeh straneh spajkan na zgornjo ravnino tal. To je poskus izboljšanja končne harmonične zavrnitve z zmanjšanjem spenjanja med induktorji, ki tvorijo izhodno ujemanje, in induktorji, ki tvorijo LPF. Za to vrsto spajkanja bo potreben spajkalnik 60 W ali več - po možnosti temperaturno nadzorovan. Ta likalnik bo preveč na vrhu za manjše komponente, zato bo potreben tudi manjši likalnik.

Kot je navedeno v nadaljevanju, so LPF tuljave vgrajena neposredno na karticah kovinske obloge kondenzatorjev.

Predlagane Grobo in Ready Gradbeništvo Postopek

1. Izrezala košček obojestranskega PCB materiala za glavnega odbora (pribl. 100 x 85mm)
2. Z izbiro svedrov in datotek ustvarite zaslonko za FET. Po potrebi uporabite FET kot predlogo, vendar je ne razstrelite s statiko. Poskrbite, da boste na koncu dobili odtok na desni strani.
3. Izvrtajte šest lukenj v PCB, to so, da imajo PCB na polje tlačno ulitega
4. Postavite PCB v polju in uporabite luknje v PCB za vrtanje skozi okno
5. Začasno privijte PCB na polje
6. Ugotovite, kam gre hladilnik, pod škatlo. Naprava naj konča proti sredini hladilnika. Ali izvrtajte še nekaj lukenj skozi celotno serijo in ponovno uporabite nekaj obstoječih lukenj za PCB / škatle in jih razširite navzdol skozi hladilnik. Začasno privijte hladilnik na sklop PCB / škatle. Ko pogledate na vrh škatle, boste zdaj videli razkrit kos hladilnika, enake velikosti kot osnova FET-a.
7. Rig sami gor nekaj statičnega zaščito (če imaš stari prepihani-up napravo ali bipolarno napravo v istem paketu vam ne bo treba ukvarjati s tem) in spustite napravo v odprtino v plošči.
8. Uporaba FET da daš stališča središče svojega "luknjami
9. Ponovno vzemi vse na koščke. V hladilniku naredite dve luknji za FET
10. Izvrtajte luknje v dveh koncih polje za RF priključke in feedthrough kondenzator
11. PCB, zgoraj in spodaj, kositrite z velikim likalnikom. Uporabite ravno toliko spajke, da dobite gladko površino, vendar ne preveč, da ustvarite dvignjena območja spajkanja, zlasti na dnu, saj bodo ta preprečila, da bi PCB sedel ravno ob tla škatle.
12. Ustvariti dva otoka za FET vrata in možganov, kot je opisano v zgornjem odstavku
13. Spajka baker trak med zgornjim in spodnjim obraze PCB pod njim, kjer bo vir TAB
14. Ustvarite PCB otoke, jim kositer, jih nalepite na tiskanem vezju z uporabo fotografija kot vodnik
15. Ustvarite in prilagodite zaslon med ojačevalnikom in območja LPF
16. Fit vse komponente preostale PCB, z izjemo FET
17. Namestite PCB na polje in ohisja
18. Fit in povezati in RF konektorji in krme skozi kondenzator
19. Ponovno z antistatičnimi previdnostmi na podlago FET nanesite čim tanjši neprekinjeni film paste za prenos toplote. To lahko priročno naredite z leseno koktajlno palico
20. Upognite zadnjih 2 mm vsakega od vodov FET. Tako ga boste po potrebi lažje odstranili
21. Privijte FET na hladilnik. Preveč ohlapno in naprava se bo pregrela, pretesna in izkrivili boste prirobnico naprave in se spet pregrela. Če imate izvijač z navorom, poiščite priporočeni navor in ga uporabite. 
22. Če ste pravilno razumeli navodila, bodo jezički naprave delno nad PCB-jem. Spajte FET z velikim likalnikom, najprej viri, nato odtok, nazadnje vrata. Med namestitvijo FET boste morda morali odklopiti L4 in L5, vendar ne odklopite R3, ker to zagotavlja statično zaščito naprave.

shematski

Seznam delov

Opombe

1. Del številke Farnell je samo za vodnika - drugi enakovredni deli se lahko zamenjajo.
2. Kovine, prevlečene kondenzatorji so bodisi Semco Serija MCM, serija Unelco J101, Underwood, oz Arco MCJ-101 serije voljo, med drugimi mesti, RF Deli.
3. MRF171A voljo BFI (Velika Britanija), Richardson or RF Deli (US)
4. Arco ali Sprague kose so na voljo Komunikacijski koncepti (US)
5. 18 SWG (standardni presek žice) je približno 1.2mm premer
6. 22 SWG (standardni presek žice) je približno 0.7mm premer
7. Če želite izdelati induktorje, zavijte potrebno število zavojev okoli primerno velikega kotla, najprej uporabite en razmik med premeri žice med vsakim zavojem. Nato zavoje povlecite narazen, da dobite dolžino, potrebno v tabeli s seznami delov. Končno preverite vrednost z omrežnim analizatorjem in jo prilagodite.
8. Izjema od zgornjega pravila razmik je L4, ki je blizu rane.
9. Bakrena folija je na voljo od obrtnih trgovinah (ki se uporablja v izdelavi VITRAŽ)
10. / R = kot je zahtevano

Fotografija prototipa ojačevalnikom

Opomba usmerjenost FET. Vodstvo z poševnice, možganov in je prav

---

Nizkoprepustni filter Testiranje

Vsako RF ojačevalnik mora slediti nizkoprepustni filter (LPF) za zmanjšanje harmonike na sprejemljivo raven. Kakšna je ta raven v nelicencirani aplikaciji, je sporno, toda ko se izhodna moč poveča, je treba več pozornosti nameniti zatiranju harmonike. Na primer, 3. harmonika -30dBc na enoti 1W je 1uW, kar verjetno ne bo povzročalo težav, medtem ko zaviranje 30. harmonike -3dBc na izhodu 1KW povzroči 1W moči na tretji harmoniki, kar je potencialno problematično. Torej za absolutna raven harmoničnega sevanja v drugem primeru, enako kot prvi, moramo zdaj zatiranje tretje harmonske z 60dBc.

Pri tej zasnovi sem se odločil za uporabo 7-polnega nizkoprepustnega filtra Chebyshev. Chebyshev je bil izbran, ker fazno in amplitudno valovanje znotraj pasovnega pasu ni bilo kritično, Chebyshev pa daje boljše oslabitev pasu zaustavitve kot recimo Butterworth. Konstrukcijski pas je bil izbran na 113MHz, kar daje 5MHz izvedbene meje od najvišje želene frekvence pasovnega pasu pri 108MHz in začetka zaustavitvenega pasu pri 113MHz. Naslednji kritični konstrukcijski parameter je bil valovanje pasovnega pasu. Za enofrekvenčno zasnovo je običajna praksa, da izberemo veliko valovanje pasovnega pasu, na primer 1dB, in nastavimo vrh maksimuma zadnjega pasovnega pasu na želeno izhodno frekvenco. To daje najboljše slabljenje zaustavitvenega pasu, ker večje valovanje pasovnega pasu povzroči hitrejše slabljenje zaustavitvenega pasu. Sedempolni filter ima 7 reaktivnih elementov, v tej izvedbi štiri kondenzatorje in tri induktorje. Več polov, boljše je slabljenje zaustavitvenega pasu na račun večje zapletenosti in več izgub pri vstavljanju pasovnega pasu. Zahtevano je neparno število polov, saj je bila vhodna in izhodna impedanca zasnovana na 50R.

Ker je ta zasnova širokopasovna, to omejuje valovanje pasovnega pasu na takšno raven, da izguba zaradi vračanja pasovnega pasu ne postane strašna. Uporaba odličnega pripomočka za načrtovanje filtrov Faisyn (na voljo pri: FaiSyn RF Design Software Spletna stran) omogoča enostavno preučevanje teh kompromisov, zato sem se strinjal z valovanjem pasovnega pasu 0.02 dB. Ta program za vas izračuna tudi vrednosti filtrov in prikaže seznam omrežij v obliki, primerni za vnos v najbolj priljubljene simulatorje linearnih vezij. Pri 7 polih je bila na voljo izbira za uporabo 4 kondenzatorjev in 3 induktorjev ali 3 kondenzatorjev in 4 induktorjev. Izbral sem prvega z utemeljitvijo, da ima za posledico eno manj komponento za vetrovanje. Vrednosti kondenzatorjev, podane iz programa faisyn, so bile pregledane, da bi preverili, ali so blizu želene vrednosti, kar so bile. Če bi padli med želene vrednosti, bi možnosti vključevale vzporeditev dveh kondenzatorjev skupaj, kar po nepotrebnem poveča število komponent ali nežno prilagajanje frekvence zaustavitvenega pasu in valovanja pasu, da bi dobili bolj zaželen niz vrednosti.

Za izvajanje filter, sem se odločil uporabiti standardne velikosti s kovinsko prevleko kondenzatorje, ki jih Unelco ali Semco. Induktorji so bili izdelani iz 18 pocinkanih bakrenih žic SWG (standardni merilnik žice). Po mojih izkušnjah lahko malo uporabimo posrebreno bakreno žico. Induktorji so bili oblikovani okrog središča etalona RS or Farnell tweaking orodje (FEC 145-507) - ta ima premer 0.25 palca, 6.35 mm. V nasprotnem primeru uporabite sveder primerne velikosti. Zunanja dva induktorja sta bila navita v nasprotni smeri urnega kazalca. S tem se poskuša zmanjšati medsebojno induktivno spenjanje med induktorji, kar ponavadi poslabša slabljenje zapornega pasu. Iz istega razloga so induktorji nameščeni med seboj pod kotom 90 ° in ne vsi v ravni črti. Induktorji so spajkani neposredno na jezičke kovinsko oblečenih kondenzatorjev. Tako so izgube minimalne. Skrbno izdelan tovrstni filter lahko kaže izgubo vstavljanja pasovnega pasu, boljšo od 0.2 dB. Tu so rezultati preskusov za prototipno enoto.

Ker sem poznal zahtevane vrednosti za induktorje, sem na podlagi izkušenj izvedel, koliko obratov potrebujem, nato pa z ustrezno kalibriranim RF-analizatorjem omrežja izmeril induktivnost induktorja, ki sem ga ustvaril. To je daleč najbolj natančen način za določanje vrednosti induktivnosti majhne vrednosti, saj je meritev mogoče izvesti pri dejanski delovni frekvenci filtra. Ko ste izmerili vrednost in ustrezno prilagodili induktivnosti, boste ugotovili, da je pri izdelavi celotnega filtra za dokončno nastavitev filtra potrebno presenetljivo malo prilagoditev.

Najboljši način za nastavitev tega filtra je zmanjšanje povratne izgube vhodnega pasu z uporabo analizatorja omrežja. Z zmanjšanjem izgube vhodnega povratka boste zmanjšali izgubo prenosa pasov in valovanje pasu pasu. The 20MHz span graf prikazuje, da sem dosegel povratno izgubo pasovnega pasu -18dB. Če nimate omrežnega analizatorja, so stvari nekoliko bolj zapletene. Če se samo nastavljate za točkovno frekvenco, nastavite RF vir moči, da v filter vstopite prek usmerjevalnega merilnika moči. Filter je zaključen z dobro obremenitvijo 50R. Zdaj spremljajte odsevno moč, ki se vrača iz filtra, in nastavite filter, da zmanjša odsevno moč. Če želite širokopasovne zmogljivosti, boste morali to poskusiti na primer na treh frekvencah, spodnji, srednji in zgornji del pasu. Če pa ste induktorje uspeli dovolj dobro izmeriti z drugimi sredstvi, lahko samo sestavite filter in ga pustite pri tem, brez dodatnih nastavitev.

Ko smo prižgali minimalno vrnitev izgube pasovnega pasu, oslabitev pasu poskrbi zase, zato se ne smete uglasiti, saj boste zmotili izgubo vstavljanja pasovnega pasu. The 200MHz span graf prikazuje, da mi je uspelo zavrniti 36dB na 2. harmoniki 88MHz, kar je najslabši primer. Sklicujoč se na 600MHz span Graf prikazuje 3rd harmonik 88MHz zatrla-55dB ter višjih redov za znesek, večji od tega.

Ojačevalnik Testiranje

Za nastavitev tega ojačevalnika sem uporabil omrežni analizator HP 8714C. Brez dostopa do analizatorja omrežja boste morali biti izjemno iznajdljivi, da se prilagodite širokopasovnim zmogljivostim. Po nastavitvi LPF je naslednja naloga nastavitev pristranskosti FET. Naredite to z analizatorjem spektra, priključenim na izhod (preko ustreznega zneska za slabljenje, vsaj 40dB) za spremljanje lažnih nihanj. Na vhod priključite dobrih 50R obremenitve in priklopite stabiliziran PSU (napajalno enoto) s trenutno omejeno vrednostjo 200mA.

Vse obrezovalnike nastavite na sredino njihovega dosega. Z navedenimi miniaturnimi keramičnimi obrezovalniki, ko je polmesečna metalizacija na zgornji plošči obrezovalnika v celoti poravnana s ploščo na telesu obrezovalnika, je obrezovalnik v največji kapacitivnosti. Za najmanjšo kapacitivnost od tod zavrtite za 180 °. Nastavite R1 za minimalno napetost (poskusite, preden namestite FET, če ne veste, v katero smer je to). Počasi povečujte napajalno napetost od 0V do + 28V. Edini porabljeni tok mora biti tisti, ki ga vzame prednapetostno vezje, približno 14 mA. Zdaj prilagodite R1, da tej številki dodate 100 mA. V toku, ki ga vzamemo iz PSU, ne sme biti nobenih nenadnih korakov. Če obstajajo, ojačevalec skoraj zagotovo niha.

Če je vse v redu, izklopite. Umerite analizator omrežja. Na HP 8714C za to aplikacijo normaliziram S11 v odprt tokokrog in izvedem skoznjo kalibracijo na S21 s 40dB dušenja v vrsti. Očitno je, da morajo biti uporabljeni atenuatorji ocenjeni na najmanj 50W RF pri VHF frekvencah.

Zdaj se življenje nekoliko zaplete. Običajno priporočam ogled kombinacije ojačevalnika in LPF, toda ker je prekinitvena točka LPF le 5MHz nad želenim pasovnim pasom ojačevalnika, je nemogoče videti odzivno obliko ojačevalnika, če je to navzgor od 108MHz. . Iz tega razloga sem opravil začetno nastavitev ojačevalnika z zaobljenim LPF-jem, kar mi je omogočilo, da sem nastavil razpon omrežnega analizatorja dovolj široko, da sem videl, kje je odziv ojačevalnika.

Z 0dBm pogona, poteg stran, da bi dobili približno 15dB od dobička in bolje kot 10dB izgube vrnitvi čez 88 za 108 MHz (majhen signal, dobiček plot, Pin = 0 dBm). Zdaj dvignite pogon na ojačevalnik in ustrezno premaknite trenutno omejitev. Opazili boste, da se bo s povečanjem RF pogona povečal dobiček in izboljšala vhodna povratna izguba. To vedenje je posledica sorazmerno rahlega pristranskosti FET. Lahko odvrnete matice iz FET-a in, če je recimo 0.5A, boste dobili več dobička pri nižjih pogonskih nivojih. Za običajne aplikacije priporočam uporabo nižje pristranskosti. Visoka pristranskost pri majhnih izhodnih ravneh bo zmanjšala enosmerni tok na radiofrekvenčno učinkovitost.

Zdaj morate ojačevalnik hladiti z ventilatorjem, razen če ste ga opremili z ogromnim hladilnikom. S HP 8714C lahko dobite + 20dBm vira energije (tako piše na zaslonu, dejansko je manj kot to) (srednje signala dobiček plot, Pin = + 20 dBm). S to stopnjo pogona lahko zdaj nastavite za 18 do 20 dB dobička in povratne izgube, ki je boljša od 15 dB. Na tej točki bi znova priklopil LPF in omejil obseg analizatorja omrežja na 20 MHz s središčem na 98 MHz. Gonilnik ojačevalnika nad 108 MHz pri moči v LPF vsekakor ni priporočljiv. Preden se preveč zanesete, preklopite na CW (najbolje, da podaljšate pometanje na nekaj sekund na CW, da se izognete zmedi, ko analizator preletite nazaj) in si oglejte rezultate na analizatorju spektra. Izhod mora biti čist kot gnani sneg, ne pozabite preveriti, ali je izhod na frekvenci, s katero vznemirjate ojačevalnik, če ne, boste gledali grozljivo nihanje v pasu.

Za končno nastavitev ravnosti moči, ker sem imel dostop do pametnega RF-laboratorija z vsem, kar bi lahko potrebovali (vseeno pametno preizkusno opremo), sem za povečanje izhoda omrežnega analizatorja uporabil širokopasovni ojačevalnik Mini-Circuits ZHL-42W. meni, da nastavim odziv ojačevalnika na ravno izhodno moč. Končni prikaz ojačenja je bil narejen z ustrezno nastavitvijo vira in nato s kalibracijo z ojačevalnikom Mini-Circuits in vgrajenimi dušilniki moči. To mi je omogočilo, da narišem samo dobiček ojačevalnika. Nato sem prešel na počasno čiščenje in uporabil kalibriran RF merilnik moči za natančno merjenje izhodne moči RF. Natančno poznavanje izhodne moči in dobička RF mi je omogočilo izračun vhodne moči ojačevalnika. Ta ploskev kaže, da je porast moči v senci pod 20dB in približno 0.3dB ravno v pasu (Velik signala dobiček plot, Pin = + 26.8 dBm). V povezavi z nastavitvijo ravnosti je treba preveriti učinkovitost. Uspelo mi je najmanj 60% pri 88MHz pri 40W out, izboljšal sem se z večjimi izhodnimi močmi. Rekel bi, da je dobra učinkovitost bolj pomembna kot dobra ravnost. Z vidika poslušalcev je razlika med 35 in 45 W moči zanemarljiva, toda delovanje z nižjo močjo z dobrim izkoristkom pomeni, da bo FET deloval hladneje, trajal dlje časa in bo bolj odporen na razmere napak, kot je visok VSWR.

Katero izhodno moč boste izbrali za končno delovanje, je odvisno od vas, MRF171A bo z veseljem obratoval vsaj 45 W in verjetno še veliko več, čeprav tega ne priporočam. Okoli 40 do 45 W je dovolj - glej Kako, da obdržite vaš Končna RF Napajalnika Alive za več informacij.

Ojačevalnik Rezultati

Na izhodu ojačevalnika do dna hrupa -70dBc ni bilo mogoče izmeriti nobenih harmonikov. To je pričakovati, saj je hitra preiskava pokazala surove harmonike ojačevalnika pred LPF na približno -40dBc. Dokazano je že, da ima filter najmanj 2. harmonično dušenje -35dBc. Noben lažen izhod ni bil viden.

Formalnih meritev s slabimi izhodnimi VSWR ni bilo. Ojačevalnik sem po naključju za nekaj sekund zagnal s polno močjo v odprt krog in ni razstrelil. Uporaba PSU s skrbno nastavljeno omejitvijo toka bo v teh pogojih preprečila, da bi ojačevalnik naredil kaj neumnega.

---

uporaba

Kot primer vloge za ta ojačevalec sem uporabil Oddaja Skladišče 1W FM LCD PLL Exciter za pogon 40W širokopasovnega ojačevalnika. Da bi se izognil spreminjanju enote Broadcast Warehouse, sem uporabil laboratorijsko 3dB BNC blazinico med vzbujevalnikom in ojačevalnikom, da sem ojačevalniku zagotovil pravo pogonsko raven. Vzbujevalnik je bil programiran za tri različne frekvence, pri vsaki frekvenci pa je bila izmerjena izhodna moč in poraba toka, kar je omogočilo izračun učinkovitosti enosmernega in RF signala.

Napajalna napetost ojačevalnik = 28V
Napetost Vzbujevalnik = 14.0V, Exciter tok = 200 mA pribl.

Vzbujevalnik Broadcast Warehouse vključuje zunanji RF sistem za zaustavitev, ki se uporablja med reprogramiranjem PLL, tako da se RF ne generira, dokler frekvenčna zapora ni ponovno vzpostavljena. Ko je bila aktivna radiofrekvenčna zaustavitev vzbujevalcev, se je izhod ojačevalnika podobno zmanjšal - tj. Ojačevalnik je ostal stabilen.

---

zaključek

Pokazal sem širokopasovni ojačevalnik, ki po nastavitvi ne zahteva dodatnih nastavitev, da bi pokrival radiofrekvenčni pas od 87.5 do 108 MHz. Zasnova uporablja najsodobnejši MOSFET, ki z enim samim korakom zagotavlja skoraj 20dB ojačanja, ima dobro DC do RF učinkovitost, nizko število komponent in je enostaven za izdelavo. Stroški delov ne smejo presegati 50 GBP, FET, uporabljen v prototipu, pa manj kot 25 GBP

Če je ta ojačevalec uporablja s širokopasovno dajalcem impulzov in antena, ki izhaja kombinacija omogoča uporabniku, da nekako preklopite oddajno frekvenco po svoji volji, brez popravkov, potrebnih v oddajni verigi.

Ojačevalnik zahteva precejšnjo stopnjo moči RF izkušenj z melodijo, in dostop do strokovnega RF testne opreme

---

Prihodnje delo

• Graditi dodatne enote za oceno ponovljivosti
• Načrtovanje tiskanih vezij
• Izboljšanje stabilnosti v slabih vhodnih pogojih slabo usklajenost
• Zmanjšajte spremenljivo število komponent
• Raziskati različne FET pristranskosti trenutni spreminjanja ojačevalnika dobiček

 

---

Prispevala

Prispevali Unique Electronics (Woody in Alpy)
"Tukaj je tiskana vezja za MRF171A, 45-vatni MOSFET, na vaši strani.
Datoteka je v formatu BMP. Uporabite laserski film in laserski tiskalnik, ki se bo natisnil v velikost. "

MRF171A_1_colour.bmp (14 kb)

Naš drugi izdelek:

15W FM oddajnik z anteno	Ekonomičen Celotna radijska postaja FM	3KW Rack FM radijski oddajnik
5KW analogni TV oddajnik	Krožno polarizirane FM antene	Štiri Slot Sew TV Antenna