עיצוב למגבר כוח פס רחב VHF RF 40W לשידור FM

מבוא

מה זה עיצוב הוא עבור

כדי להגביר את הספק היציאה של מציתים לשידורי FM בעלי הספק נמוך, מספר אלה זמינים באופן מסחרי, הן כערכות ומוכנות. לִרְאוֹת איך להיות תחנת רדיו קהילתית עבור קישורים לביקורות של חלק מexciters יותר הפופולרי.

מי העיצוב הזה?

• מי שמכירים את האלקטרוניקה RF וטכניקות המבניות מכאניות
• מי שכבר בנה ובדק בהצלחה מגברי כוח VHF (> 10W)

לקבלת הפניה, ראה מבוא לקהילת תחנת רדיו אלקטרוניקה

ציוד הבדיקה הבא יהיה צורך לכוון את המגבר:

• אספקת חשמל Stabilised הנוכחית מוגבלת (+ 28V, 3A)
• מודד, עם 3A או טווח נוכחי גדול יותר
• 50W VHF טען דמה
• RF Power Meter
• FM exciter, עם כ. 26 - תפוקת כוח dBm 27
• מנתח ספקטרום RF
• Analyser RF רשת או מנתח ספקטרום עם גנרטור מעקב
• RF כוח מחליש

עיצוב זה הוא לא מתאים למתחילים ולמתחילים ב- VHF RF. אנשים אלה מסתכנים בסיכונים הבאים:

• כוויות תרמי ו-RF
• המה
• הרס של רכיבי RF וציוד בדיקה יקרים
• קרינה לא רצויה מזויפת RF, וכתוצאה מכך להפרעה למשתמשים אחרים של הספקטרום האלקטרומגנטי, ובכך מסכנת את הביקור מהמדינה, וכתוצאה מכך סיכון של החרמת ציוד, קנסות, ואולי גם מאסר.
• הרבה מתח ותסכול.

למה העיצוב הזה הוא הכרחי

אני מאמין שהאיכות של הרוב המכריע של הסכימות והעיצובים של ציוד שידור FM הזמין באינטרנט רחוקה מלהיות מספקת. תראה אותי ייעוץ בבנייה מתוכניות באינטרנט. בפרט המידע הזמין על מגברי כוח VHF RF הוא נואש עוד יותר, למשל עיצובים המשתמשים בדינוזאורים של מכשירים כגון TP9380. עיצוב זה מבוסס על מכשיר MOSFET חדש, עם היתרונות הנלווים של

• רווח גבוה
• יעילות גבוהה
• קלות הכוונון

היות ורוב העיצובים באינטרנט הם בני יותר מ -10 שנים, השימוש במכשיר שהוצג לאחרונה אמור למקסם את אורך החיים השימושי של העיצוב. אני גם משתמש בעיצוב זה ככלי להדגמת כמות המידע הנדרשת לצד שלישי שאינו מצויד בכישורי קריאת מחשבות כדי לבנות בהצלחה מגבר זה. העניין הוא זה: אם אדם מיומן ומנוסה בכדי לבנות משהו ממידע עיצובי דל, למשל רק סכמטי, הוא באותה מידה מסוגלים לבנות אותו מאין מידע בכלל. לעומת זאת, אדם שאינו ברמת מיומנות וניסיון זו ידרוש הוראות מפורטות כדי להצליח.

---

נוהל עיצוב

עיצוב המגבר מבוסס על מוטורולה הציגה לאחרונה (1998) MRF171A MOSFET (גיליון נתונים MRF171A in PDF תבנית).אל תבלבל את זה עם המכשיר הישן יותר, עכשיו שהופסק, MRF171.  ינואר 2002 - מוטורולה משנה את תיק ההשקעות שלהם RF כוח מכשיר המוצר יותר oftern מכמה אנשים לשנות את גחונם. זה נראה כמו מוטורולה פרקה את המכשיר על לז /-com.

הדמיית מחשב

ההיתכנות הראשונית בוצעה באמצעות חבילת סימולציה של RF ומיקרוגל, במיוחד Supercompact. הגרסה שהייתה בשימוש הייתה 6.0, אשר למען האמת אני מחשיב פיסת תוכנה דלה ועציבה ואינה ממליצה כלל. עבור מכשיר זה, מוטורולה מספקת פרמטרים S ועכבות חדות עם אותות גדולים. פרמטרי ה- S נמדדים בזרם ניקוז שקט 0.5 A, המייצג צעד קדימה באפיון המכשיר, שכן באופן מסורתי פרמטרים S נטו להימדד בזרמי ניקוז נמוכים למדי. אמנם זה משביע רצון עבור מכשירים עם אות קטן, אך השימוש בפרמטרים S הנמדדים בזרמי ניקוז קטנים מוגבל לתכנון מגברי הספק. 

בעוד שפרמטר ה- S שנמדד ב- 0.5 A יכול היה לספק נקודת התחלה שימושית בתכנון, אני בוחר לבסס את העיצוב על עכבות האות הגדולות. אלה נמדדים על ידי יצרן המכשיר על ידי כוונון המכשיר לביצועים הטובים ביותר בכל תדר בדיקה במתקן בדיקה כללי. לאחר מכן מסירים את מכשיר הבדיקה, ומנתח רשת וקטורי משמש למדידת העכבה המורכבת במבט לאחור לרשת התואמת, בעוד שאלה מסתיימים עם 50 ר '. הליך זה מתבצע עבור רשתות התאמת כניסה ופלט. היתרון בנתוני עכבת האות הגדולים הוא בכך שניתן למדוד אותם בכוח המוצא בפועל שהמכשיר נועד לייצר, וככאלה הם מייצגים יותר בתרחיש מגבר הספק. שימו לב שהעכבות הגדולות-יחידות מספקות רק מידע כדי לאפשר סינתזה של רשת התאמת כניסה ופלט, והן אינן מספקות מידע לגבי העלייה, היעילות, ביצועי הרעש (אם רלוונטי) או היציבות של המגבר המתקבל.

זה הקובץ המשמש ללסכם רשת הקלט.

* Mrf171i1.ckt; שם של קובץ

* בלוק הגדרה משתנה, הערך הראשון הוא הערך המינימלי המותר, * השלישי הוא הערך המקסימלי המותר, האמצעי הוא משתנה

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; מכסה netlist מעגל 1 2 c = c1 cap 2 0 c = c2 ind 2 3 l = l1 cap 3 0 c = c3 ind 3 9 l = l2 res 9 0 r = 33; נגד הזנת הטיה בשער אחד 9 mrf171ip; הפניה לנתוני יציאה אחת IPNET: 1POR 1; צור רשת 1 יציאות חדשה END FREQ STEP 1MHZ 88MHZ 108MHZ ENT OPT

הצהרת בקרת אופטימיזציה, אומרת לסימולטור לבצע אופטימיזציה בין * 88 ל -108 מגה הרץ, ולהשיג אובדן החזרת קלט של יותר מ * -24 dB

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

נתונים בסוף

* הגדר רשת יציאה אחת בשם mrf171ip, תוך התייחסות לעכבות מורכבות המקבילות בסדרה * הגדולה. נתונים אלה זמינים בנקודות תדר של 4 *

* הגדר מידע על פרמטר Z, פורמט אמיתי ודמיוני, * עכבת הפניה היא 1 אוהם

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

כמובן, השימוש בסימולטור אינו מספק שום סיוע בבחירת טופולוגיית המעגלים, וגם לא בערכי ההתחלה של רכיבי הרשת. מידע זה מגיע מניסיון עיצובי. כל ערכי האופטימיזציה הוגבלו באמצעות מקסימום ומינימום כדי לשמור על מימוש הרשת שהתקבלה.

בתחילה נוסתה רשת התאמת 3 עמודים, זו לא הייתה מסוגלת לספק התאמה פס רחבה מספיק על פני 20 מגה הרץ. שימוש במעגל 5 עמודים איפשר להשיג את מטרת האופטימיזציה. שים לב שהטיה בשער 33R כלולה בסימולציה, מכיוון שהדבר מסייע להפחתת Q- רשת הקלט ומשפר את היציבות במגבר הסופי.

הליך דומה בוצע עבור רשת הפלט. בסימולציה זו נכלל הזנת הניקוז בסימולציה. למרות שעל פניו, הערך של חנק זה אינו קריטי, אם הוא מקבל יציבות גדולה מדי, אם הוא נעשה קטן מדי, הוא הופך לחלק מרשת ההתאמה לפלט, שבמקרה זה נחשבה לא רצויה. .

בחירות רכיב

מכיוון שכוח הקלט הוא רק חצי וואט, נעשה שימוש בקבלים קרמיקה ובגוזמים סטנדרטיים במעגל התאמת הקלט. L1 ו- L2 (עיין ב סכימתיהיה יכול להיות קטן בהרבה, אך נשמר בגדול בגלל עקביות עם המשרנים ששימשו ברשת הפלט. ברשת הפלט השתמשו בקבלים מצופים נציץ ובגוזמי דחיסת נציץ כדי לטפל בכוח ולשמור על הפסדי רכיבים למינימום. החנק הרחב L3 מספק תגובת אובדן מסוימת בתדרי RF נמוכים יותר, C8 דואג להתנתק של AF (תדר שמע).

השימוש במצב שיפור MOSFET בערוץ N (מתח חיובי מטיה את המכשיר להולכה) פירושו שמעגלי ההטיה הם פשוטים. מחלק פוטנציאלי מקיש את המתח הנדרש ממתח נמוך שהתייצב על ידי דיודת זנר 5.6V. הזנר 5.6 V השני, D2, מותקן כאמצעי זהירות כדי להבטיח שלא מפעילים מתח יתר על השער של ה- FET, זה בהחלט יביא להרס ההתקן. טהרנים היו מייצבים את זרם ההטיה בטמפרטורה, אך מכיוון שההטיה אינה קריטית ביישום זה, הדבר לא היה מוטרד מכך.

שקע BNC שימש לכניסת ה- RF, בגלל הספק הכניסה ה- RF הנמוך. השתמשתי בסוג N לפלט ה- RF, אני לא משתמש ב- BNC מעל 5W בערך ואני לא אוהב מחברים בסגנון UHF. באופן אישי, אני לא ממליץ להשתמש במחברי UHF מעל 30 מגה-הרץ.

---

בניה

המגבר נבנה בקופסת אלומיניום קטנה. חיבורי כניסה ויציאת RF נעשים על ידי שקעים קואקסיאליים. אספקת החשמל מנותבת דרך קבלים הזנה קרמיים המותקנים בקיר התיבה. טכניקות קונסטרוקציות אלה מביאות למיגון מצוין, ומונע קרינת RF לברוח מהמגבר. בלעדיו, ניתן להקרין כמויות משמעותיות של קרינת RF, ולהפריע למעגלים רגישים אחרים כגון VCOs ושלבי שמע, כמו כן עלולה להתרחש כמויות משמעותיות של קרינה הרמונית. 

בסיס מכשיר הכוח יושב דרך חיתוך ברצפת תיבת המוצק והוא מוברג ישירות על גוף קירור אלומיניום קטן. אלטרנטיבה תהיה שהבסיס של מכשיר ההפעלה יושב על רצפת תיבת המטען. זה לא מומלץ משתי סיבות, שתיהן עוסקות במתן דרך יעילה להובלת חום מ- FET. ראשית רצפת תיבת המוצץ אינה חלקה במיוחד, מה שמביא לנתיב תרמי לקוי. שנית, רצפת תיבת המארגנים בנתיב התרמי מכניסה ממשקים מכניים רבים יותר ומכאן יותר התנגדות תרמית. יתרון נוסף של הטכניקה הקונסטרוקטיבית שנבחרה הוא בכך שהיא מיישרת נכון את מובילי ההתקן עם החלק העליון של לוח המעגל.

שימוש בגוף הקירור שצוין ידרוש שימוש בקירור אוויר מאולץ (מאוורר). אם אתה מתכנן לא להשתמש במאוורר, יידרש גוף קירור גדול בהרבה, ועל המגבר להיות מותקן עם סנורי הקירור אנכיים כדי למקסם את הקירור על ידי הסעה טבעית.

לוח המעגל מורכב מחתיכת חומר PCB מזכוכית סיבית (מעגלים מודפסים) המצופה עם 1oz Cu (נחושת) בכל צד. השתמשתי בוויינרייט כדי ליצור את צמתי המעגל - זה בעצם פיסות דבקות עצמיות של חומר PCB חד צדדי משומר, שנחתך לגודל עם זוג חותכי צד גדולים. חלופה קלה היא להשתמש בפיסות חומר PCB חד צדדי בעובי 1.6 מ"מ, שנחתך לגודל ואז משומר. אלה מודבקים על המישור הקרקע עם דבק מסוג ציאנואקרילט (למשל דבק-על או טאק-פאק)  FEC 537-044). שיטת בנייה זו מביאה לכך שהחלק העליון של ה- PCB הוא מישור קרקע מצוין. היוצא מן הכלל היחיד לכך הוא שתי הרפידות לשער ולניקוז ה- FET. אלה נוצרו על ידי ניקוד בזהירות של שכבת הנחושת העליונה בעזרת אזמל חד, ואז הוצאת רסיסי הנחושת בעזרת קצה ברזל הלחמה דק ואיזמל. הפעלת קצה הברזל לאורך פיסת הנחושת המבודדת משחררת את הדבק מספיק בכדי שהקו יתקלף בעזרת האזמל. משטח השער שנוצר כך נראה בבירור ב תצלום של אב הטיפוס

לאחר שביצעתי את הצמצם ב- PCB לבסיס התקן הכוח לשבת, עטפתי סרט נחושת דרך החריץ כדי להצטרף למישורי הקרקע העליונים והתחתונים. זה נעשה בשני מקומות, מתחת לכרטיסיות המקור. את סרט הנחושת הלחמו אז מלמעלה ותחתון.

לִרְאוֹת תצלום לתפקידי רכיבים מוצעים. המסך האנכי מימין למתחם הוא פיסת חומר PCB דו צדדי, מולחמת למישור הקרקע העליון משני הצדדים. זהו ניסיון לשפר את הדחייה ההרמונית הסופית, על ידי צמצום צימוד בין המשרנים היוצרים את התאמת הפלט למשרנים המרכיבים את ה- LPF. לשם ביצוע עבודות הלחמה מסוג זה יידרש מלחם של 60 וואט ומעלה - רצוי בעל מבנה טמפרטורה. ברזל זה יהיה יותר מדי על החלק העליון עבור הרכיבים הקטנים יותר, כך שיהיה צורך גם ברזל קטן יותר.

כאמור להלן, סלילי LPF מולחמים ישירות לכרטיסיות של הקבלים הלבושים המתכת.

נוהל בנייה הציע קשוח ומוכן

1. גזור את פיסת חומר מודפס דו צדדי ללוח הראשי (כ 100 x 85mm)
2. צור את הצמצם עבור ה- FET, באמצעות מבחר מקדחות וקבצים. השתמש ב- FET כתבנית, אם נדרש, אך אל תפוצץ אותה בסטטי. וודא שבסופו של דבר תהיה הניקוז בצד ימין.
3. שישה לקדוח חורים במעגל המודפס, אלה הם להחזיק את המעגל המודפס לתיבת Diecast
4. הנח את המעגל המודפס בתיבה ולהשתמש חורים במעגל המודפס לקדוח דרך התיבה
5. באופן זמני להבריג את המעגל המודפס לתיבה
6. בדוק לאן גוף הקירור הולך, מתחת לקופסה, המכשיר אמור להגיע לכיוון מרכז גוף הקירור. או לקדוח עוד כמה חורים לאורך כל המגרש, ולהשתמש שוב בכמה מחורי ה- PCB / הקופסא הקיימים ולהאריך אותם דרך גוף הקירור. הברג זמנית את גוף הקירור למכלול PCB / box. כשאתה מסתכל בראש הקופסה, אתה אמור לראות חתיכת גוף קירור שנחשפה, בגודל זהה לבסיס ה- FET.
7. אסדה את עצמך קצת הגנה סטטית (אם יש לך מכשיר מוגדל ישן או מכשיר דו קוטבי באותה החבילה שאתה לא צריך לטרוח עם זה) ושחרר את המכשיר לתוך הפתח במועצת המנהלים.
8. השתמש FET לתת לך לתת את עמדות המרכז של חוריה "הרכבה
9. קח הכל שוב לחתיכות. צרו שני חורים בגוף הקירור עבור ה- FET
10. לקדוח את החורים בשני הקצוות של התיבה לחברי RF וקבלי המוזנים
11. פח את ה- PCB, למעלה ולמטה, עם מגהץ גדול. השתמש בהלחמה מספיק כדי להשיג גימור חלק אך לא יותר מדי כדי ליצור אזורי הלחמה מוגבהים, במיוחד בתחתיתם, מכיוון שאלה ימנעו את ה- PCB לשבת על רצפת התיבה.
12. צור את שני איים לשער וניקוז FET, כמפורט בפסקה לעיל
13. סרט נחושת הלחמה בין פרצופים עליונים והתחתונים של המעגל המודפס מתחת ללשוניות שבי המקור תהיה
14. צור איי PCB, פח אותם, שם אותם על המעגל המודפס באמצעות תצלום כמדריך
15. ליצור ולהתאים את המסך בין המגבר ואזורי LPF
16. להתאים את כל הרכיבים הנותרים PCB, למעט FET
17. Fit-PCB לקופסה וגוף הקירור
18. להתאים ולחבר ומחברי RF והזנה דרך הקבל
19. נקיטת אמצעי זהירות אנטי סטטיים, החל את הסרט הרציף הדק ביותר האפשרי של הדבקת העברת חום על בסיס ה- FET. ניתן לעשות זאת בנוחות עם מקל קוקטייל מעץ
20. כופף את 2 המ"מ האחרונים של כל אחד מההובלות של ה- FET. זה יקל על ההסרה בהרבה, אם הצורך יתעורר
21. הברג את ה- FET לגוף הקירור. רופף מדי והמכשיר יתחמם יתר על המידה, חזק מדי ותעוותו את אוגן המכשיר ושוב הוא יתחמם יתר על המידה. אם יש לך מברג מומנט, חפש את המומנט המומלץ והשתמש בו. 
22. אם הבנתם את ההוראות בצורה נכונה, הלשוניות של המכשיר יהיו חלקיות מעל הלחמה של ה- PCB עם ה- FET עם המגהץ הגדול, תחילה המקורות, ואז הניקוז, ולבסוף השער. ייתכן שיהיה עליך לנתק את L4 ו- L5 בזמן שאתה מתאים ל- FET, אך אל תנתק את R3 מכיוון שהדבר מספק הגנה סטטית למכשיר.

סכימתי

רשימת חלקים

הערות

1. מק"טים Farnell הנן למדריך בלבד - ניתן להחליף חלקים שווי ערך אחרים.
2. קבלים לבושים מתכת הם או SEMCO סדרת MCM, סדרת Unelco J101, Underwood, או ארקו סדרת MCJ-101 זמינה, בין שאר, חלקי RF.
3. MRF171A זמין BFI (בריטניה), ריצ'רדסון or חלקי RF (ארה"ב)
4. ארקו או ספראג קוצצים זמינים מושגי תקשורת (ארה"ב)
5. 18 SWG (מד תיל סטנדרטי) הוא בקוטר כ 1.2mm
6. 22 SWG (מד תיל סטנדרטי) הוא בקוטר כ 0.7mm
7. כדי להפוך את המשרנים - להבריח את מספר הסיבובים הדרוש סביב ראשון בגודל מתאים, השתמש בהתחלה בריווח קוטר אחד בין כל סיבוב. ואז משוך את הסיבובים זה מזה כדי לקבל את האורך הנדרש בטבלת רשימת החלקים. לבסוף בדקו את הערך באמצעות מנתח רשת והתאימו בהתאם.
8. החריג לכלל הנ"ל הוא מרווח L4, שהוא קרוב פצע.
9. רדיד נחושת זמין מחנויות מלאכה (ששמש לעשייה ויטראז')
10. / R = כנדרש

תצלום של אב טיפוס של מגבר

שים לב כיוון של FET. ההובלה בקו הנטוי היא לטמיון, ונמצאת מימין

---

בדיקת מסנן מעביר נמוכה

כל מגבר ספק RF חייב להיות אחריו על ידי נמוך לעבור סינון (LPF) כדי להפחית את תורת הרמוניה לרמה מקובלת. מהי רמה זו ביישום ללא רישיון הוא נקודת רגש, אך ככל שעוצמת המוצא מוגברת, יש לשים לב לדיכוי ההרמוני יותר. לדוגמא, הרמוניה שלישית של -3dBc ביחידת 30W היא 1uW, מה שלא סביר שיגרום לטרחה, ואילו דיכוי הרמוני -1dBc על פלט של 30KW יביא ל- 3W של כוח בהרמוניה השלישית שעלולה להיות בעייתית. אז בשביל מוחלט רמת הקרינה ההרמונית בדוגמא השנייה לתהיה אותו הדבר כמו הראשונה, עכשיו אנחנו צריכים לדכא הרמוניים שלישי על ידי 60dBc.

בתכנון זה קיבלתי את ההחלטה להטמיע מסנן Chebyshev נמוך עם 7 מוטים. צ'בישב נבחר כיוון שאצבעות השלב והמשרעת בתוך פס המעבר לא הייתה קריטית, והצ'בישוב נותן הנחתה טובה יותר של הפסקה מאשר בהשוואה לאמור, באטרוורת '. פס הפס העיצובי נבחר ל- 113 מגה-הרץ, מה שמקנה מרווח יישום של 5 מגה-הרץ מתדר הפס-פס הגבוה ביותר הרצוי ב -108 מגה-הרץ ותחילת הפס-הפס ב 113 מגה-הרץ. הפרמטר העיצובי הקריטי הבא היה אדווה הפס. לתכנון תדרים בודדים נהוג לבחור אדווה מעבר פס גדולה, למשל 1dB, ולכוונן את שיא מקסימום הפס המעבר האחרון לתדר הפלט הרצוי. זה נותן את ההנחתה הטובה ביותר של פס הפס כיוון שאדווה גדולה יותר של פס הפס גורמת להחלשה מהירה יותר של פס הפס. מסנן עם שבעה מוטים כולל 7 אלמנטים תגובתיים, בתכנון זה ארבעה קבלים ושלושה משרנים. ככל שיותר קטבים, כך נחלשת הנחתת הפס הפס יותר, על חשבון מורכבות מוגברת ואובדן הכנסת פס פס יותר. יש צורך במספר אי זוגי של קטבים מכיוון שגם עכבת הקלט והעוצמה תוכננו להיות 50R.

מכיוון שעיצוב זה הוא פס רחב, זה מגביל את אדוות הפס העובר לרמה כזו שאובדן ההחזר של הפס הפס לא נהיה נורא. שימוש בתכנית העיצוב המסננת של Faisyn shareware המעולה (זמין ב עמוד תוכנת עיצוב RF FaiSyn בית) מאפשר לחקור בקלות את הפשרות הללו, והסתפקתי באדווה של פס פס של 0.02dB. תוכנית זו מחשבת גם את ערכי הסינון עבורכם, ומוציאה רשימת net בפורמט המתאים להזנת סימולטורי המעגל הליניאריים הפופולאריים ביותר. עם 7 מוטות, הייתה אפשרות לבחור להשתמש ב -4 קבלים ו -3 משרנים או 3 קבלים ו -4 משרנים. בחרתי בראשון, בנימוק שזה גורם לרכיב אחד פחות לרוח. ערכי הקבלים שניתנו מתוכנית faisyn נבדקו כדי לבדוק שהם קרובים לערך מועדף, שהם. אם הם היו נופלים בין הערכים המועדפים, האפשרויות יכללו הקבלה של שני קבלים יחדיו, מה שמעלה את ספירת הרכיבים שלא לצורך, או כוונון עדין של תדר פס הפס ו אדוות הפס המעבר כדי לקבל מערך ערכים רצוי יותר.

כדי ליישם את המסנן, החלטתי להשתמש בקבלי מתכת גודל סטנדרטיים בלבוש שנעשו על ידי או Unelco SEMCO. המשרנים היו עשויים חוט נחושת משומר 18 SWG (מד חוט סטנדרטי). מניסיוני יש מעט מהרווח משימוש בחוט נחושת בציפוי כסף. המשרנים נוצרו סביב מרכז התקן RS or Farnell כלי tweaking (FEC 145-507) - יש לו קוטר של 0.25 אינץ ', 6.35 מ"מ. אחרת השתמש במקדח בגודל המתאים. שני המשרנים החיצוניים נפצעו עם כיוון השעון, והפנימי נפצע נגד כיוון השעון. זהו ניסיון לצמצם את צימוד ההשראה ההדדי בין המשרנים, זה נוטה להשפיל את הנחתת פס הפס. מאותה סיבה המשרנים מסודרים 90 ° זה לזה, ולא כולם בקו ישר. המשרנים מולחמים ישירות על לשוניות הקבלים המצופים מתכת. זה מקטין את ההפסדים למינימום. פילטר שנבנה בקפידה מסוג זה יכול להפגין אובדן הכנסת פס פס של יותר מ- 0.2dB. להלן תוצאות הבדיקה ליחידת האב-טיפוס.

מכיוון שידעתי את הערכים הנדרשים עבור המשרנים, ניחשתי מושכל על סמך הניסיון כמה סיבובים נדרש לי, ואז השתמשתי במנתח רשתות RF מכויל כראוי למדידת ההשראות של המשרן שיצרתי. זו ללא ספק הדרך המדויקת ביותר לקבוע את ערך ההשראות בעלות ערך קטן, שכן ניתן לבצע את המדידה בתדירות ההפעלה בפועל של המסנן. לאחר שמדדתם את הערך והתאינו את ההשראות בהתאם, עליכם לגלות שכאשר בנוי המסנן השלם, יש צורך בהפתעה מעט להתאמה בכדי לסיים את כוונון המסנן.

הדרך הטובה ביותר לכוונן את המסנן הזה היא למזער את אובדן ההחזר של קלט פס פס, באמצעות מנתח רשת. על ידי מזעור הפסד ההחזר של הקלט תמזער את אובדן העברת הפס העובר ואת אדוות מעבר. ה 20MHz תוחלת הגרף מראה שהשגתי הפסד החזרת פס פס של -18dB. אם אין לך מנתח רשת, הדברים קצת יותר מסובכים. אם אתה פשוט מכוון לתדר נקודתי, הגדר מקור כוח RF שייכנס למסנן באמצעות מד מתח כיווני. המסנן מסתיים עם עומס 50R טוב. כעת עקוב אחר הכוח המוחזר החוזר מהמסנן וכוון את המסנן כדי למזער את הכוח המשתקף. אם אתה רוצה ביצועים עם פס רחב, תצטרך לנסות לעשות זאת למשל, שלושה תדרים, תחתון, אמצע וחלק עליון של הלהקה. לחלופין, אם הצלחת למדוד את המשרנים שלך מספיק טוב באמצעים אחרים, תוכל פשוט להרכיב את הפילטר ולהשאיר אותו כך, ללא התאמה נוספת.

לאחר שהתכוונת לאובדן החזרת פס פס מינימלי, הנחתת הפס הפסולת דואגת לעצמה, אתה לא צריך לכוונן אותה מכיוון שתבלגן את אובדן הכנסת פס הפס. ה 200MHz תוחלת הגרף מראה שהצלחתי דחייה של 36dB בהרמוניה השנייה של 2MHz, וזה המקרה הגרוע ביותר. בהתייחס ל 600MHz תוחלת גרף מראה הרמוני 3rd של 88MHz דוכא על ידי-55dB הצווים הגבוהים יותר, ועל ידי כמות גדולה יותר מזה.

בדיקה של מגבר

השתמשתי במנתח רשת HP 8714C כדי לכוון את המגבר הזה. ללא גישה למנתח רשתות, עליכם להיות המצאתיים ביותר בכדי להתאים לביצועי פס רחב. לאחר כוונון ה- LPF, התפקיד הבא הוא להגדיר את הטיית ה- FET. עשו זאת באמצעות מנתח ספקטרום המחובר לפלט (באמצעות כמות מתאימה של הנחתה, לפחות 40dB) לניטור תנודות מזויפות. חבר עומס 50R טוב לכניסה וחבר PSU (יחידת אספקת חשמל) מיוצבת עם מגבלת זרם מוגדרת ל- 200mA.

הגדר את כל הגוזמים למרכז הטווח שלהם. עם גוזמי הקרמיקה המיניאטוריים שצוינו, כאשר מתכת חצי הירח בצלחת העליונה של הגוזם מיושרת לחלוטין עם הדירה בגוף הגוזם, הגוזם נמצא בקיבולת מקסימאלית. סובב 180 מעלות מכאן לקבלת קיבול מינימלי. הגדר R1 למתח מינימלי (התנסה לפני שתתאים ל- FET אם אינך יודע באיזו דרך זו). הגדל לאט את מתח האספקה ​​מ 0 וולט עד + 28 וולט. הזרם היחיד שנמשך צריך להיות זה שנלקח על ידי מעגל ההטיה, בערך 14mA. עכשיו התאם R1 כדי להוסיף 100mA לדמות זו. לא צריכים להיות צעדים פתאומיים בזרם שנלקחו מה- PSU. אם יש, המגבר כמעט בטוח נדנוד.

אם הכל בסדר, כבה. כייל את מנתח הרשת. ב- HP 8714C ליישום זה אני מנרמל את S11 למעגל פתוח ועושה כיול דרך S21 עם הנחתה של 40dB בתור. ברור שיש להחליף את המחלשים המשמשים לפחות 50W של RF בתדרי VHF.

עכשיו החיים מסתבכים מעט. בדרך כלל הייתי ממליץ לעיין בשילוב המגבר וה- LPF, אך מכיוון שנקודת השבר של ה- LPF נמצאת רק 5 מגה-הרץ מעל פס המעבר הרצוי של המגבר, זה לא מאפשר לראות את צורת התגובה של המגבר אם במקרה זה למעלה מ -108 מגה-הרץ. . מסיבה זו ביצעתי את כוונון המגבר הראשוני עם עקיפת ה- LPF, שאיפשר לי להגדיר את טווח המנתח ברשת מספיק כדי לראות היכן תגובת המגבר.

עם 0dBm של כונן, לצבוט משם כדי לקבל כ 15dB של רווח וטוב יותר מאשר 10dB של אובדן תשואה על פני 88 ל108 MHz (עלילת רווח אות קטנה, פין = 0 dBm). כעת מעלה את הכונן למגבר, מגבה כראוי את המגבלה הנוכחית. תבחין שככל שתגדיל את כונן ה- RF, הרווח יגדל ואובדן החזרת הקלט ישתפר. התנהגות זו היא תוצאה של הטיית ה- FET בקלילות יחסית. אתה יכול להטות את האגוזים מחוץ ל- FET, ולהטות אותו ב, למשל 0.5A, זה ייתן לך יותר רווח ברמות כונן נמוכות יותר. ליישומים רגילים אני ממליץ להשתמש בהטיה נמוכה יותר. הטיה גבוהה ברמות תפוקה קטנות תפחית את יעילות ה- DC ל- RF.

כעת תצטרך לאוורר את המגבר, אלא אם כן התקנת אותו עם גוף קירור עצום. עם HP 8714C תוכלו להשיג כוח מקור + 20dBm (זה מה שהוא אומר על המסך, זה למעשה פחות מזה) (בינוני אות עלילת רווח, פין = + 20 dBm). ברמת כונן זו ניתן כעת לכוון 18 עד 20dB של רווח ואובדן החזר טוב מ- 15dB. בשלב זה הייתי מחבר מחדש את ה- LPF ומצמצם את טווח מנתחי הרשת ל -20 מגה-הרץ שבמרכזו 98 מגה-הרץ. נהיגה של המגבר מעל 108 מגה-הרץ בהספק ל- LPF בהחלט אינה מומלצת. לפני שאתה נסחף יותר מדי עבור ל- CW (עדיף להאריך את הטאטא לטאטא למספר שניות ב- CW כדי להימנע מלהתבלבל על ידי מטעי המנתחים לטוס בחזרה) ולהסתכל על הפלט במנתח הספקטרום. הפלט צריך להיות נקי כמו השלג המונע, זכור לבדוק שהפלט נמצא בתדר שאתה מרגש את המגבר, אם לא אתה תסתכל על תנודה נוראית בלהקה.

לצורך כוונון השטוח הסופי, משום שהייתה לי גישה למעבדת RF חכמה עם כל מה שאפשר לדרוש (בכל מקרה חכם בציוד הבדיקה) השתמשתי במגבר מיני-מעגלים ZHL-42W עם פס רחב כדי להגביר את הפלט של מנתח הרשת כדי לאפשר לי לכוון את תגובת הרווח של המגברים בצורה שטוחה בהספק מלא. עלילת הרווח הסופית נלקחה על ידי כוונון המתאם של המקור כראוי, ואז ביצוע כיול באמצעות מגבר המעגלים הקטנים ומאבדי הכוח המקוונים. זה אפשר לי לתכנן רק את הרווח של מגבר הכוח. לאחר מכן עברתי לטאטא איטי והשתמשתי במד כוח RF מכויל למדידה מדויקת של עוצמת הפלט של ה- RF. ידיעת כוח הפלט והרווח המדויק של RF אפשרה לי לחשב את כוח הקלט למגבר הכוח. עלילה זו מראה כי רווח ההספק הוא בצל מתחת ל -20 dB וכ- 0.3 dB ברוחב הלהקה (אות גדול עלילת רווח, פין = + 26.8 dBm). בשילוב עם כוונון השטוח, יש לבדוק את היעילות. הצלחתי מינימום של 60% ב 88 מגה הרץ ב 40 וואט החוצה, השתפרתי עם הספקי פלט גבוהים יותר. הייתי אומר כי יעילות טובה חשובה יותר משטחה טובה. מנקודת המבט של המאזינים, ההבדל בין פלט 35W ל- 45W הוא זניח, אך הפעלת הספק נמוך יותר ביעילות טובה פירושה שה- FET יעבור קריר יותר, יחזיק מעמד זמן רב יותר ויהיה עמיד יותר בתנאי תקלה כמו VSWR גבוה.

איזה כוח פלט תבחרו להפעיל סוף סוף תלוי בכם, ה- MRF171A יפעל בשמחה לפחות 45W וכנראה הרבה יותר, אם כי אני לא ממליץ עליו. בסביבות 40 עד 45W זה המון - ראו איך לשמור על מכשיר חשמל RF הסופי שלך בחיים לקבלת מידע נוסף.

תוצאות מגבר

לא ניתן היה למדוד הרמוניות ביציאת המגבר עד לרצפת רעש של -70dBc. זה צפוי, שכן חקירה מהירה הראתה את ההרמוניות הגולמיות של המגבר לפני ה- LPF לכ -40dBc. הוכח כי המסנן בעל דיכוי הרמוני שני מינימלי של -2dBc. שום תפוקה מזויפת לא נראתה לעין.

לא בוצעו מדידות רשמיות עם VSWR של תפוקה גרועה. הפעלתי את המגבר בטעות במלוא העוצמה למעגל פתוח למשך כמה שניות והוא לא התפוצץ. שימוש ב- PSU עם מגבלת זרם מוגדרת בקפידה יסייע במניעת המגבר לעשות משהו טיפשי בתנאים אלה.

---

בקשה

כדוגמה ליישום למגבר הזה הייתי שידור מחסן 1W FM LCD PLL Exciter להניע את מגבר הפס הרחב 40W. כדי למנוע שינוי ביחידת המחסן המשודר, השתמשתי במשטח BNB מעבדתי BNB בין המניע למגבר הכוח, כדי לספק את רמת הכונן הנכונה למגבר. המניע תוכנת לשלושה תדרים שונים, בכל תדר שנמדדו כוח המוצא וצריכת הזרם, מה שמאפשר לחשב את יעילות ה- DC ל- RF.

אספקת מתח של מגבר כוח = 28V
אספקת מתח Exciter = 14.0V, הצריכה הנוכחית Exciter = כ mA 200.

ממריץ מחסן השידור כולל מתקן כיבוי RF מחוץ לנעילה, המשמש במהלך תכנות מחדש של PLL כך שה- RF לא נוצר עד שנעילת התדר הוחזרה. כאשר כיבוי ה- RF של המצרים היה פעיל, פלט המגבר הופחת באופן דומה - כלומר המגבר נשאר יציב.

---

סיכום

הדגמתי מגבר פס רחב, לאחר כוונון, אינו זקוק להתאמה נוספת כדי לכסות את פס השידור FM של 87.5 עד 108 מגה הרץ. העיצוב משתמש ב- MOSFET משוכלל המספק רווח של כמעט 20dB עם שלב יחיד, בעל יעילות טובה של DC ל- RF, ספירת רכיבים נמוכה ופשוט לבנייה. עלות החלקים לא תעלה על 50 פאונד, FET המשמש באב טיפוס עלה פחות מ 25 פאונד

אם המגבר הזה נמצא בשימוש עם exciter פס רחב ואווירי, שילוב וכתוצאה מאפשר למשתמש לעבור בתדירות משדר בתהיה ללא התאמות הנדרשות בכל מקרה בשרשרת השידור.

המגבר דורש מידה הוגנת של הספק RF ניסיון למנגינה, וגישה לציוד בדיקת RF המקצועי

---

עבודה בעתיד

• לבנות יחידות נוספות על מנת להעריך את הדירות
• עיצוב מעגלים מודפסים
• לשפר את היציבות בתנאים אי התאמת קלט רעים
• להפחית את מספר רכיבים משתנה
• לחקור משתנה הטיה FET הנוכחית לשנות רווח מגבר

 

---

תרם

שנתרמו על ידי אלקטרוניקה ייחודיות (וודי וAlpy)
"הנה PCB עבור ה- MRF171A, 45 וואט מוספט, בדף שלך.
הקובץ בפורמט bmp. השתמש בסרט לייזר ובמדפסת לייזר, הוא יודפס לגודל. "

MRF171A_1_colour.bmp (14 KB)

המוצר השני שלנו:

מערכת מיגון ברקים מקצועית למגדל	חבילת ציוד לתחנת רדיו FM מקצועית	משדר FM FMER FU-1000C 1000W עם ממשק כניסת שמע USB
חבילת שידור רדיו FMW 200 FM	פתרון IPTV של מלון	FMUSER FSN-1000T V5.0 1KW FM משדר שידורי רדיו