FM yayım üçün 40W genişzolaqlı VHF RF Power Amplifier üçün Design

giriş

Bu dizayn üçün nə

Düşük güclü FM yayım bandı həyəcanlandırıcılarının çıxış gücünü artırmaq üçün bunlardan bir neçəsi həm dəst olaraq həm də hazır olaraq ticari olaraq satılır. Görmək İctimai Radio olmaq necə üçün daha populyar exciters bəzi Yorumlari bağlantılar.

Bu dizayn kimdir?

• RF elektron və mexaniki tikinti texnikası ilə tanış olanlar
• Artıq VHF gücünü (> 10W) ​​gücləndiricilərini uğurla qurub sınaqdan keçirənlər

Istinad üçün, bax: Community Radio Electronics Giriş

Aşağıdakı test avadanlıq gücləndirici tənzimləmək üçün tələb olunacaq:

• Stabilised cari məhdud enerji təchizatı (+ 28V, 3A)
• 3A və ya daha çox cari sıra multimeter,
• 50W VHF Dummy Load
• RF Power Meter
• Təqribən ilə FM exciter. 26 - 27 dBm çıxış gücü
• RF Spectrum Analyser
• Izleme generator ilə RF Network Analyser və ya bir spektri analizator
• RF hakimiyyət attenuator

Bu dizayn EDİLMƏDİ yeni başlayanlar və VHF RF təcrübəsizləri üçün uygundur. Bu insanlar aşağıdakı risklərə məruz qalırlar:

• Termal və RF yanıqlar
• Qətl
• Bahalı RF komponentləri və test avadanlıqların sökülməsi
• Elektromaqnit spektrin digər istifadəçilər müdaxilə nəticəsində istenmeyen saxta RF radiasiya, beləliklə bir dövlət səfəri və avadanlıq müsadirə, cərimələr, və bəlkə həbs ardıcıl risk riske.
• Stress və məyusluq bir çox.

Bu dizayn lazımdır

İnternette mövcud olan FM yayım avadanlığı üçün sxemlərin və dizaynların böyük əksəriyyətinin keyfiyyətinin qənaətbəxş olmadığına inanıram. Bax mənim web planları tikinti məsləhət. Xüsusilə VHF RF güc gücləndiricilərindəki məlumatlar daha da ümidsizdir, məsələn TP9380 kimi cihazların dinozavrlarını istifadə edərək dizaynlar. Bu dizayn yeni MOSFET cihazı üzərində qurulmuşdur

• yüksək mənfəət
• yüksək effektivliyi
• tuning rahatlığı

İnternetdəki dizaynların əksəriyyətinin 10 yaşdan yuxarı olduğunu görmək, bu yaxınlarda təqdim olunan bir cihazdan istifadə edərək dizaynın faydalı ömrünü maksimum dərəcədə artırmalıdır. Həm də bu dizaynı bu gücləndiricini uğurla qurmaq üçün ağıl oxumaq bacarığı ilə təchiz olunmamış üçüncü bir şəxs üçün tələb olunan məlumat miqdarını göstərmək üçün bir vasitə kimi istifadə edirəm. Məsələ burasındadır: əgər bir insan qüsurlu dizayn məlumatlarından bir şey yaratmaq üçün kifayət qədər bacarıqlı və təcrübəlidirsə, məsələn, sadəcə bir sxematikdirsə, onu ümumiyyətlə heç bir məlumatdan qura bilirlər. Əksinə, bu bacarıq və təcrübə səviyyəsində olmayan bir şəxs müvəffəq olmaq üçün ətraflı təlimat tələb edəcəkdir.

---

Design Prosessual

Bu gücləndirici dizayn yaxınlarda təqdim (1998) Motorola əsaslanır MRF171A MOSFET (MRF171A data sheet in PDF format).Yaşlı, indi dayandırılmış, MRF171 cihaz bu çaşdırmaq etməyin.  Yanvar 2002 - Motorola bəzi insanlar öz underparts dəyişdirmək daha oftern onların RF hakimiyyət cihaz məhsul portfeli dəyişir. Motorola M / A-Com üçün bu cihaz boşaldılır var kimi görünür.

Kompüter Simulation

İlkin fizibilite doğrusal bir RF və mikrodalğalı simulyasiya paketi, xüsusən Supercompact istifadə edilərək həyata keçirilmişdir. Istifadə olunan versiya 6.0 idi, bu da açıq şəkildə mən pis bir proqram hesab edirəm və qətiyyən tövsiyə etmirəm. Bu cihaz üçün Motorola S parametrləri və böyük siqnal tək uçlu empedanslar təmin edir. S parametrləri, ənənəvi olaraq S parametrlərinin olduqca aşağı drenaj axınlarında ölçülməyə meylli olduğu üçün cihazın xarakteristikasında irəliyə doğru bir addım olan 0.5 A səssiz bir boşalma cərəyanında ölçülür. Bu, kiçik siqnal cihazları üçün qənaətbəxş olsa da, güc gücləndiricisi dizaynı üçün kiçik drenaj cərəyanlarında ölçülən S parametrlərinin istifadəsi məhduddur. 

0.5 A-da ölçülən S parametr məlumatları faydalı bir dizayn başlanğıc nöqtəsi təmin edə bilsə də, dizaynı tək uclu böyük siqnal empedansları üzərində qurmağı seçirəm. Bunlar cihaz istehsalçısı tərəfindən ümumi bir test qurğusundakı hər bir test tezliyində ən yaxşı performans üçün cihazı tənzimləyərək ölçülür. Sonra test cihazı çıxarıldı və uyğun bir şəbəkəyə baxaraq kompleks empedansı ölçmək üçün bir vektor şəbəkə analizatoru istifadə edildi, bunlar 50 R ilə sona çatdığında, bu prosedur giriş və çıxış uyğunluğu şəbəkələri üçün həyata keçirilir. Böyük siqnal empedansı məlumatlarının üstünlüyü ondan ibarətdir ki, cihazın yaratmaq üçün nəzərdə tutduğu həqiqi çıxış gücündə ölçülə bilər və bu səbəbdən güc gücləndirici ssenarisində daha çox təmsil olunur. Böyük tək empedansların yalnız giriş və çıxış uyğunluğu şəbəkəsinin sintez olunmasını təmin etmək üçün məlumat verdiyini nəzərə alsaq, nəticədə ortaya çıxan gücləndiricinin qazanc, səmərəlilik, səs-küy performansı (uyğun olduqda) və ya sabitliyi barədə məlumat vermirlər.

Bu giriş şəbəkə sintez etmək üçün istifadə edilən fayl.

* Mrf171i1.ckt; fayl adı

* dəyişən tərif bloku, birinci dəyər minimum icazə verilən dəyərdir, * üçüncüsü icazə verilən maksimum dəyər, ortası dəyişkəndir

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; Devre netlist qapağı 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; gate bias feed rezistor bir 9 mrf171ip; istinad 1 port məlumatına IPNET: 1POR 1; yeni 1 port şəbəkəsi yaratmaq SON FREQ STEP 88MHZ 108MHZ 1MHZ END OPT

* Optimizasiya idarəetmə ifadəsi, simulyatora * 88 ilə 108 MHz arasında optimallaşdırmağı və * -24 dB-dən daha yaxşı bir geri dönüş itkisi əldə etməyi izah edir.

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

SON VERİ

* Böyük siqnal * seriyalı ekvivalent kompleks impedanslara istinad edərək mrf171ip adlı bir port şəbəkəsini təyin edin. Bu məlumatlar 4 * tezlik nöqtələrində mövcuddur

* Z parametri məlumatını təyin edin, real və xəyali format, * referans empedansı 1 Ohm-dir

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

Əlbətdə ki, simulyatorun istifadəsi nə dövrə topologiyasının seçilməsində, nə də şəbəkə komponentləri üçün başlanğıc dəyərlərində kömək edir. Bu məlumatlar dizayn təcrübəsindən qaynaqlanır. Nəticədə yaranan şəbəkənin reallaşmasını təmin etmək üçün bütün optimallaşdırma dəyərləri maksimum və minimum ilə məhdudlaşdırılıb.

Başlanğıcda, 3 qütblü bir uyğunlaşma şəbəkəsi sınandı, bu, 20 MHz-də kifayət qədər geniş zolaqlı bir uyğunluq təmin edə bilmədi. 5 qütblü bir dövrə istifadə edərək optimallaşdırma hədəfinə çatmağa imkan verdi. 33R qapısı qərəzinin simulyasiyaya daxil olduğunu unutmayın, çünki bu giriş şəbəkəsinin de-Q olmasına kömək edir və son gücləndiricidəki sabitliyi artırır.

Bənzər bir prosedur çıxış şəbəkəsi üçün həyata keçirilmişdir. Bu simulyasiyada drenaj yemi simulyasiyaya daxil edilmişdir. Üz tərəfində olsa da, bu boğulmanın dəyəri kritik deyil, çox böyük bir sabitlik əldə edə bilərsə, çox kiçik olarsa, bu halda arzuolunmaz hesab edilən çıxış uyğunluğu şəbəkəsinin bir hissəsi olur. .

Komponent seçim

Giriş gücü yalnız yarım vatt olduğundan, giriş uyğunluğu dövründə standart keramika kondansatörləri və trimmerlər istifadə edilmişdir. L1 və L2 (bax sxematik) çox kiçikləşdirilə bilərdi, lakin çıxış şəbəkəsində istifadə olunan induktorlarla uyğunluq üçün böyük saxlanılırdı. Çıxış şəbəkəsində mika metal ilə örtülmüş kondansatörlər və mika sıxılma düzəldiciləri gücü idarə etmək və komponent itkilərini minimuma endirmək üçün istifadə edilmişdir. Geniş zolaqlı boğucu L3, daha aşağı RF frekanslarında bir az itkiyə səbəb olan reaktans təmin edir, C8 AF (səs tezliyi) ayırma ilə məşğul olur.

Bir genişləndirmə rejiminin istifadəsi N-kanallı MOSFET (müsbət bir gərginlik cihazı keçiriciliyə yönəldir) yanlılıq dövrəsinin sadə olduğunu bildirir. Potensial bölücü 5.6V zener diodu ilə sabitləşdirilmiş aşağı gərginlikdən lazımi gərginliyi söndürür. İkinci 5.6V zener, D2, FET qapısına həddindən artıq gərginliyin tətbiq edilməməsini təmin etmək üçün ehtiyat tədbiri olaraq quraşdırılmışdır, bu, əlbəttə ki, cihazın məhv olması ilə nəticələnəcəkdir. Puristlər qərəzli cərəyanı sabitləşdirəcəklər, amma bu tətbiqdə qərəzli olmadığı üçün bu narahat deyildi.

RF giriş gücü az olduğu üçün RF girişi üçün bir BNC yuvası istifadə edilmişdir. RF çıxışı üçün N tipi istifadə etdim, təxminən 5W-dan yuxarı üçün BNC istifadə etmirəm və UHF stil bağlayıcılarını sevmirəm. Şəxsən mən 30MHz-dən yuxarı UHF konnektorlarından istifadə etməyi məsləhət görmürəm.

---

tikinti

Gücləndirici kiçik bir alüminium diecast qutuda düzəldilmişdir. RF giriş və çıxış əlaqələri koaksial yuvalar tərəfindən edilir. Enerji təchizatı, qutunun divarında boltlanmış bir seramik giriş kondansatörü vasitəsilə aparılır. Bu konstruktiv texnika, mükəmməl ekranlaşdırma ilə nəticələnir və RF radiasiyasının gücləndiricidən qaçmasına mane olur. Onsuz VCO və səs mərhələləri kimi digər həssas dövrələrə müdaxilə edilərək əhəmiyyətli dərəcədə RF radiasiyası yayıla bilər və əhəmiyyətli dərəcədə harmonik radiasiya da meydana gələ bilər. 

Güc cihazının əsası diecast qutusunun döşəməsindəki bir kəsikdən oturur və birbaşa kiçik bir ekstrüde edilmiş alüminium soyuducuya vurulur. Alternativ olaraq, diecast qutusunun döşəməsində oturan güc cihazının bazası olacaqdır. Hər ikisi FETÖ-dən istilik keçirmək üçün təsirli bir yol təmin etməklə əlaqəli iki səbəbdən tövsiyə edilmir. Əvvəlcə diecast qutunun döşəməsi xüsusilə hamar deyil, bu da zəif bir termal yolla nəticələnir. İkincisi, diecast qutunun döşəməsinin termal yolda olması daha çox mexaniki interfeys və dolayısı ilə daha çox istilik müqaviməti təqdim edir. Seçilmiş konstruktiv texnikanın başqa bir üstünlüyü, cihaz aparatlarını dövrə kartının üst üzü ilə düzgün bir şəkildə düzəltməsidir.

Göstərilən soyuducunun istifadəsi məcburi hava soyutma (fan) istifadəsini tələb edəcəkdir. Bir fan istifadə etməməyi planlaşdırırsanız, daha böyük bir soyuducu tələb olunacaq və gücləndirici təbii konveksiya ilə soyutmağı maksimum dərəcədə artırmaq üçün şaquli qanadlarla quraşdırılmalıdır.

Devre kartı, hər tərəfi 1oz Cu (mis) ilə örtülmüş bir fiber şüşə PCB (basılmış dövrə kartı) materialından ibarətdir. Devre düyünlərini yaratmaq üçün Wainwright-dan istifadə etdim - bu, əsasən ağır bir cüt kəsici ilə ölçüyə qədər kəsilmiş konservləşdirilmiş tək tərəfli PCB materialının özünə yapışan bitləridir. Asan bir alternativ, ölçüsü kəsilmiş və sonra konservləşdirilmiş 1.6 mm qalınlığında tək tərəfli PCB materialından parçalar istifadə etməkdir. Bunlar siyanoakrilat tipli yapışdırıcı ilə (məsələn, super yapışqan və ya Tak-pak) torpaq təyyarəsinə yapışdırılır.  FEC 537-044). Bu tikinti üsulu, PCB-nin üst tərəfinin əla bir torpaq təyyarəsi olması ilə nəticələnir. Bunun istisnası, FETÖ-nin qapısı və drenajı üçün iki yastıqdır. Bunlar misin üst təbəqəsini iti neştərlə diqqətlə vuraraq, daha sonra incə nöqtəli lehimləmə dəmir ucunun və neştərin köməyi ilə mis hissəciklərini çıxarmaqla yaradılmışdır. Dəmir ucunun təcrid olunmuş mis parçası boyunca işlədilməsi Cu-nın neştər ilə soyulması üçün yapışqanı kifayət qədər boşaldır. Beləliklə yaradılan qapı yastığı ki, prototip fotoşəkil

Güc cihazının bazasının oturması üçün PCB-də diafraqmanı düzəldərək yuxarı və alt yer təyyarələrini birləşdirmək üçün mis lentlə yuvanın arasından bükdüm. Bu, iki yerdə, mənbə nişanlarının altında edildi. Sonra mis lent yuxarıdan və altdan lehimləndi.

Görmək fotoşəkil təklif olunan komponent mövqeləri üçün. Korpusun sağındakı şaquli ekran, hər iki tərəfin ən üst düzənliyinə lehimlənmiş ikitərəfli bir PCB materialıdır. Bu, çıxış matçını təşkil edən induktorlar ilə LPF-ni təşkil edən induktorlar arasındakı birləşməni azaldaraq, son harmonik rəddetməni yaxşılaşdırmaq üçün bir cəhddir. Bu cür lehim işlərini yerinə yetirmək üçün 60W və ya daha çox bir lehimləmə dəmiri tələb olunacaq - tercihen istiliklə tənzimlənən bir iş. Bu dəmir kiçik komponentlər üçün çox üstündə olacaq, buna görə daha kiçik bir dəmir də tələb olunacaq.

Aşağıda göstərilən kimi, LPF inductors metal örtülmüş kondensatorların və sekmeleri birbaşa lehimli edir.

Təklif Kobud və Hazır İnşaat qaydası

1. Əsas board (təxminən 100 x 85mm) üçün cüt yönlü PCB maddi bir parça kəsilib
2. Bir sıra matkaplar və fayllardan istifadə edərək FET üçün diyafram yaradın. Tələb olunduğu təqdirdə FET-dən şablon kimi istifadə edin, ancaq statik ilə partlatmayın. Sağ tərəfdəki drenajla bitəcəyinizə əmin olun.
3. Ki, PCB altı deşik qazmaq, bu Diecast qutusu üçün PCB keçirmək üçün
4. Kutuya PCB qoyun və qutusu vasitəsilə qazmaq PCB olan deşik istifadə
5. Müvəqqəti qutusu üçün PCB vint
6. Qutunun altındakı soyuducunun gedəcəyi yeri işləyin. Cihaz soyuducunun mərkəzinə doğru bitməlidir. Ya bütün partiyada bir neçə daha çox delik açın və mövcud PCB / qutu deliklərinin bir hissəsini yenidən istifadə edin və soyuducu ilə aşağıya doğru uzatın. Soğutucuyu müvəqqəti olaraq PCB / qutu qurğusuna vidalayın. Qutunun yuxarı hissəsinə baxdığınız zaman, FET-in bazası ilə eyni ölçüdə açılan bir soyuducu parçası görməlisiniz.
7. Rig özünüzü, bəzi statik qorunması (eyni paketi köhnə hava üfürülməsi-up cihaz və ya bipolar cihaz var, əgər bu narahat olmaz) və lövhədə diyafram daxil cihaz buraxın.
8. Siz onun montaj deşik mərkəzi mövqeləri vermək vermək FET istifadə
9. Hər şeyi yenidən bitlərə aparın. FET üçün soyuducuda iki delik açın
10. RF bağlayıcı və feedthrough CAPACITOR üçün qutusu iki bitir olan deşik qazmaq
11. Üstünü və altını böyük bir ütü ilə qalaylayın. Hamar bir nəticə əldə etmək üçün kifayət qədər bir lehim istifadə edin, lakin yüksək səviyyədə lehim sahələri yaratmaq üçün çox deyil, xüsusən də alt tərəfdə, bu PCB-nin qutu döşəməsinə düz oturmasına mane olacaqdır.
12. Yuxarıda paraqrafda ətraflı kimi, FET qapısıdır və drenaj üçün iki adalar yarat
13. Mənbəyi Nişanlar olacaq altında PCB üst və alt simalar arasında lehim mis tape
14. Ki, PCB adalar yaratmaq, qalay onlara istifadə edərək PCB onları qalmaq fotoşəkil bir bələdçi kimi
15. Ki, gücləndirici və LPF sahələri arasında ekran yaradın və uyğun
16. Ki, FET istisna olmaqla, bütün qalan PCB komponentləri Fit
17. Qutusu və Istilik üçün PCB uyğun
18. Uyğun və əlaqə və RF bağlayıcı və feed-ilə kondensator
19. Yenidən antistatik tədbirlər görərək, FET bazasına istilik köçürmə pastasının mümkün olan ən incə davamlı filmini tətbiq edin. Bunu taxta bir kokteyl çubuğu ilə rahatlıqla etmək olar
20. FET rəhbərlərinin hər birinin son 2 mm-lik hissəsini bükün. Bu, ehtiyac yaranarsa, çıxarılmasını çox asanlaşdıracaqdır
21. FET'i soyuducuya vidalayın. Çox boş və cihaz həddindən artıq qızacaq, çox sıx olacaq və cihazın flanşını təhrif edəcəksiniz və bir daha ısınacaksınız. Bir tork tornavidanız varsa, tövsiyə olunan torku axtarın və istifadə edin. 
22. Təlimatları düzgün başa düşmüsünüzsə, cihazın lövhələri böyük dəmirlə, əvvəl mənbələrdən, sonra drenajdan, nəhayət qapıdan olan FETB PCB Lehiminin üstündən qismən yuxarı olacaqdır. FET-i quraşdırarkən L4 və L5-i ayırmaq məcburiyyətində qala bilərsiniz, ancaq cihaz üçün statik qoruma təmin etdiyi üçün R3-lü ayırmayın.

Sxematik

Hissələri siyahısı

Qeydlər

1. Farnell Part Nömrələr guide yalnız var - digər ekvivalent hissələri əvəz edilə bilər.
2. Metal örtülmüş kondensatorların aşağıdakı Semcon MCM seriyası, Unelco J101 seriyası, Underwood və ya Arco Digər yerlərdə arasında mövcud MCJ-101 seriyası, RF hissələri.
3. Mövcud MRF171A Bfi (Böyük Britaniya), Richardson or RF hissələri (ABŞ)
4. Arco və ya Sprague trimmers mövcuddur Rabitə Concepts (ABŞ)
5. 18 SİQ (standart tel gauge) təxminən 1.2mm diametri
6. 22 SİQ (standart tel gauge) təxminən 0.7mm diametri
7. İnduktorları hazırlamaq üçün - lazımi sayda növbəni müvafiq ölçüdə əvvəlki tərəfə çevirin, əvvəlcə hər döngə arasında bir tel diametrli məsafədən istifadə edin. Sonra hissələri siyahısı cədvəlində tələb olunan uzunluğu əldə etmək üçün növbələri ayırın. Nəhayət bir şəbəkə analizatorundan istifadə edərək dəyəri yoxlayın və müvafiq olaraq tənzimləyin.
8. Yuxarıda spacing qayda istisna yaxın yara olan L4 edir.
9. Mis folyo (vitray edilməsində istifadə edilən) sənətkarlıq mağazalar mövcuddur
10. A / R = tələb

Prototip Gücləndirici ilə fotoşəkil

Ki, FET Yağcılar Qeyd. Ki, çizgi ilə aparıcı drenaj və doğru üçün

---

Aşağı Pass Filter Test

Hər hansı bir RF hakimiyyət gücləndirici tərəfindən əməl olunmalıdır aşağı pass filter (LPF) azaltmaq üçün harmonics məqbul bir səviyyəyə. Bu səviyyənin lisenziyasız bir tətbiqdə olması bir müzakirə nöqtəsidir, lakin çıxış gücü artdıqca harmonik basdırmaya daha çox diqqət yetirilməlidir. Məsələn, 3W-lıq bir ünitedəki -30dBc-lik 1-cü harmonik 1uW-dır, bu, heç bir narahatlığa səbəb olmaz, halbuki 30KW-lıq çıxışıdakı -3dBc 1-cü harmonik basqı potensial problemli olan üçüncü harmonikdə 1W güclə nəticələnir. Yəni üçün mütləq İkinci misalda harmonik radiasiya səviyyəsi ilk eyni olmalıdır, indi 60dBc üçüncü harmonik yatırmaq lazımdır.

Bu dizaynda 7 dirəkli Chebyshev alçaq keçid filtrini tətbiq etmək qərarı verdim. Keçid zolağındakı faz və amplituda dalğalanma kritik olmadığı üçün bir Chebyshev seçildi və Chebyshev, Butterworth ilə müqayisədə daha yaxşı bir stop bandının zəifləməsini təmin etdi. Dizayn stopbandı 113MHz-ə seçildi və 5MHz-də istədiyiniz ən yüksək ötürmə bandı tezliyindən 108MHz tətbiqetmə marjası və 113MHz-də stopbandın başlanğıcı verildi. Növbəti kritik dizayn parametri passband dalğalanması idi. Tək bir tezlik dizaynı üçün, məsələn, 1dB böyük bir ötürmə bandı dalğası seçmək və son ötürmə bandı maksimumunun pik nöqtəsini istədiyiniz çıxış tezliyinə uyğunlaşdırmaq normaldır. Bu, ən yaxşı stopband zəifləməsini təmin edir, çünki daha çox ötürmə bandı dalğalanması daha sürətli stopband zəifləməsinə səbəb olur. Yeddi kutuplu filtrdə 7 reaktiv element var, bu dizaynda dörd kondansatör və üç induktor var. Daha çox qütb, daha çox mürəkkəblik və daha çox ötürmə zolağı taxma itkisi hesabına stopband zəifləməsi bir o qədər yaxşıdır. Həm giriş, həm də çıxış empedansının 50R olması üçün dizayn edildiyi üçün tək sayda dirək tələb olunur.

Bu dizayn geniş zolaqlı olduğundan, bu ötürmə bandı dalğalanma səviyyəsini elə məhdudlaşdırır ki, ötürmə zolağının geri itkisi dəhşətli hala gəlməsin. Mükəmməl Faisyn shareware filtri dizayn proqramından istifadə etmək (mövcuddur FaiSyn RF Design Software Ana Səhifə) bu uyğunlaşmaların asanlıqla araşdırılmasına imkan verir və 0.02dB ötürmə bant dalğalanmasına qərar verdim. Bu proqram eyni zamanda sizin üçün filtr dəyərlərini hesablayır və ən populyar xətti dövrə simulyatorlarına daxil olmaq üçün uyğun formatda bir netlist çıxarır. 7 dirək ilə 4 kondansatör və 3 induktor və ya 3 kondansatör və 4 induktor istifadə etmək mümkün idi. Birincisini küləyin daha az bir komponentlə nəticələndiyini əsas gətirərək seçdim. Faisyn proqramından verilən kondansatör dəyərləri, üstünlük verilən bir dəyərə yaxın olduqlarını yoxlamaq üçün araşdırıldı. Tercih olunan dəyərlər arasında düşsəydilər, seçimlər, komponent sayını lazımsız şəkildə artıran iki kondansatörün paralelləşdirilməsini və ya daha çox arzu olunan dəyərlər dəsti əldə etmək üçün stop bandının tezliyini və ötürmə bandının dalğalanmasını incə bir şəkildə dəyişdirməyi əhatə edəcəkdir.

Filter həyata keçirmək, mən və ya Unelco tərəfindən standart ölçü metal örtülmüş kondensatorların istifadə etməyə qərar Semcon. İnduktorlar 18 SWG (standart tel ölçən) konservləşdirilmiş mis teldən hazırlanmışdır. Təcrübəmdə gümüş örtüklü mis məftil istifadə etməkdən az şey əldə etmək olar. İnduktorlar bir standartın mərkəzində düzəldilmişdir RS or Farnell tweaking alət (FEC 145-507) - bunun diametri 0.25 düym, 6.35 mm-dir. Əks təqdirdə uyğun ölçülü qazma ucunu istifadə edin. Xarici iki induktor saat yönünün, içi saat yönünün əksinə sarıldı. Bu, induktorlar arasındakı qarşılıqlı induktiv birləşməni azaltmaq üçün bir cəhddir, bu da stopband zəifləməsini pozmağa meyllidir. Eyni səbəbdən induktorlar hamısı bir düz xəttdə deyil, bir-birlərinə 90 ° -də yerləşdirilmişdir. İnduktorlar birbaşa metal örtüklü kondansatörlərin lövhələrinə lehimlənir. Bu zərərləri minimuma endirir. Bu tip diqqətlə hazırlanmış bir filtr 0.2dB-dən daha yaxşı bir keçid bandı yerləşdirmə itkisi göstərə bilər. Budur prototip vahidi üçün test nəticələri.

İnduktorlar üçün lazımi dəyərləri bildiyimdən, neçə dönüş tələb etdiyimə dair təcrübəyə əsaslanan savadlı bir təxmin etdim və sonra yaratdığım induktorun indüktansını ölçmək üçün düzgün bir kalibrli RF şəbəkə analizatorundan istifadə etdim. Ölçmə süzgəcin həqiqi iş tezliyində aparıla biləcəyi üçün kiçik indüktansların dəyərini təyin etmək üçün bu qədər dəqiq bir yoldur. Dəyəri ölçdükdən və endüktansları müvafiq olaraq düzəldərək, tam filtr qurulduqda, filtr tənzimləməsini başa çatdırmaq üçün təəccüblü bir az tənzimləmə lazım olduğunu görməlisiniz.

Bu filtri tənzimləməyin ən yaxşı yolu, şəbəkə analizatorundan istifadə edərək ötürmə zolağı giriş qayıtma itkisini minimuma endirməkdir. Giriş qaytarma itkisini minimuma endirməklə, ötürmə bandının ötürülmə itkisini və ötürmə bandının dalğalanmasını minimuma endirəcəksiniz. The 20MHz span qrafik göstərir ki, -18dB bir ötürmə bandı qaytarma itkisi əldə etdim. Şəbəkə analizatorunuz yoxdursa, işlər biraz daha hiyləgərdir. Yalnız bir nöqtə tezliyini tənzimləyirsinizsə, yönlü bir güc sayğacından filtrə daxil olmaq üçün bir RF güc mənbəyi qurun. Filtrə yaxşı bir 50R yükü ilə xitam verilir. İndi filtrdən geri gələn əks olunan gücü izləyin və əks olunan gücü minimuma endirmək üçün filtri tənzimləyin. Genişzolaqlı performans istəsəniz, bunu qrupun alt, orta və yuxarı hissəsində üç tezliklə sınamalı və etməlisiniz. Alternativ olaraq, induktorlarınızı başqa yollarla kifayət qədər yaxşı bir şəkildə ölçməyi bacarsaydınız, filtri yığıb onu başqa bir tənzimləmədən buraxa bilərsiniz.

Minimum keçid zolaqlı qayıtma itkisinə baxdıqdan sonra, stopband zəifləməsi özünə baxır, buna görə tənzimləməməlisiniz, çünki keçid zolağının yerləşdirilməsi itkisini qarışdıracaqsınız. The 200MHz span qrafik göstərir ki, 36MHz-in 2-ci harmonikasında 88dB rədd etməyi idarə etdim, bu ən pis haldır. İstinad 600MHz span Image Bu daha böyük bir məbləğ ilə və ali orden-3dB yatırıldı 88MHz və 55rd harmonik göstərir.

Gücləndirici Test

Bu gücləndiricini tənzimləmək üçün HP 8714C şəbəkə analizatorundan istifadə etdim. Şəbəkə analizatoruna giriş əldə etmədən genişzolaqlı performansı tənzimləmək üçün son dərəcə ixtiraçı olmalısınız. LPF-ni tənzimlədikdən sonra növbəti iş FET qərəzini təyin etməkdir. Bunu çıxışa bağlı bir spektr analizatoru ilə edin (zəifləmə müvafiq məbləği ən azı 40dB vasitəsilə) saxta rəqsləri izləmək. Yaxşı bir 50R yükünü girişə qoşun və sabitləşdirilmiş bir PSU (enerji təchizatı bölməsi) ilə 200mA cərəyan həddi təyin edin.

Bütün düzəldiciləri aralıqlarının mərkəzinə qoyun. Müəyyən edilmiş miniatür keramika düzəldicilərlə, düzəldicinin üst lövhəsindəki yarım ay metalizasiyası, trimmer gövdəsindəki düz ilə tamamilə uyğunlaşdırıldıqda, düzəldici maksimum tutuma malikdir. Minimum tutum üçün buradan 180 ° döndürün. Minimum gərginlik üçün R1 qoyun (bunun hansı yol olduğunu bilmirsinizsə FET-ə sığmazdan əvvəl sınaq edin). 0V-dan + 28V-ə qədər tədarük gərginliyini yavaşca artırın. Yalnız çəkilən cərəyan təxminən 14mA qərəzli dövrə tərəfindən alınmalıdır. İndi bu rəqəmə 1mA əlavə etmək üçün R100-i tənzimləyin. PSU-dan atılan cərəyanda qəfil addımlar olmamalıdır. Varsa, gücləndirici demək olar ki, salınır.

Hər şey qaydasındadırsa, söndürün. Şəbəkə analizatorunu kalibr edin. Bu tətbiq üçün HP 8714C-də S11-i açıq bir dövrə halına gətirirəm və S21-də 40dB zəifləmə ilə bir kalibrləmə edirəm. Aydındır ki, istifadə olunan zəiflədicilər VHF tezliklərində ən azı 50W RF üçün qiymətləndirilməlidir.

İndi həyat bir az mürəkkəbləşir. Normalda gücləndirici və LPF kombinasiyasına baxmağı məsləhət görürəm, lakin LPF qırılma nöqtəsi gücləndiricinin istədiyi ötürmə bandının üstündə yalnız 5MHz olduğundan, bu 108MHz-dən yuxarı bant olacağı təqdirdə gücləndiricinin cavab şəklini görmək mümkün olmur. . Bu səbəbdən LPF-i keçərək ilkin gücləndirici tənzimləməsini etdim, bu da gücləndirici cavabının harada olduğunu görmək üçün şəbəkə analizatorunun genişliyini təyin etməyə imkan verdi.

Sürücü 0dBm ilə (15 MHz təxminən mənfəət 10dB və 88 arasında qaytarılması zərər 108dB daha yaxşı almaq üçün üz çimdikkiçik siqnal mənfəət sahəsi, Pin = 0 dBm). İndi sürücünü gücləndiriciyə aparın, cari həddi uyğun şəkildə geri çəkin. RF sürücüsünü artırdıqca qazancın artacağını və giriş qaytarma itkisinin yaxşılaşacağını fərq edəcəksiniz. Bu davranış FETÖ-nu nisbətən yüngül şəkildə qərəzləndirməyin nəticəsidir. Fındıqları FET-dən kənarlaşdırmaq və 0.5A deyərək yanaşmaq olar, bu daha aşağı sürücülük səviyyələrində daha çox qazanc əldə edəcəkdir. Normal tətbiqetmələr üçün daha az qərəzli olmağı məsləhət görürəm. Kiçik çıxış səviyyələrində yüksək yanaşma, DC-ni RF effektivliyinə endirəcəkdir.

Nəhəng bir soyuducu quraşdırmadığınız təqdirdə, gücləndiricini soyutmalısınız. HP 8714C ilə + 20dBm mənbə gücü əldə edə bilərsiniz (ekranda belə deyir, əslində bundan azdır) (orta siqnal mənfəət sahəsi, Pin = + 20 dBm). Bu sürücülük səviyyəsi ilə artıq 18 ilə 20 dB qazanc və geri qaytarma itkisini 15 dB-dən yaxşı şəkildə tənzimləyə bilərsiniz. Bu nöqtədə LPF-ni yenidən bağlayıb şəbəkə analizatorunun uzunluğunu 20MHz mərkəzli 98MHz-ə endirdim. Güc gücündə LPF-də gücləndiricinin 108MHz-dən yuxarı sürülməsi tövsiyə edilmir. Çox aparılmadan CW-yə keçin (ən yaxşısını CW-də bir neçə saniyəyə qədər uzatmaq üçün analizatorlar tərəfindən qarışıq qalmamaq üçün) və spektr analizatorundakı çıxışı nəzərdən keçirin. Çıxış sürülən qar kimi təmiz olmalıdır, çıxışı gücləndiricini həyəcanlandırdığınız tezlikdə yoxlamağı unutmayın, əgər olmasa dəhşətli bir bant içi salınımına baxacaqsınız.

Son güc düzlüyünün tənzimlənməsi üçün tələb edə biləcəyiniz hər şeylə ağıllı bir RF laboratoriyasına girdiyim üçün (hər halda sınaq avadanlığı müdrikdir) şəbəkə analizatorunun çıxışını artırmaq üçün Mini-Circuits ZHL-42W genişzolaqlı gücləndiricidən istifadə etdim. gücləndiricilərin tam çıxış gücündə mənfəət reaksiyasını düzəltməyim üçün. Son mənfəət planı mənbə gücünü uyğun bir şəkildə təyin edərək və sonra Mini-Devreler gücləndiricisi və güc zəiflədiciləri ilə bir kalibrləmə edərək alınmışdır. Bu, yalnız güc gücləndiricisinin qazancını planlaşdırmağıma imkan verdi. Sonra yavaş süpürməyə keçdim və RF çıxış gücünü dəqiq ölçmək üçün kalibrlənmiş RF güc sayğacından istifadə etdim. RF çıxış gücünü və qazancını dəqiq bilmək güc gücləndiricisinə giriş gücünü hesablamağa imkan verdi. Bu süjet güc qazancının 20dB altındakı bir kölgə olduğunu və bant boyunca təxminən 0.3dB düz olduğunu göstərir (böyük siqnal mənfəət sahəsi, Pin = + 26.8 dBm). Düzlük tənzimlənməsi ilə birlikdə səmərəliliyi yoxlamaq lazımdır. Daha yüksək çıxış gücü ilə yaxşılaşaraq 60W gücündə 88MHz-də minimum 40% -i idarə etdim. Yaxşı səmərəliliyin yaxşı düzlükdən daha vacib olduğunu deyərdim. Dinləyicilər baxımından 35W ilə 45W çıxışı arasındakı fərq əhəmiyyətsizdir, lakin daha yaxşı bir məhsuldarlıq ilə daha az bir gücün işlədilməsi FET-in daha soyuq işləməsi, daha uzun sürməsi və yüksək bir VSWR kimi qəza şərtlərinə daha davamlı olması deməkdir.

Nəhayət çalıştıracağınız çıxış gücü sizin ixtiyarınızdadır, MRF171A məmnuniyyətlə ən azı 45W və ehtimal ki, daha çox işləyəcəkdir, baxmayaraq ki, məsləhət görmürəm. 40 ilə 45W arasında çoxdur - bax Son RF Power Device yaşatmaq üçün necə Daha çox məlumat üçün.

Gücləndirici Nəticələr

Gücləndiricinin çıxışında -70dBc səs-küy səviyyəsinə qədər heç bir harmonik ölçülə bilmədi. Bu gözləniləndir, çünki sürətli bir araşdırma LPF-dən əvvəl gücləndiricinin xam harmoniklərini -40dBc-ə qədər göstərdi. Süzgəcin artıq -2dBc minimum 35-ci harmonik basqı olduğu göstərilmişdir. Heç bir saxta çıxış görünmədi.

Pis çıxış VSWR-ləri ilə heç bir rəsmi ölçmə aparılmadı. Təsadüfən gücləndiricini tam gücdə bir neçə saniyə açıq bir dövrə vurdum və partlamadı. Diqqətlə təyin olunmuş cərəyan həddi ilə bir PSU istifadə etmək, gücləndiricinin bu şərtlər daxilində axmaq bir şey etməsinin qarşısını almağa kömək edəcəkdir.

---

Ərizə

Bu gücləndirici üçün ərizə nümunəsi kimi istifadə Yayım Anbar 1W FM LCD PLL exciter 40W genişzolaqlı gücləndiricini idarə etmək. Yayım anbarı bölməsini dəyişdirməmək üçün gücləndiriciyə doğru sürücülük səviyyəsini təmin etmək üçün həyəcan verici və gücləndirici arasında laboratoriya 3dB BNC pad istifadə etdim. Həyəcanlandırıcı üç fərqli frekans üçün proqramlaşdırılmışdır, hər tezlikdə çıxış gücü və cari istehlak ölçülür, bu da DC-nin RF effektivliyini hesablamağa imkan verir.

Power Amplifier supply voltage = 28V
Exciter supply voltage = 14.0V, exciter cari istehlak = 200 mA yaklaşık.

Broadcast Warehouse həyəcanlandırıcısı, PLL-in yenidən proqramlaşdırılması zamanı istifadə olunan, kilid xaricində olan RF söndürmə qurğusunu özündə birləşdirir ki, tezlik tezliyi bərpa olunana qədər RF yaranmasın. Uyarıcıların RF bağlanması aktiv olduqda, gücləndirici çıxışı eyni şəkildə azaldı - yəni gücləndirici sabit qaldı.

---

Nəticə

Bir dəfə tənzimlənən 87.5 ilə 108MHz FM yayım bandını əhatə etmək üçün əlavə tənzimləmə tələb etməyən genişzolaqlı gücləndirici nümayiş etdirdim. Dizayn, bir mərhələ ilə təxminən 20dB qazanc təmin edən ən müasir MOSFET-dən istifadə edir, RF-dən effektivliyə yaxşı DC-yə malikdir, komponentlərin sayı azdır və qurulması sadədir. Parçaların qiyməti 50 funt sterlinqi keçməməli, prototipdə istifadə olunan FET 25 funt sterlinqdən az olmalıdır

Bu gücləndirici genişzolaqlı exciter və hava ilə istifadə edirsə, nəticədə birləşməsi istifadəçi gönderim zəncirində hər halda ehtiyac yoxdur düzəlişlər edəcək ötürücü tezlik keçid üçün imkan verir.

Bu gücləndirici ədalətli tune RF hakimiyyət təcrübə dərəcəsi və peşəkar RF test donanımları çıxışı tələb edir

---

Gələcək iş

• Tekrarlanabilirlik qiymətləndirmək üçün əlavə kontur yaradın
• Design çap devre
• Pis input uyğunsuzluq şəraitdə sabitliyin yaxşılaşdırılması
• Dəyişən komponenti count azaltmaq
• Amplifier gain dəyişdirmək üçün cari FET bias müxtəlif araşdırmaq

 

---

Əməyi

Tərəfindən töhfə Unique Electronics (Woody və Alpy)
"Budur səhifənizdə 171 watt mosfet olan MRF45A üçün bir PCB.
Fayl bmp formatındadır. Lazer filmi və lazer printeri istifadə edin, ölçüsündə yazdıracaq. "

MRF171A_1_colour.bmp (14 kb)

Bizim digər məhsul:

Tower üçün peşəkar ildırımdan mühafizə sistemi	Professional FM Radio Stansiyası Avadanlıq Paketi	USB Audio Giriş İnterfeysi ilə FMUSER FU-1000C 1000W FM Verici
FMUSER 200W FM Radio Yayım Paketi	Otel IPTV Həlli	FMUSER FSN-1000T V5.0 1KW FM Radio Yayım Vericisi