Dizainas už 40W plačiajuosčio VHF RF Power Amplifier FM laidos

Įvadas

Ką šis projektas yra

Norint padidinti mažos galios FM transliavimo juostos žadintuvų išėjimo galią, nemažai jų galima įsigyti komerciškai, tiek rinkinių, tiek paruoštų. Matyti Kaip būti Bendrijos Radijo stotis nuorodas į atsiliepimus apie kai kuriuos iš populiariausių Žadintuvams.

Kas tai yra dizainas?

• Tie, kurie yra susipažinę su RF elektronikos ir mechaninių konstrukcinių metodus
• Tie, kurie jau sėkmingai sukonstravo ir išbandė VHF galios (> 10W) ​​stiprintuvus

Dėl informacijos, žr Įvadas į Bendrijos Radijo stotis Electronics

Toliau bandymo įranga bus reikalaujama sureguliuoti stiprintuvo:

• Stabilizuotas dabartinis ribotas maitinimas (+ 28V, 3A)
• Multimetras su 3A ar didesnio srovės diapazone
• 50W LAD manekeno Apkrovos
• RD galios matuoklis
• FM Exciter, su apytiksl. 26 - 27 dBm išėjimo galia
• RD spektro analizatorius
• RD tinklas analizatorius arba spektro analizatorius su sekimo generatorius
• Radijo dažnių galios slopintuvas

Šis projektas yra nE tinka pradedantiesiems ir VHF RF naujokams. Šie žmonės rizikuoja:

• Šiluminės ir RF nudegimai
• mirties bausmė elektros kėdėje
• Sunaikinimas brangių RF komponentai ir bandymo įranga
• Nepageidaujama netikras RF spinduliuotės, todėl sąveikos su kitais vartotojais elektromagnetinio spektro, taip rizikuojant vizitą iš valstybės, ir susijusiai rizikai įrangos konfiskavimu, baudos, ir galbūt laisvės atėmimo.
• Daug stresu ir nusivylimu.

Kodėl šis projektas yra būtinas

Manau, kad daugumos internetinių FM transliavimo įrenginių schemų ir dizaino kokybė toli gražu nėra patenkinama. Žiūrėk mano konsultacijos dėl pastate planų internete. Visų pirma informacija apie VHF RF galios stiprintuvus yra dar beviltiškesnė, pavyzdžiui, naudojant tokius prietaisų kaip TP9380 dinozaurus. Šis dizainas pagrįstas nauju „MOSFET“ įrenginiu su papildomais privalumais

• didelis pelnas
• didelis efektyvumas
• Lengva tiuningo

Matant, kad didžioji dalis žiniatinklio dizainų yra vyresni nei 10 metų, naudojant neseniai pristatytą įrenginį turėtų pailgėti dizaino naudingo tarnavimo laikas. Aš taip pat naudoju šį dizainą kaip priemonę parodyti informacijos kiekį, reikalingą trečiajai šaliai, neturinčiai minčių skaitymo įgūdžių, norint sėkmingai sukurti šį stiprintuvą. Esmė yra tokia: jei asmuo yra pakankamai kvalifikuotas ir patyręs, kad galėtų sukurti ką nors iš negausios projektavimo informacijos, pavyzdžiui, tik iš schemos, jis taip pat sugeba ją sukurti iš jokios informacijos. Ir atvirkščiai, asmeniui, neturinčiam tokio įgūdžių ir patirties lygio, reikės išsamių nurodymų, kad pavyktų.

---

Dizainas tvarka

Stiprintuvas dizainas yra grindžiamas neseniai pristatė (1998) Motorola MRF171A MOP (MRF171A duomenų lapas in PDF formatas).Nepainiokite tai su vyresnio amžiaus, dabar baigiamas, MRF171 prietaiso.  Sausis 2002 - Motorola keičia savo RF maitinimo įrenginys produktų portfelį daugiau oftern nei kai kurie žmonės keičia savo underparts. Atrodo, Motorola iškrauti šį prietaisą ant M / A-Com.

Kompiuterinis modeliavimas

Pradinis įgyvendinamumas buvo atliktas naudojant linijinį radijo dažnių ir mikrobangų modeliavimo paketą, ypač „Supercompact“. Naudota versija buvo 6.0, kurios, tiesą sakant, aš laikau vargana programine įranga ir visai nerekomenduoju. Šiam įrenginiui „Motorola“ pateikia S parametrus ir dideles vieno signalo impedancijas. S parametrai matuojami esant 0.5 A ramybės nutekėjimo srovei, o tai reiškia žingsnį į priekį apibūdinant prietaisą, nes tradiciškai S parametrai buvo matuojami esant gana žemoms nutekėjimo srovėms. Nors tai yra patenkinama mažo signalo įtaisams, galios stiprintuvo konstrukcijoje S parametrų, matuojamų esant mažoms drenažo srovėms, naudojimas yra ribotas. 

Nors S parametrų informacija, išmatuota esant 0.5 A, galėjo būti naudinga pradiniam projektavimo taškui, aš nusprendžiau projektą pagrįsti vieno galo didelio signalo varžomis. Jas matuoja prietaiso gamintojas, sureguliuodamas prietaisą, kad jis veiktų geriausiai kiekvienu bandymo dažniu bendrame bandymo įrenginyje. Tada bandomasis įtaisas pašalinamas ir vektorinis tinklo analizatorius naudojamas išmatuoti kompleksinę impedanciją, žiūrint atgal į suderinamą tinklą, o jos nutraukiamos 50 R. Ši procedūra atliekama įvesties ir išvesties tinklams. Didelių signalo impedanso duomenų pranašumas yra tas, kad juos galima išmatuoti esant faktinei išėjimo galiai, kurią sukuria prietaisas, ir jie yra labiau būdingi galios stiprintuvo scenarijuje. Atkreipkite dėmesį, kad didelės pavienės varžos teikia informaciją tik tam, kad būtų galima susintetinti įvesties ir išvesties tinklą, jie nepateikia jokios informacijos apie galimą gaunamo stiprintuvo padidėjimą, efektyvumą, triukšmo efektyvumą (jei taikoma) ar stabilumą.

Tai failas, naudojamas apibendrinti įvesties tinklą.

* Mrf171i1.ckt; Failo pavadinimas

* kintamojo apibrėžimo blokas, pirmoji vertė yra mažiausia leistina vertė, * trečioji yra didžiausia leistina vertė, vidurinė yra kintama

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; Grandinės tinklo sąrašo dangtelis 1 2 c = c1 dangtelis 2 0 c = c2 ind 2 3 l = l1 dangtelis 3 0 c = c3 ind 3 9 l = l2 res 9 0 r = 33; vartų šališkumo tiekimo rezistorius vienas 9 mrf171ip; nuoroda prie 1 prievado duomenų IPNET: 1POR 1; sukurkite naują 1 prievado tinklą PABAIGOTI DAŽNIO ŽINGSNĮ 88MHZ 108MHZ 1MHZ END OPT

* Optimizavimo valdymo sakinys, liepia treniruokliui optimizuoti nuo * 88 iki 108 MHz ir pasiekti, kad įvesties grąžos nuostoliai būtų geresni nei * -24 dB

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

PABAIGOS DUOMENYS

* Apibrėžkite vieno uosto tinklą, vadinamą mrf171ip, nurodydami didelių signalų * serijos ekvivalentines sudėtines impedancijas. Šie duomenys yra prieinami 4 * dažnio taškuose

* Apibrėžkite Z parametrų informaciją, tikrąjį ir įsivaizduojamą formatą, * atskaitos varža yra 1 omai

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

Žinoma, imitatoriaus naudojimas nesuteikia jokios pagalbos pasirenkant grandinės topologiją ar tinklo komponentų pradinių verčių. Ši informacija gaunama iš projektavimo patirties. Visos optimizavimo vertės buvo apribotos maksimumais ir minimumais, kad gautas tinklas būtų realizuojamas.

Iš pradžių buvo bandomas 3 polių tinkinimo tinklas, kuris negalėjo užtikrinti pakankamai plačiajuosčio ryšio atitikties per 20 MHz. 5 polių grandinės naudojimas leido pasiekti optimizavimo tikslą. Atkreipkite dėmesį, kad į modeliavimą įtrauktas 33R vartų šališkumas, nes tai padeda pašalinti Q įvesties tinklą ir pagerina galutinio stiprintuvo stabilumą.

Panaši procedūra buvo atlikta ir išvesties tinklui. Šioje simuliacijoje į simuliaciją buvo įtrauktas drenažo tiekimas. Nors vertinant, šio droselio vertė nėra kritiška, tačiau jei jis tampa per didelis, jis gali būti stabilus, jei jis tampa per mažas, jis tampa išvesties suderinimo tinklo dalimi, kuri šiuo atveju nebuvo pageidautina .

Sudėtinės pasirinkimai

Kadangi įėjimo galia yra tik pusė vato, įvesties derinimo grandinėje buvo naudojami standartiniai keraminiai kondensatoriai ir trimeriai. L1 ir L2 (žr schemiškas) galėjo būti kur kas mažesnė, tačiau buvo išlaikyta didelė, kad atitiktų išvesties tinkle naudojamus induktorius. Išvesties tinkle buvo naudojami žėručio metaliniai kondensatoriai ir žėručio suspaudimo žoliapjovės, kad būtų galima valdyti galią ir sumažinti komponentų nuostolius iki minimumo. Plačiajuosčio droselio sklendė L3 užtikrina tam tikrą nuostolingą reaktyvumą esant žemesniems RF dažniams, C8 rūpinasi AF (garso dažnio) atsiejimu.

N-kanalo MOSFET patobulinimo režimo naudojimas (teigiama įtampa prietaisą nukreipia į laidumą) reiškia, kad šališkumo schema yra paprasta. Potencialo daliklis išjungia reikiamą įtampą iš žemos įtampos, stabilizuotos 5.6 V zenerio diodu. Antrasis 5.6 V įtampos zeneris D2 yra sumontuotas kaip atsargumo priemonė, siekiant užtikrinti, kad per didelę įtampą neveiktų FET vartai. Tai tikrai sukeltų prietaiso sunaikinimą. Puristai stabilizuotų šališkumo srovę, tačiau, kadangi šališkumas šioje programoje nėra kritinis, tai nebuvo jaudinama.

Dėl mažos RF įvesties galios RF įėjimui buvo naudojamas BNC lizdas. RF išėjimui naudojau N tipą, nenaudoju BNC daugiau nei apie 5 W ir man nepatinka UHF stiliaus jungtys. Asmeniškai aš nerekomenduoju naudoti UHF jungčių, viršijančių 30 MHz.

---

Statyba

Stiprintuvas buvo sukonstruotas mažoje aliuminio išlietoje dėžutėje. RF įvesties ir išvesties jungtis sudaro koaksialiniai lizdai. Maitinimas tiekiamas per keraminį kondensatorių, pritvirtintą dėžutės sienelėje. Ši konstrukcinė technika užtikrina puikų ekranavimą, užkertantį kelią radijo spinduliuotei išeiti iš stiprintuvo. Be jo galėtų būti spinduliuojamas didelis radijo dažnių kiekis, trukdantis kitoms jautrioms grandinėms, tokioms kaip VCO ir garso pakopos, taip pat gali atsirasti daug harmoninės spinduliuotės. 

Maitinimo įtaiso pagrindas yra išpjautas angos išlietos dėžutės grindyse ir pritvirtinamas tiesiai ant mažo ekstruzinio aliuminio radiatoriaus. Alternatyva būtų, kad maitinimo įtaiso pagrindas būtų ant išlietos dėžutės grindų. Tai nerekomenduojama dėl dviejų priežasčių, kurios yra susijusios su efektyvaus šilumos praleidimo iš FET užtikrinimu. Pirma, liejimo dėžutės grindys nėra ypač lygios, todėl blogas šilumos kelias. Antra, jei termoizoliacijos dėžutės grindys yra terminiame kelyje, atsiranda daugiau mechaninių sąsajų, taigi ir didesnė šiluminė varža. Kitas pasirinktos konstrukcinės technikos privalumas yra tas, kad ji teisingai išlygina prietaiso laidus su viršutiniu plokštės paviršiumi.

Norint naudoti nurodytą radiatorių, reikės naudoti priverstinį oro aušinimą (ventiliatorių). Jei nenorite naudoti ventiliatoriaus, reikės daug didesnio radiatoriaus, o stiprintuvas turėtų būti sumontuotas taip, kad radiatoriaus pelekai būtų vertikalūs, kad maksimaliai padidintų aušinimą natūralia konvekcija.

Grandinės plokštę sudaro stiklo pluošto PCB (spausdintinės plokštės) medžiagos gabalas, padengtas 1oz Cu (variu) kiekvienoje pusėje. Grandinės mazgams formuoti naudojau „Wainwright“ - tai iš esmės yra lipni vienkartinės vienpusės PCB medžiagos gabalėliai, supjaustyti pagal dydį su nemaža šoninių pjaustytuvų pora. Lengva alternatyva yra naudoti 1.6 mm storio vienpusės PCB medžiagos gabalėlius, supjaustytus pagal dydį ir tada konservuotus. Jie klijuojami ant įžeminimo plokštės cianoakrilato tipo klijais (pvz., Superklijais arba Tak-pak  FEC 537-044). Taikant šį konstrukcijos metodą viršutinė PCB pusė yra puiki įžeminimo plokštuma. Vienintelė išimtis yra du FET vartų ir nutekėjimo įtaisai. Jie buvo sukurti atsargiai įvertinant viršutinį vario sluoksnį aštriu skalpeliu, o po to nuėmus vario šlakelius, padedant smulkialypiu lituoklio antgaliu ir skalpeliu. Geležies antgalio paleidimas palei izoliuotą vario gabalą atlaisvina klijus, kad Cu būtų nuplėštas skalpeliu. Taip sukurta vartų trinkelė yra aiškiai matoma nuotrauka prototipą

Padaręs angą PCB, kad galios įrenginio pagrindas galėtų sėdėti, aš per angą suvyniojau varinę juostelę, kad sujungčiau viršutinę ir apatinę žemės plokštumas. Tai buvo padaryta dviejose vietose, po šaltinio skirtukais. Tada varinė juosta buvo lituota viršuje ir apačioje.

Pamatyti nuotrauka siūlomoms komponentų pozicijoms. Vertikalus ekranas, esantis dešinėje gaubto pusėje, yra dvipusio PCB medžiagos gabalas, prilituotas prie viršutinės žemės plokštumos iš abiejų pusių. Tai bandymas pagerinti galutinį harmoninį atmetimą, sumažinant sujungimą tarp induktorių, sudarančių išvesties atitikmenį, ir induktorių, sudarančių LPF. Norint atlikti tokius litavimo darbus, reikės 60W ar didesnio lituoklio, pageidautina, kad būtų reguliuojama temperatūra. Šis lygintuvas bus per daug mažesniems komponentams, todėl reikės ir mažesnio lygintuvo.

Kaip nurodyta toliau, kad LPF induktyvumo ritės yra lituojama tiesiai į metalo, plakiruoto kondensatoriai skirtukus.

Siūlomi Rough And Ready Statyba tvarka

1. Iškirpkite iš dvipusio PCB medžiagos gabalas pagrindinės plokštės (maždaug 100 x 85mm)
2. Sukurkite FET diafragmą naudodamiesi grąžtais ir failais. Jei reikia, naudokite FET kaip šabloną, tačiau nesprogdinkite jo statiniu. Įsitikinkite, kad baigsite kanalizaciją dešinėje pusėje.
3. Gręžimo šešias skyles PCB, tai yra laikyti PCB į diecast dėžutę
4. Padėkite PCB į lauką ir naudokite skyles PCB gręžimo per lauką
5. Laikinai užsukite PCB į lauką
6. Išsiaiškinkite, kur vyks radiatorius, po dėžute. Prietaisas turėtų atsidurti radiatoriaus centro link. Arba per visą partiją išgręžkite dar keletą skylių, pakartotinai panaudokite kai kurias esamas PCB / dėžutės skyles ir ištieskite jas žemyn per radiatorių. Laikinai prisukite radiatorių prie PCB / dėžutės. Kai pažvelgsite į langelio viršų, dabar turėtumėte pamatyti atskleistą radiatoriaus dalį, tokio paties dydžio kaip FET pagrindas.
7. Gręžimo sau iki šiek tiek statinio apsaugą (jei turite seną prapūsti-iki įtaisą arba bipolinis įrenginį pačioje pakuotėje jūs neturite nerimauti su tai) ir lašas prietaisą į angą valdyboje.
8. Naudokite FET duoti jums duoti centras pozicijas savo "skylėmis
9. Vėl viską paimkite į bitus. Padarykite dvi skyles radiatoriuje, kad galėtumėte FET
10. Gręžti į dviejų galų dėžutės skyles RF jungtys ir feedthrough kondensatorius
11. Skardą PCB, viršuje ir apačioje, dideliu lygintuvu. Naudokite tik tiek lydmetalio, kad gautumėte tolygią apdailą, bet ne per daug, kad susidarytumėte iškilusias lydmetalio vietas, ypač dugne, nes tai neleis PCB sėdėti plokščiai prie dėžutės grindų.
12. Sukurti dvi salos FET vartų ir nutekėjimo, kaip nurodyta pirmesnėje pastraipoje
13. Lydmetalis vario juosta tarp viršaus ir apačios veidus plokštės apačioje, kur kodo skirtukai bus
14. Sukurti PCB salas, alavo juos klijuoti juos ant PCB naudojant nuotrauka kaip vadovas
15. Sukurti ir tilptų į ekraną tarp stiprintuvo ir LPF srityse
16. Pritvirtinkite visus likusius PCB komponentai kartu su į AKT išskyrus
17. Tinka PCB į lauką ir radiatoriaus
18. Tinka ir prijungti ir RF jungtys ir pašarų per kondensatorius
19. Vėl imdamiesi antistatinių atsargumo priemonių, ant FET pagrindo užtepkite kuo plonesnę ištisinę plėvelę iš šilumos perdavimo pastos. Tai galima patogiai padaryti su medine kokteilių lazdele
20. Sulenkite paskutinius 2 mm kiekvieno FET laido. Tai bus daug lengviau pašalinti, jei kils poreikis
21. Prisukite FET prie radiatoriaus. Pernelyg laisvas, prietaisas per daug įkais, per stiprus, iškraipysite prietaiso flanšą ir vėl jis perkais. Jei turite atsuktuvą su sukimo momentu, ieškokite rekomenduojamo sukimo momento ir jį naudokite. 
22. Jei teisingai supratote instrukcijas, įrenginio skirtukai bus dalinai virš PCB. Lituokite FET su dideliu lygintuvu, pirmiausia šaltiniais, tada kanalizacija, galiausiai vartais. Jums gali tekti atjungti L4 ir L5, kol montuojate FET, bet neatjunkite R3, nes tai suteikia statinei įrenginio apsaugai.

schemiškas

Dalių sąrašas

pastabos

1. FARNELL dalių numeriai yra skirti tik vadovas - kitos lygiavertės dalys gali būti pakeistas.
2. Metalo, plakiruoto kondensatoriai arba Semco „MCM“ serija, „Unelco J101“ serija, „Underwood“ arba Arco MCJ-101 serija galima gauti iš, be kitų vietų, RF dalys.
3. MRF171A gauti iš BFI (Jungtinė Karalystė), Richardson or RF dalys (JAV)
4. Arco arba Sprague žirklės yra prieinama iš Ryšio sąvokos (JAV)
5. 18 SWG (standartas vielos vėžės), yra maždaug 1.2mm skersmuo
6. 22 SWG (standartas vielos vėžės), yra maždaug 0.7mm skersmuo
7. Norėdami pagaminti induktorius - apvyniokite reikiamą apsisukimų skaičių tinkamo dydžio formuotoju, iš pradžių naudokite vieną laido skersmens tarpą tarp kiekvieno posūkio. Tada ištraukite posūkius, kad gautumėte detalių sąrašo lentelėje reikalaujamą ilgį. Galiausiai patikrinkite vertę naudodami tinklo analizatorių ir atitinkamai sureguliuokite.
8. Išimtis pirmiau tarpų taisyklė L4, kuris yra artimas žaizda.
9. Varinė folija yra prieinama iš amatų parduotuvėse (naudojamas vitražas priėmimo)
10. / R = būtinas

Nuotrauka Patyręs stiprintuvo

Pastaba orientaciją FET. Švino su pasviru brūkšniu yra drenažas, ir į dešinę

---

Žemas Pass Filter testavimas

Bet Radijo dažnių galios stiprintuvas turi būti po žemo dažnio filtrą (LPF) sumažinti harmonikos iki priimtino lygio. Koks yra šis lygis nelicencijuotoje programoje, yra ginčytinas klausimas, tačiau didėjant išėjimo galiai, reikia daugiau dėmesio skirti harmoniniam slopinimui. Pvz., 3-ioji -30dBc harmonika 1W įrenginyje yra 1uW, ir vargu ar tai sukels jokių rūpesčių, tuo tarpu -30dBc 3-ioji harmonikos slopinimas 1KW išėjime sukelia 1W galią trečioje harmonikoje, o tai gali būti problematiška. Taigi absoliutus lygis harmonikos spinduliuotės antrame pavyzdyje turi būti toks pat kaip pirmasis, dabar mes turime slopinti trečią harmonikos 60dBc.

Šioje konstrukcijoje aš nusprendžiau įdiegti 7 polių Čebyševo žemų dažnių filtrą. Chebyševas buvo pasirinktas, nes fazė ir amplitudės bangavimas pralaidumo juostoje nebuvo kritinis, ir Čebyševas suteikia geresnį stabdymo juostos slopinimą, nei, sakykime, Butterworthas. Konstrukcijos sustabdymo juosta buvo pasirinkta iki 113MHz, suteikiant 5MHz įgyvendinimo ribą nuo didžiausio norimo pralaidumo dažnio esant 108MHz ir sustabdymo juostos pradžios esant 113MHz. Kitas svarbus projektavimo parametras buvo pralaidumo dažnis. Vieno dažnio konstrukcijai yra įprasta pasirinkti didelį pralaidumo dažnio bangą, pavyzdžiui, 1dB, ir suderinti paskutinių pralaidumo maksimumų smailę iki norimo išėjimo dažnio. Tai suteikia geriausią sustabdymo juostos slopinimą, nes didesnis pralaidumo dažnio bangavimas lemia greitesnį sustabdymo juostos slopinimą. Septynių polių filtras turi 7 reaktyviuosius elementus, šioje konstrukcijoje keturi kondensatoriai ir trys induktoriai. Kuo daugiau polių, tuo geriau sustabdymo juosta silpnėja padidėjusio sudėtingumo ir daugiau pralaidumo įterpimo nuostolių sąskaita. Reikalingas nelyginis polių skaičius, nes tiek įėjimo, tiek išėjimo varža buvo 50R.

Kadangi ši konstrukcija yra plačiajuosčio ryšio, tai riboja pralaidumo bangavimą iki tokio lygio, kad pralaidumo grąžinimo nuostoliai netaptų siaubingi. Naudojant puikų „Faisyn“ dalinamųjų programų filtrų projektavimo įrankį (galima įsigyti iš FaiSyn RF Design Software Pagrindinis Puslapis) leidžia lengvai išnagrinėti šiuos kompromisus, ir aš apsisprendžiau dėl 0.02 dB pralaidumo dažnio. Ši programa taip pat apskaičiuoja jums filtro reikšmes ir pateikia netlistą tokiu formatu, kuris tinka įvesti į populiariausius linijinių grandinių treniruoklius. Turint 7 polius, buvo galima pasirinkti 4 kondensatorius ir 3 induktorius arba 3 kondensatorius ir 4 induktorius. Aš pasirinkau pirmąjį, remdamasis tuo, kad dėl to vėjui yra mažiau komponentų. Ištyrus kondensatoriaus vertes, pateiktas pagal faisyn programą, buvo patikrinta, ar jos yra artimos pageidaujamai vertei. Jei jie nepatektų tarp pageidaujamų verčių, būtų galima lyginti du kondensatorius kartu, o tai nereikalingai padidina komponentų skaičių arba subtiliai pakoreguoja stabdymo juostos dažnį ir pralaidumo bangas, kad gautų labiau pageidaujamą verčių rinkinį.

Įgyvendinti filtrą, aš nusprendė naudoti standartinio dydžio metalo, plakiruoto kondensatoriai padarytus Unelco arba Semco. Induktoriai buvo pagaminti iš 18 SWG (standartinio vielos matuoklio) alavuoto vario vielos. Mano patirtis yra ta, kad naudojant sidabruota varine viela nedaug ką galima gauti. Induktoriai buvo suformuoti aplink standarto centrą RS or FARNELL truputį keisdami įrankis (FEC 145-507) - jo skersmuo yra 0.25 colio, 6.35 mm. Kitu atveju naudokite tinkamo dydžio grąžtą. Du išoriniai induktoriai buvo suvynioti pagal laikrodžio rodyklę, vidiniai - prieš laikrodžio rodyklę. Tai bandymas sumažinti induktorių tarpusavio indukcinę jungtį, dėl to gali pablogėti stabdymo juostos slopinimas. Dėl tos pačios priežasties induktoriai yra išdėstyti 90 ° kampu vienas kito atžvilgiu, o ne visi tiesiai. Induktoriai yra lituojami tiesiai prie metalinių plakiruotų kondensatorių skirtukų. Tai sumažina nuostolius iki minimumo. Kruopščiai sukonstruotas šio tipo filtras gali patekti į pralaidumo juostos nuostolius, geresnius nei 0.2 dB. Čia pateikiami vieneto prototipo bandymo rezultatai.

Žinodamas reikalingas induktorių reikšmes, remdamasis patirtimi atlikau išsilavinusį spėjimą, kiek man reikia posūkių, o tada naudodamas tinkamai sukalibruotą RF tinklo analizatorių matavau savo sukurto induktyvumo induktyvumą. Tai yra pats tiksliausias būdas nustatyti mažos vertės induktyvumų vertę, nes matuoti galima tikruoju filtro veikimo dažniu. Išmatavę vertę ir atitinkamai pakoregavę induktyvumus, turėtumėte pastebėti, kad sukonstravus visą filtrą, norint užbaigti filtro derinimą, reikia stebėtinai mažai koreguoti.

Geriausias būdas sureguliuoti šį filtrą yra sumažinti pralaidumo įvesties grąžos nuostolius, naudojant tinklo analizatorių. Sumažinę įvesties nuostolius, sumažinsite pralaidumo perdavimo nuostolius ir pralaidumo bangas. 20MHz span grafikas rodo, kad aš pasiekiau pralaidumo grąžos praradimą -18dB. Jei neturite tinklo analizatoriaus, viskas yra šiek tiek sudėtingiau. Jei tik derinate taškinį dažnį, nustatykite RF maitinimo šaltinį, kad važiuotumėte į filtrą per kryptinį galios matuoklį. Filtras yra nutrauktas esant gerai 50R apkrovai. Dabar stebėkite atspindėtą energiją, grįžtančią iš filtro, ir sureguliuokite filtrą, kad sumažintumėte atspindėtą galią. Jei norite, kad veiktų plačiajuosčiu ryšiu, turėsite pabandyti tai padaryti, sakydami, trimis dažniais, juostos apačioje, viduryje ir viršuje. Arba, jei jums pavyko pakankamai gerai išmatuoti induktorius kitomis priemonėmis, galite tiesiog surinkti filtrą ir palikti jį vietoje, be papildomo reguliavimo.

Sureguliavus minimalų pralaidumo grąžos praradimą, sustabdymo juostos slopinimas pasirūpina savimi, neturėtumėte to derinti, nes sugadinsite pralaidumo juostos įterpimo nuostolius. 200MHz span grafikas rodo, kad man pavyko atkurti 36 dB 2-ąja harmonika 88 MHz, o tai yra blogiausias atvejis. Remdamasis 600MHz span Grafikas rodo 3rd harmonika 88MHz numalšinta-55dB ir didesnius užsakymus pagal didesnę sumą nei šis.

Stiprintuvas testavimas

Šiam stiprintuvui sureguliuoti naudojau HP 8714C tinklo analizatorių. Neturėdami prieigos prie tinklo analizatoriaus, jūs turite būti labai išradingi, norėdami suderinti plačiajuosčio ryšio našumą. Sureguliavus LPF, kitas darbas yra nustatyti FET šališkumą. Atlikite tai su spektro analizatoriumi, prijungtu prie išvesties (per atitinkamo dydžio slopinimas, bent 40dB), kad būtų galima stebėti netikrus svyravimus. Prijunkite gerą 50R apkrovą prie įvesties ir prijunkite stabilizuotą PSU (maitinimo bloką), kurio srovės riba nustatyta 200mA.

Visus žoliapjoves nustatykite į savo diapazono centrą. Nurodžius miniatiūrinius keramikos žoliapjoves, kai pusmėnulio metalizacija ant trimerio viršutinės plokštės yra visiškai išlyginta su plokščia trimmerio korpuso dalimi, žoliapjovė yra maksimaliai talpi. Pasukite 180 ° nuo čia, kad gautumėte mažiausią talpą. Nustatykite minimalią įtampą R1 (eksperimentuokite prieš pritaikydami FET, jei nežinote, kokiu būdu tai yra). Lėtai didinkite maitinimo įtampą nuo 0 V iki + 28 V. Vienintelė ištraukta srovė turėtų būti tokia, kurią paima įtampos grandinė, apie 14mA. Dabar sureguliuokite R1, kad prie šios figūros pridėtumėte 100 mA. Srovės, paimtos iš PSU, neturėtų būti staigių žingsnių. Jei yra, stiprintuvas beveik neabejotinai svyruoja.

Jei viskas gerai, išjunkite. Kalibruokite tinklo analizatorių. „HP 8714C“ šiai programai aš normalizuoju S11 į atvirą grandinę ir atlieku S21 kalibravimą 40dB slopinimo linijoje. Akivaizdu, kad naudojami slopintuvai turi būti įvertinti bent 50 W radijo dažniu esant VHF dažniui.

Dabar gyvenimas tampa šiek tiek komplikuotas. Paprastai aš rekomenduočiau peržiūrėti stiprintuvo ir LPF derinį, tačiau kadangi LPF lūžio taškas yra tik 5MHz viršijamas norimo stiprintuvo pralaidumo juostos, neįmanoma pamatyti stiprintuvo atsako formos, jei taip nutinka nuo 108MHz . Dėl šios priežasties pradinį stiprintuvo derinimą atlikau aplenkdamas LPF, o tai leido man nustatyti tinklo analizatoriaus diapazoną pakankamai plačią, kad galėčiau pamatyti, kur yra stiprintuvo atsakas.

Su 0dBm iš disko, įgnybti toli gauti maždaug 15dB Pelno ir geriau nei 10dB iš grįžtamųjų nuostolių visoje 88 į 108 MHz (mažo signalo prieaugis sklypas Pin = 0 dBm). Dabar padidinkite diską prie stiprintuvo, tinkamai atitraukdami dabartinę ribą. Jūs pastebėsite, kad didinant radijo dažnio įrenginį, padidėjimas padidės ir įvesties grąžos nuostoliai pagerės. Šis elgesys yra palyginti lengvo FET šališkumo pasekmė. Galėtumėte išstumti FET veržles ir pakreipti ją, tarkime, 0.5 A, tai suteiks jums daugiau naudos žemesniame pavaros lygyje. Įprastoms programoms rekomenduoju naudoti mažesnį šališkumą. Didelis šališkumas esant mažam išėjimo lygiui sumažins nuolatinės srovės ir RF efektyvumą.

Dabar jums reikės ventiliatoriaus atvėsinti stiprintuvą, nebent jame sumontuotas didžiulis radiatorius. Su „HP 8714C“ galite gauti + 20dBm šaltinio galią (tai sakoma ekrane, iš tikrųjų ji yra mažesnė) (vidutinis signalo prieaugis sklypas Pin = + 20 dBm). Naudodami tokio lygio diską, dabar galite sureguliuoti 18–20 dB pelną ir grąžinti nuostolius, geresnius nei 15 dB. Šiuo metu aš vėl prijungčiau LPF ir susiaurinčiau tinklo analizatoriaus diapazoną iki 20 MHz, kurio centras yra 98 MHz. Stiprintuvo, kurio galia viršija 108 MHz, į LPF, tikrai nerekomenduojama. Prieš persiimdami perjunkite į CW (geriausia pratęsti šlavimo greitį iki kelių sekundžių CW, kad analizatoriai nesupainiotų atgal) ir pažiūrėkite į spektro analizatoriaus išvestį. Išvestis turėtų būti švari, nes varomas sniegas, nepamirškite patikrinti, ar išvestis yra tokiu dažniu, su kuriuo jaudinatės stiprintuvą, jei ne, žiūrėsite į siaubingą juostos svyravimą.

Galutiniam galios lygumui sureguliuoti, nes turėjau prieigą prie išmaniosios radijo dažnių laboratorijos su viskuo, ko tik gali prireikti (šiaip ar taip, bandymo įranga), naudojau „Mini-Circuits ZHL-42W“ plačiajuosčio ryšio stiprintuvą, kad galėčiau padidinti tinklo analizatoriaus išėjimą Aš sureguliuoju stiprintuvų atsako atsaką plokščia, esant visai išėjimo galiai. Galutinis stiprinimo grafikas buvo paimtas tinkamai nustatant šaltinio galią ir kalibravus „Mini-Circuits“ stiprintuvą ir galios slopintuvus. Tai leido man suplanuoti tik galios stiprintuvo stiprinimą. Tada perėjau į lėtą valymą ir, norėdamas tiksliai išmatuoti RF išėjimo galią, naudoju kalibruotą RF galios matuoklį. Tiksliai žinodamas RF išėjimo galią ir stiprinimą, galėjau apskaičiuoti galios stiprintuvo įvesties galią. Šis siužetas rodo, kad galios padidėjimas yra mažesnis nei 20 dB ir apie 0.3 dB plokščias visoje juostoje (didelis signalo prieaugis sklypas Pin = + 26.8 dBm). Derinant lygumą, reikia patikrinti efektyvumą. Man pavyko mažiausiai 60% 88MHz dažniu esant 40 W išėjimui, patobulinta turint didesnę išėjimo galią. Sakyčiau, kad geras efektyvumas yra svarbiau už gerą lygumą. Klausytojų požiūriu, skirtumas tarp 35 W ir 45 W yra nereikšmingas, tačiau mažesnio galingumo ir gero efektyvumo naudojimas reiškia, kad FET veiks vėsiau, tarnaus ilgiau ir bus atsparesnis gedimų sąlygoms, tokioms kaip didelis VSWR.

Kokią išėjimo galią pasirinksite pagaliau paleisti, priklauso tik nuo jūsų, MRF171A laimingai veiks mažiausiai 45 W ir tikriausiai daug daugiau, nors aš to nerekomenduoju. Apie 40–45 W yra daug - žr Kaip išlaikyti savo baigiamąjį RF Power Device Alive Daugiau informacijos.

Stiprintuvai rezultatai

Stiprintuvo išėjime iki -70dBc triukšmo grindų nebuvo galima išmatuoti jokių harmonikų. To galima tikėtis, nes greitas tyrimas parodė, kad stiprintuvo neapdorotos harmonikos prieš LPF buvo maždaug -40dBc. Jau įrodyta, kad filtras turi mažiausiai 2-ą harmoniką -35dBc. Jokios netikros produkcijos nebuvo matyti.

Nebuvo atlikti jokie oficialūs matavimai su blogos išvesties VSWR. Aš netyčia kelioms sekundėms paleidžiau stiprintuvą visa jėga į atvirą grandinę ir jis nesprogo. PSU naudojimas su kruopščiai nustatyta srovės riba padės išvengti to, kad stiprintuvas tokiomis sąlygomis padarytų ką nors kvailo.

---

taikymas

Kaip ieškinį dėl šio stiprintuvo taikymo, Aš naudojamas, pavyzdžiui Transliacija sandėlis 1W FM LCD PLL Exciter vairuoti 40 W plačiajuosčio ryšio stiprintuvą. Kad išvengčiau „Broadcast Warehouse“ modifikacijos, tarp žadintuvo ir galios stiprintuvo panaudojau laboratorijos 3dB BNC padėkliuką, kad stiprintuvas būtų tinkamas. Žadintuvas buvo užprogramuotas trims skirtingiems dažniams, kiekvienam dažniui matuojant išėjimo galią ir srovės suvartojimą, leidžiant apskaičiuoti nuolatinės srovės ir radijo dažnio efektyvumą.

Power Amplifier maitinimo įtampa = 28V
Žadintuvo maitinimo įtampa = 14.0V, Exciter srovė = 200 mA apytiksl.

„Broadcast Warehouse“ žadintuve yra užrakto radijo dažnio išjungimo galimybė, naudojama perprogramuojant PLL, kad radijo dažnis nebūtų generuojamas tol, kol nebus atkurtas dažnio užraktas. Kai sužadintuvų RF išjungimas buvo aktyvus, stiprintuvo išėjimas buvo panašiai sumažintas - ty stiprintuvas išliko stabilus.

---

Išvada

Parodžiau plačiajuosčio stiprintuvo, kurį sureguliavus, nereikia daugiau koreguoti, kad apimtų 87.5–108 MHz FM transliavimo juostą. Dizainas naudoja pažangiausią MOSFET, užtikrinantį beveik 20 dB pelningumą su vienu etapu, pasižymi geru nuolatinės srovės ir radijo dažnio efektyvumu, mažu komponentų skaičiumi ir jį lengva sukurti. Dalių kaina neturėtų viršyti 50 svarų, prototipe naudojamas FET kainuoja mažiau nei 25 svarus

Jei šis stiprintuvas yra naudojamas su plačiajuosčio žadintuvo ir antena, todėl derinys leidžia vartotojui pereiti Perdavimo dažnį, savo valia be jokių koregavimų, kurių reikia vistiek perduodančio grandinėje.

Stiprintuvas, reikia teisingą išsilavinimą RF maitinimo patirties sureguliuoti, ir prieigą prie profesinio RF bandymo įranga

---

Ateities darbas

• Sukurti papildomų vienetų įvertinti pakartojamumas
• Dizainas spausdintinės plokštės
• Pagerinti stabilumą blogų įvesties neatitikimo sąlygos
• Sumažinti kintama sudedamoji skaičius
• Ištirti įvairaus AKT šališkumo srovę keisti stiprintuvo

 

---

Prisidėjo

Prisidėjo Unikalus Elektronika (Vudis ir Alpy)
„Štai jūsų puslapyje MRF171A, 45 vatų„ mosfet “, PCB.
Failas yra bmp formatu. Naudokite lazerinę plėvelę ir lazerinį spausdintuvą, jie bus spausdinami pagal dydį. "

MRF171A_1_colour.bmp (14 kb)

Mūsų kitas produktas:

Profesionali bokšto apsaugos nuo žaibo sistema	Profesionalus FM radijo stoties įrangos paketas	FMUSER FU-1000C 1000W FM siųstuvas su USB garso įvesties sąsaja
FMUSER 200W FM radijo transliavimo paketas	Viešbučio IPTV sprendimas	FMUSER FSN-1000T V5.0 1KW FM radijo transliacijos siųstuvas