'N ontwerp vir 'n 40W breëband VHF RF Power Versterker vir FM-uitsending

Inleiding

Wat hierdie ontwerp is vir

'N Aantal hiervan is kommersieel beskikbaar, beide as kits en gereed gemaak om die uitsetkrag van FM-uitsaaiband-opwarmers te verhoog. Sien Hoe om 'n Gemeenskap Radio Stasie vir die skakels na die resensies van 'n paar van die meer gewilde exciters.

Wie is dit ontwerp vir?

• Diegene wat vertroud is met die RF elektroniese en meganiese konstruksie tegnieke
• Diegene wat reeds VHF-kragversterkers (> 10W) ​​suksesvol gebou en getoets het

Vir verwysing, sien Inleiding tot Community Radio Station Electronics

Die volgende toets toerusting sal verwag word om die versterker te stem:

• Gestabiliseerde huidige beperkte kragtoevoer (+ 28V, 3A)
• Multimeter, met 3A of groter huidige reeks
• 50W VHF Dummy Load
• RF Power Meter
• FM opwekker, met ongeveer. 26 - 27 dBm uitset krag
• RF spektrum Analyser
• RF Network Analyser of 'n spektrum analiseerder met die dop kragopwekker
• RF Attenuator

Hierdie ontwerp is NIE geskik vir beginners en VHF RF-beginners. Hierdie mense loop die volgende risiko's:

• Hitte en RF brandwonde
• Elektriese skok
• Vernietiging van duur RF komponente en toets toerusting
• Ongewenste onwaar RF bestraling, wat lei tot inmenging met ander gebruikers van die elektromagnetiese spektrum, dus gevaar vir 'n besoek van die staat, en die gevolglike risiko van toerusting konfiskering, boetes, en moontlik gevangenisstraf.
• 'N groot deel van die stres en frustrasie.

Hoekom is dit ontwerp is nodig

Ek glo dat die kwaliteit van die oorgrote meerderheid skemas en ontwerpe vir FM-uitsaaitoerusting wat op die internet beskikbaar is, nog lank nie bevredigend is nie. Sien my advies oor die bou van die planne op die web. In die besonder is die inligting beskikbaar op VHF RF-kragversterkers nog desperater, byvoorbeeld met behulp van dinosourusse van toestelle soos die TP9380. Hierdie ontwerp is gebaseer op 'n nuwe MOSFET-toestel, met die gepaardgaande voordele van

• hoë wins
• hoë doeltreffendheid
• gemak van tuning

Aangesien die meeste ontwerpe op die internet ouer as 10 jaar is, kan die gebruiksduur van die ontwerp die gebruiksduur van die ontwerp maksimeer. Ek gebruik hierdie ontwerp ook as 'n voertuig om die hoeveelheid inligting te demonstreer wat benodig word vir 'n derde party wat nie toegerus is met denkleesvaardighede om hierdie versterker suksesvol te bou nie. Die punt is dit: as iemand voldoende vaardig en ervare is om iets uit geringe ontwerpinligting te bou, byvoorbeeld net 'n skema, kan hy dit net so bou uit geen inligting nie. Omgekeerd sal iemand wat nie op daardie vaardigheids- en ervaringvlak is nie, gedetailleerde instruksies benodig om te slaag.

---

Ontwerp proses

Die versterker ontwerp is gebaseer op die onlangs bekend gestel is (1998) Motorola MRF171A MOSFET (MRF171A data blad in PDF formaat).Moet nie verwar dit met die ouer, wat nou gestaak, MRF171 toestel.  Januarie 2002 - Motorola verander hul RF krag toestel produk portefeulje meer oftern as sommige mense verander hul onderkant. Dit lyk soos Motorola het afgelaai hierdie toestel op te M / A-com.

Rekenaarsimulasie

Die aanvanklike uitvoerbaarheid is uitgevoer met 'n lineêre RF- en mikrogolfsimulasiepakket, spesifiek Supercompact. Die weergawe wat gebruik is, was 6.0, wat ek eerlikwaar as 'n pisarm sagteware beskou en glad nie aanbeveel nie. Vir hierdie toestel bied Motorola S-parameters en groot seinimpedansies met enkel sein. Die S-parameters word gemeet op 0.5 A rustige afvoerstroom, wat 'n stap vorentoe in die karakterisering van toestelle is, aangesien S-parameters gewoonlik gemeet word teen 'n redelike lae dreiningsstroom. Alhoewel dit bevredigend is vir klein-sein-toestelle, is die gebruik van S-parameters gemeet by klein dreinstrome beperk vir die ontwerp van die kragversterker. 

Alhoewel die S-parameterinligting gemeet op 0.5 A 'n nuttige beginpunt vir die ontwerp kon bied, kies ek om die ontwerp te baseer op die enkel-eindige grootsein-impedansies. Dit word deur die toestelvervaardiger gemeet deur die toestel op te stel vir die beste prestasie by elke toetsfrekwensie in 'n generiese toetsinrigting. Die toetsapparaat word dan verwyder en 'n vektornetwerk-analiseerder word gebruik om die ingewikkelde impedansie wat terugkyk in die ooreenstemmende netwerk te meet, terwyl hierdie met 50 R beëindig word. Hierdie prosedure word uitgevoer vir die in- en uitset-ooreenstemmende netwerke. Die voordeel van groot seinimpedansie-data is dat dit gemeet kan word aan die werklike uitsetkrag wat die toestel ontwerp het om te genereer, en as sodanig meer verteenwoordigend is in 'n kragversterker-scenario. Let daarop dat die groot enkelimpedansies slegs inligting verskaf om 'n in- en uitset-ooreenstemmende netwerk te kan sintetiseer; hulle verskaf geen inligting oor die waarskynlike wins, doeltreffendheid, geraasprestasie (indien relevant) of stabiliteit van die resulterende versterker nie.

Dit is die lêer wat gebruik word om die insette netwerk te voeg.

* Mrf171i1.ckt; Naam van lêer

* veranderlike definisieblok, eerste waarde is minimum toegelate waarde, * derde is maksimum toegelate waarde, middel is veranderlik

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; Netnetdopkring 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; poortvoorspanning-weerstand een 9 mrf171ip; verwysing na 1 poort data IPNET: 1POR 1; skep 'n nuwe 1 poort netwerk EINDE FREK STAP 88MHZ 108MHZ 1MHZ EINDE

* Optimiseringsbeheerverklaring, sê vir simulator om tussen * 88 en 108 MHz te optimaliseer, en om 'n insetopbrengsverlies van beter as * -24 dB te bereik

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

EINDEGEGE

* Definieer 'n eenpoortnetwerk genaamd mrf171ip, met verwysing na die grootsein * reeks ekwivalente komplekse impedansies. Hierdie data is beskikbaar by 4 * frekwensiepunte

* Definieer Z-parameterinligting, regte en denkbeeldige formaat, * verwysingsimpedansie is 1 Ohm

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

Die gebruik van 'n simulator bied natuurlik geen hulp met die keuse van stroombaantopologie nie, en ook nie die beginwaardes vir die netwerkkomponente nie. Hierdie inligting is afkomstig van ontwerpervaring. Alle optimaliseringswaardes is beperk met maksima en minima om die resulterende netwerk realiseerbaar te hou.

Aanvanklik is 'n drie-polige aanpassingsnetwerk probeer, dit is nie in staat om 'n voldoende breëband-aanpassing oor die 3 MHz te lewer nie. Met behulp van 'n 20-polige stroombaan kon die optimeringsdoel bereik word. Let op dat die 5R-poortvooroordeel by die simulasie ingesluit is, want dit help om die invoernetwerk te de-Q en verbeter die stabiliteit in die finale versterker.

'N Soortgelyke prosedure is uitgevoer vir die uitsetnetwerk. In hierdie simulasie is die dreinvoer by die simulasie ingesluit. Alhoewel die waarde van hierdie verstikking op die oog af nie van kritieke belang is nie; as dit te groot word, kan daar bestaan ​​uit stabiliteit, as dit te klein word, word dit deel van die uitset-ooreenstemmende netwerk, wat in hierdie geval nie wenslik was nie. .

Komponent keuses

Aangesien die insetkrag slegs 'n halwe watt is, is standaard keramiekondensators en -snyers in die stroombaan vir die invoer gebruik. L1 en L2 (verwys na skematiese) kon baie kleiner gemaak word, maar is groot gehou omdat dit konsekwent was met die induktors wat in die uitsetnetwerk gebruik is. In die uitsetnetwerk is mica-metaalbeklede kondensators en mica-kompressiesnyers gebruik om die krag te hanteer en komponentverliese tot die minimum te beperk. Die breëband-verstikking L3 bied 'n bietjie verlies aan reaktansie by laer RF-frekwensies, C8 sorg vir AF-ontkoppeling (klankfrekwensie).

Die gebruik van 'n NOS-kanaal MOSFET met 'n verbeteringsmodus ('n positiewe spanning wat die toestel lei tot geleiding) beteken dat die voorspanningskringe eenvoudig is. 'N Potensiaalverdeler tik die vereiste spanning af van 'n lae spanning wat gestabiliseer word deur 'n 5.6V zenerdiode. Die tweede 5.6V-soner, D2, is as 'n voorsorgmaatreël aangebring om te verseker dat buitensporige spanning nie op die hek van die FET aangewend word nie. Dit sal beslis lei tot die vernietiging van die toestel. Puriste sal die vooroordeelstroom temperatuur stabiliseer, maar aangesien die vooroordeel nie van kritieke belang is in hierdie toepassing nie, is dit nie lastig geval nie.

Vanweë die lae RF-insetkrag is 'n BNC-aansluiting vir die RF-inset gebruik. Ek het die N-tipe gebruik vir die RF-uitvoer, ek gebruik nie BNC vir meer as 5 W nie en hou nie van UHF-koppelstukke nie. Persoonlik beveel ek nie aan om UHF-verbindings bo 30MHz te gebruik nie.

---

konstruksie

Die versterker is in 'n klein aluminium-vormverpakkingskas vervaardig. RF-toevoer- en uitsetverbindings word deur koaksiale voetstukke gemaak. Die kragtoevoer word gelei deur 'n keramiese deurvoerkondensator wat in die muur van die boks vasgebout is. Hierdie konstruksietegnieke het uitstekende afskerming tot gevolg, en voorkom dat RF-straling van die versterker ontsnap. Daarsonder kan beduidende hoeveelhede RF-straling uitgestraal word, wat ander sensitiewe stroombane soos VCO's en klankfases inmeng, kan ook beduidende hoeveelhede harmoniese straling voorkom. 

Die onderkant van die kragapparaat sit deur 'n uitsny in die vloer van die gietkast en is direk op 'n klein geëxtrudeerde aluminium koelplaat vasgebout. 'N Alternatief is dat die basis van die kragapparaat op die vloer van die gietkas moet sit. Dit word om twee redes nie aanbeveel nie, wat albei gemoeid is met die verskaffing van 'n effektiewe manier om hitte van die FET af te lei. Eerstens is die vloer van die gietkas nie besonder glad nie, wat lei tot 'n slegte termiese baan. Tweedens bied die meganiese koppelvlak en dus meer termiese weerstand die vloer van die gietkas in die termiese baan. Nog 'n voordeel van die gekose konstruksietegniek is dat dit die apparaatleidings korrek uitlyn met die boonste vlak van die stroombaan.

Die gebruik van die gespesifiseerde koelplaat benodig die gebruik van gedwonge lugverkoeling ('n waaier). As u van plan is om nie 'n waaier te gebruik nie, is 'n veel groter koelplaatjie nodig, en die versterker moet vertikaal met die koelplaatvinne gemonteer word om die verkoeling deur natuurlike konveksie te maksimeer.

Die stroombaan bestaan ​​uit 'n stuk veselglas-PCB (gedrukte stroombaan) materiaal wat met 1 oz Cu (koper) aan elke kant bedek is. Ek het Wainwright gebruik om die stroombaanknope te vorm - dit is basies selfklevende stukke blik enkelzijdige PCB-materiaal, op maat gesny met 'n stewige paar sysnyers. 'N Maklike alternatief is om stukke van 1.6 mm dik enkelzijdige PCB-materiaal te gebruik, op maat gesny en dan geblik. Dit word op die grondvlak vasgeplak met 'n siaanoakrylaat-kleefmiddel (bv. Supergom of Tak-pak)  FEC 537-044). Hierdie konstruksiemetode het tot gevolg dat die boonste kant van die PCB 'n uitstekende grondvlak is. Die enigste uitsondering hierop is die twee kussings vir die hek en drein van die FET. Dit is geskep deur die boonste laag koper versigtig met 'n skerp skalpel te skuur en dan die koperskyfies te verwyder met behulp van 'n fyn punt-soldeerbout en die skalpel. Deur die ysterpunt langs die geïsoleerde stuk koper te laat loop, word die gom voldoende losgemaak om die Cu met die skalpel af te skil. Die hekkussing wat so geskep is, is duidelik sigbaar in die foto van die prototipe

Nadat ek die diafragma in die printplaat gemaak het sodat die onderkant van die kragtoestel kon sit, het ek koperband deur die gleuf gevou om die boonste en onderste grondvlak aan te sluit. Dit is op twee plekke onder die bronbladsye gedoen. Die koperband is dan bo en onder gesoldeer.

sien foto vir voorgestelde komponentposisies. Die vertikale skerm regs van die omhulsel is 'n stuk dubbelzijdige PCB-materiaal wat aan beide kante aan die boonste grondvlak gesoldeer is. Dit is 'n poging om die finale harmoniese verwerping te verbeter deur die koppeling tussen die induktors wat die uitset-pasvorm vorm en die induktors waaruit die LPF bestaan, te verminder. Om hierdie soort soldeertake te verrig, is 'n soldeerbout van 60 W of meer nodig - verkieslik 'n temperatuurbeheerde. Hierdie yster sal te klein wees vir die kleiner komponente, dus is ook 'n kleiner strykyster nodig.

Soos hieronder genoem, is die LPF induktors gesoldeer direk na die oortjies van die metaal bedek kapasitore.

Voorgestelde Rowwe en gereed opbou proses

1. Knip 'n stuk van dubbele eensydige PCB materiaal vir die hoof bord (ongeveer 100 x 85mm)
2. Maak die diafragma vir die FET met behulp van 'n verskeidenheid bore en lêers. Gebruik die FET as 'n sjabloon, indien nodig, maar moenie dit staties opblaas nie. Maak seker dat u die afvoer aan die regterkant het.
3. Boor ses gate in die PCB, dit is die PCB te hou aan die diecast box
4. Plaas die PCB in die boks en gebruik die gate in die PCB te boor deur die boks
5. Tydelik skroef die PCB aan die boks
6. Bepaal waar die koelplaat gaan, onder die kissie. Die toestel moet in die middel van die koellichaam beland. Boor nog 'n paar gate deur die hele lot, en gebruik 'n paar van die bestaande PCB / boksgate weer en strek dit deur die koelplaat. Skroef die heatsink tydelik aan die PCB / box-eenheid. As u na die bokant van die boks kyk, moet u sien dat daar 'n stuk koelplaat aan die lig kom, dieselfde grootte as die basis van die FET.
7. Rig jouself 'n paar statiese beskerming (as jy het 'n ou opgeblaasde toestel of 'n bipolêre toestel in dieselfde verpakking, sal jy nie het om te pla met hierdie) en drop die toestel in die opening in die raad.
8. Gebruik die VOO te gee om die sentrum posisies van sy "toenemende gate gee
9. Neem alles weer stukkend. Maak twee gate in die koelplaat vir die FET
10. Boor die gate in die twee ente van die boks vir die RF connectors en die Stroom Doorvoer kapasitor
11. Blin die PCB, bo en onder, met 'n groot strykyster. Gebruik net genoeg soldeersel om 'n gladde afwerking te kry, maar nie te veel om verhoogde soldeergebiede te skep nie, veral aan die onderkant, want dit sal voorkom dat die PCB plat teen die vloer sit.
12. Skep die twee eilande in die VOO-hek en dreineer, soos uiteengesit in die bogenoemde paragraaf
13. Soldeer koper band tussen bo en onder gesigte van die PCB onder waar die bron oortjies sal wees
14. Skep die PCB eilande, tin hulle plak dit op die bord met behulp van die foto as 'n gids
15. Skep en pas die skerm tussen die versterker en die LPF areas
16. Pas op al die oorblywende PCB komponente, met die uitsondering van die VOO
17. Pas die bord aan die boks en die koel
18. Pas die en verbind en die RF connectors en die voer-deur kapasitor
19. Neem weer antistatiese voorsorgmaatreëls en dien die dunste aaneenlopende film van die hitte-oordragpasta toe op die basis van die FET. Dit kan gerieflik gedoen word met 'n houtkokkie
20. Buig die laaste 2 mm van elk van die FET-afleidings. Dit sal dit baie makliker maak om te verwyder as dit nodig sou wees
21. Skroef die FET aan die koelplaat. Te los en die toestel sal te warm word, te styf en u sal die flens van die toestel verwring en weer oorverhit. As u 'n wringkragskroewedraaier het, soek die aanbevole wringkrag op en gebruik dit. 
22. As u die instruksies reg verstaan ​​het, sal die oortjies van die toestel fraksioneel bo die PCB Soldeer die FET in wees met die groot strykyster, eers die bronne, dan die drein, uiteindelik die hek. U moet moontlik L4 en L5 ontkoppel terwyl u die FET aanpas, maar moenie R3 ontkoppel nie, want dit bied statiese beskerming vir die toestel.

Skematiese

Dele Lys

Notes

1. Farnell Deel Nommers is vir riglyn - ander soortgelyke onderdele vervang kan word.
2. Metaal bedek kapasitors is óf Semco MCM-reeks, Unelco J101-reeks, Underwood, of Arco MCJ-101 reeks beskikbaar, onder ander plekke, RF Parts.
3. MRF171A beskikbaar vanaf BFI (UK), Richardson or RF Parts (VSA)
4. Arco of Sprague skare is beskikbaar by Kommunikasie Proewe (VSA)
5. 18 SWG (standaarddiktemeter) is ongeveer 1.2mm deursnee
6. 22 SWG (standaarddiktemeter) is ongeveer 0.7mm deursnee
7. Om die induktors te maak - draai die vereiste aantal draaie om 'n vorm van die regte grootte, gebruik aanvanklik een draadafstand tussen elke draai. Trek dan die draaie uitmekaar om die verlangde lengte in die onderdelelystabel te kry. Kontroleer ten slotte die waarde met behulp van 'n netwerkontleder en pas dit aan.
8. Die uitsondering op die bogenoemde spasiëring reël is L4, wat naby wond.
9. Koper foelie is beskikbaar by handwerk winkels (wat gebruik word in glas te maak)
10. A / R =, soos vereis

Foto van prototipe Versterker

Let geaardheid van die VOO. Die voortou met die streep is die drein, en is aan die regterkant

---

Laaglaatfilter Toets

Enige RF versterker moet gevolg word deur 'n laagdeurlaatfilter (LPF) die te verminder harmonieke tot 'n aanvaarbare vlak. Wat hierdie vlak in 'n ongelisensieerde toepassing is, is 'n groot punt, maar namate die uitsetkrag verhoog word, moet meer aandag aan die harmoniese onderdrukking gegee word. Byvoorbeeld, 'n 3de harmoniese van -30dBc op 'n 1W-eenheid is 1uW, wat waarskynlik geen probleme sal veroorsaak nie, terwyl -30dBc 3de harmoniese onderdrukking op 'n 1KW-uitset lei tot 'n 1W krag by die derde harmoniese wat potensieel problematies is. So vir die absolute vlak van harmoniese bestraling in die tweede voorbeeld om dieselfde te wees as die eerste, ons moet nou die derde harmoniese deur 60dBc te onderdruk.

In hierdie ontwerp het ek besluit om 'n 7-polige Chebyshev laagdeurlaatfilter te implementeer. 'N Chebyshev is gekies omdat die fase en amplitude rimpel in die pasband nie van kritieke belang was nie, en die Chebyshev gee 'n beter stopbandverswakking as in 'n Butterworth. Die ontwerp-stopband is gekies op 113MHz, wat 'n implementeringsmarge van 5MHz gee vanaf die hoogste gewenste pasbandfrekwensie by 108MHz en die begin van die stopband by 113MHz. Die volgende kritieke ontwerpparameter was die passband rimpel. Vir 'n enkele frekwensie-ontwerp is dit normaal om 'n groot passband rimpel te kies, byvoorbeeld 1dB, en die hoogtepunt van die laaste pasband maxima af te stel op die gewenste uitset frekwensie. Dit bied die beste stopbandverswakking, want groter passband rimpeling lei tot vinniger stopbandverswakking. 'N Sewe-polige filter het 7 reaktiewe elemente, in hierdie ontwerp vier kondensators en drie induktors. Hoe meer pole, hoe beter is die stopbandverswakking, ten koste van verhoogde ingewikkeldheid en meer verlies van invoeging van pasband. 'N Onewe aantal pole is nodig aangesien beide die invoer- en uitsetimpedansie ontwerp is om 50R te wees.

Aangesien hierdie ontwerp breëband het, beperk dit die passband-rimpeling tot 'n vlak dat die verlies aan die passband-opbrengs nie te aaklig word nie. Gebruik die uitstekende Faisyn filter vir die ontwerp van shareware-filter (beskikbaar by FaiSyn RF ontwerp sagteware Tuisblad) kan hierdie afwegings maklik ondersoek word, en ek het besluit om 'n passband rimpel van 0.02 dB te neem. Hierdie program bereken ook die filterwaardes vir u en voer 'n netlys uit in 'n formaat wat geskik is om in die gewildste lineêre stroombaansimulatoren in te voer. Met 7 pole was die keuse beskikbaar om 4 kondensators en 3 induktors of 3 kondensators en 4 induktors te gebruik. Ek het eersgenoemde gekies op grond daarvan dat dit een komponent minder tot wind tot gevolg het. Die kondensatorwaardes wat uit die faisyn-program gegee word, is ondersoek om te kyk of dit naby die gewenste waarde is. As hulle tussen die voorkeurwaardes sou val, sou die opsies insluit dat twee kondensators aan mekaar gelyk is, wat die aantal komponente onnodig verhoog, of die stopbandfrekwensie en passband rimpel subtiel aanpas om 'n meer wenslike stel waardes te kry.

Die filter te implementeer, het ek besluit standaard grootte metaal bedek kapasitors gemaak deur Unelco of te gebruik Semco. Die induktore is gemaak van 18 SWG (standaard draadmeter) geblikte koperdraad. Volgens my ervaring is daar min te verdien uit die gebruik van silwer oorplaasde koperdraad. Die induktore is rondom die middel van 'n standaard gevorm RS or Farnell opstel van gereedskap (FEC 145-507) - dit het 'n deursnee van 0.25 duim, 6.35 mm. Gebruik andersins die boorstuk met die regte grootte. Die twee buitenste induktore is kloksgewys gewikkel, die binneste linksom. Dit is 'n poging om die onderlinge induktiewe koppeling tussen die induktors te verminder, wat die stopbandverswakking verminder. Om dieselfde rede is die induktore 90 ° teenoor mekaar gerangskik, eerder as almal reguit. Die induktore word direk aan die oortjies van die metaalbeklede kondensators gesoldeer. Dit beperk verliese tot die minimum. 'N Versigtig opgestelde filter van hierdie tipe kan 'n verlies van 'n pasbandinvoeging van beter as 0.2 dB vertoon. Hier is die toetsuitslae vir die prototipe-eenheid.

Omdat ek die vereiste waardes vir die induktore geken het, het ek 'n goeie raai gemaak op grond van ervaring hoeveel draaie ek benodig, en daarna 'n korrek gekalibreerde RF-netwerkontleder gebruik om die induktansie van die induktor te meet. Dit is verreweg die akkuraatste manier om die waarde van induktanses met klein waarde te bepaal, aangesien die meting op die werklike werkfrekwensie van die filter gedoen kan word. Nadat u die waarde gemeet en die induktansies daarvolgens aangepas het, moet u vind dat wanneer die volledige filter gebou word, verrassend min aanpassing nodig is om die filterstemming te voltooi.

Die beste manier om hierdie filter in te stel, is om die verlies aan die terugkeer van die slaagbandinvoer tot 'n minimum te beperk met behulp van 'n netwerkontleder. Deur die verlies aan insetopbrengste tot die minimum te beperk, verminder u die verlies aan die oordrag van die slaagband en die rimpeling. Die 20MHz span grafiek toon dat ek 'n verlies van -18dB vir 'n slaagsyfer behaal het. As u nie 'n netwerkontleder het nie, is dit 'n bietjie lastiger. As u net vir 'n plekfrekwensie wil instel, moet u 'n RF-kragbron instel om via 'n rigtingsterk meter in die filter te ry. Die filter word beëindig met 'n goeie 50R-lading. Monitor nou die gereflekteerde krag wat terugkom van die filter en stel die filter af om die gereflekteerde krag te minimaliseer. As u 'n breëbandprestasie wil hê, moet u dit probeer sê op drie frekwensies, onder, middel en bo-aan die band. Alternatiewelik, as u die induktore op 'n ander manier goed genoeg kon meet, kan u die filter net aanmekaar monteer en laat staan, sonder verdere aanpassing.

As u besluit om die verlies van die verlies van die pasband te verminder, sorg die verswakking van die stopband vir homself; u moet nie daarvoor instel nie, want u sal die verlies van die passband-invoegsel verward maak. Die 200MHz span grafiek toon dat ek 36dB verwerping reggekry het op die 2de harmoniese van 88MHz, wat die ergste geval is. Met verwysing na die 600MHz span grafiek toon die 3rd harmoniese van 88MHz onderdruk deur-55dB, en die hoër ordes met 'n bedrag van meer as dit.

Versterker Toets

Ek het 'n HP 8714C-netwerkontleder gebruik om hierdie versterker in te stel. Sonder toegang tot 'n netwerk-ontleder, moet u uiters vindingryk wees om op breëbandprestasies in te stel. Nadat u die LPF ingestel het, is die volgende taak om die FET-vooroordeel in te stel. Doen dit met 'n spektrumontleder wat op die uitset gekoppel is (via 'n toepaslike bedrag van die verswakking, ten minste 40dB) om vals ossillasies te monitor. Sluit 'n goeie 50R-las aan op die ingang en verbind 'n gestabiliseerde PSU (kragbron) met 'n stroomperk op 200mA.

Stel alle trimmers op die middel van hul reeks. As die halfmaanmetallisering op die boonste plaat van die trimmer volledig in lyn is met die plat op die trimmerbak, is die snyer op die maksimum kapasiteit, volgens die gespesifiseerde miniatuurkeramiese trimmers. Roteer hiervandaan 180 ° vir minimum kapasiteit. Stel R1 vir minimum spanning (eksperimenteer voordat u die FET pas as u nie weet in watter rigting dit is nie). Verhoog die toevoerspanning stadig van 0V tot + 28V. Die enigste stroom wat getrek word, moet die stroom van die voorspanningskring wees, ongeveer 14mA. Stel nou R1 aan om 100mA by die syfer te voeg. Daar moet geen skielike stappe in die stroom van die PSU geneem word nie. As dit so is, is die versterker byna seker ossillerend.

Skakel af as dit goed is. Kalibreer die netwerkontleder. Op die HP 8714C vir hierdie toepassing normaliseer ek S11 in 'n oop stroombaan en doen ek 'n deurkalibrasie op S21 met 40dB verswakking in lyn. Uiteraard moet die gebruikte dempers vir ten minste 50 W RF by VHF-frekwensies gegradeer word.

Nou raak die lewe effens ingewikkeld. Normaalweg sal ek aanbeveel om die versterker en LPF-kombinasie te ondersoek, maar omdat die LPF-breekpunt net 5 MHz bo die gewenste slaagband van die versterker is, is dit onmoontlik om die responsvorm van die versterker te sien as dit toevallig vanaf 108 MHz is. . Om hierdie rede het ek die aanvanklike versterking met die LPF omseil gedoen, wat my in staat gestel het om die netwerkanalysespan breed genoeg te stel om te sien waar die versterker se reaksie was.

Met 0dBm van ry, aanpas weg te kry ongeveer 15dB van wins en beter as 10dB van die opbrengs verlies oor 88 te 108 MHz (klein sein wins plot, Pin = 0 dBm). Skakel nou na die versterker, en pas die huidige limiet behoorlik terug. U sal sien dat wanneer u die RF-skyf vergroot, die wins sal toeneem en die verlies aan die insetopbrengs verbeter. Hierdie gedrag is 'n gevolg van die vooroordeel van die VOO relatief lig. U kan die moere van die FET voorspeel en dit voorspel op, sê maar 0.5A, dit sal u wins op laer dryfvlakke gee. Vir normale toepassings beveel ek aan om 'n laer vooroordeel te gebruik. 'N Hoë vooroordeel by klein uitsetvlakke sal die DC- tot RF-doeltreffendheid verminder.

U sal nou die versterker moet afkoel, tensy u 'n enorme koelplaat het. Met die HP 8714C kan u + 20dBm-bronkrag kry (dit is wat daar op die skerm staan, dit is eintlik minder as dit) (medium sein wins plot, Pin = + 20 dBm). Met hierdie dryfkrag kan u nou 18 tot 20 dB wins en opbrengs beter as 15 dB instel. Op hierdie stadium sal ek die LPF weer verbind en die netwerkanalysespanning verklein tot 20MHz op 98MHz. Dit is beslis nie aan te beveel om die versterker hoër as 108 MHz teen die LPF in te dryf nie. Voordat u te meegevoer raak, skakel oor na CW (die beste om die sweep tot 'n paar sekondes op CW te verleng om te verhoed dat u deur die analiseerders sweef terugvlieg) en kyk na die uitset op die spektrumanalysator. Die uitset moet skoon wees soos die aangedrewe sneeu. Onthou dat die uitset op die frekwensie is waarmee u die versterker opwind. As dit nie die geval is nie, sal u na 'n verskriklike oscillasie in die band kyk.

Omdat ek toegang gehad het tot 'n slim RF-laboratorium met alles wat u sou kon benodig (in elk geval wys op toetsapparatuur), het ek 'n Mini-Circuits ZHL-42W breëbandversterker gebruik om die uitset van die netwerkanalysator te versterk my om die versterkers se versterkingsrespons op die volle uitsetkrag af te stel. Die finale winsplot is geneem deur die bronvermoë op die regte manier in te stel en dan deur te gaan met die Mini-Circuits-versterker en die kragdempers in die lyn. Dit het my in staat gestel om net die wins van die kragversterker te beplan. Ek het toe oorgeskakel na stadige sweep en 'n gekalibreerde RF-kragmeter gebruik om die RF-uitsetkrag akkuraat te meet. Met die kennis van die RF-uitsetkrag en die akkuraatheid kon ek die insetkrag na die kragversterker bereken. Hierdie plot toon aan dat die kragwins 'n skaduwee onder 20dB het en ongeveer 0.3dB plat oor die band is (groot sein wins plot, Pin = + 26.8 dBm). In samehang met die vlakafstelling moet die doeltreffendheid nagegaan word. Ek het 'n minimum van 60% behaal by 88MHz teen 40W uit, wat verbeter met hoër uitsetkragte. Ek sou sê dat goeie doeltreffendheid belangriker is as goeie vlakheid. Vanuit die oogpunt van die luisteraars is die verskil tussen 35W en 45W-uitset weglaatbaar, maar as u 'n laer krag met 'n goeie doeltreffendheid het, beteken dit dat die FET koeler sal loop, langer hou en meer bestand is teen fouttoestande soos 'n hoë VSWR.

Die uitsetkrag wat u kies om uiteindelik te laat werk, is afhanklik van u, die MRF171A sal gelukkig ten minste 45 W hardloop en waarskynlik baie meer, alhoewel ek dit nie aanbeveel nie. Ongeveer 40 tot 45W is genoeg - sien Hoe om jou Final RF Power Device Alive vir meer inligting.

Versterker Resultate

Geen harmonieke kon gemeet word by die uitset van die versterker tot by 'n geraasvloer van -70dBc nie. Dit is te verwagte, aangesien 'n vinnige ondersoek die rou harmonieke van die versterker voor die LPF tot ongeveer -40dBc aangetoon het. Daar is reeds getoon dat die filter 'n minimum 2de harmoniese onderdrukking van -35dBc het. Geen vals uitsette was sigbaar nie.

Geen formele metings is gemaak met VSWR's wat sleg is nie. Ek het die versterker per ongeluk vir 'n paar sekondes met volle krag in 'n oop stroombaan laat loop en dit het nie opgeblaas nie. As u 'n PSU met 'n noukeurig ingestelde stroomlimiet gebruik, kan dit verhoed dat die versterker iets dom doen onder hierdie omstandighede.

---

Aansoek

As 'n voorbeeld van 'n aansoek vir hierdie versterker Ek gebruik word om die Broadcast Warehouse 1W FM LCD PLL opwekker om die 40W breëbandversterker aan te dryf. Om te verhoed dat die Broadcast Warehouse-eenheid aangepas word, het ek 'n 3dB BNC-laboratorium tussen die opwekker en die kragversterker gebruik om die regte dryfvlak aan die versterker te verskaf. Die opwekker is geprogrammeer vir drie verskillende frekwensies, op elke frekwensie die uitsetkrag en stroomverbruik gemeet, sodat die DC tot RF doeltreffendheid kan bereken word.

Power Versterker toevoerspanning = 28V
Opwekker toevoerspanning = 14.0V, opwekker huidige verbruik = 200 mA ca.

Die Broadcast Warehouse-opwekker bevat 'n RF-afskakelingsfasiliteit wat buite die slot is, wat tydens PLL-herprogrammering gebruik word, sodat RF nie gegenereer word voordat die frekwensie-slot herwin is nie. Wanneer die RF-afskakeling van die opwekker aktief was, is die uitset van die versterker insgelyks verminder - dws die versterker het stabiel gebly.

---

Gevolgtrekking

Ek het getoon dat 'n breëbandversterker, wat eers ingestel is, geen verdere aanpassing benodig om die 87.5 tot 108 MHz FM-uitsaaiband te dek nie. Die ontwerp maak gebruik van 'n moderne MOSFET wat bykans 20 dB wins in 'n enkele stadium lewer, 'n goeie DC- tot RF-doeltreffendheid het, lae komponenttelling en is maklik om te bou. Die onderdelekoste mag nie meer as £ 50 wees nie, en die FET wat in die prototipe gebruik word, kos minder as £ 25

As hierdie versterker gebruik word met 'n breëband opwekker en lug, die gevolglike kombinasie kan die gebruiker stuur frekwensie te skakel by sal met geen aanpassings wat nodig is in elk geval in die send ketting.

Die versterker vereis 'n redelike mate van RF krag ervaring te tune, en toegang tot professionele RF toets toerusting

---

Werk in die toekoms

• Bou bykomende eenhede herhaalbaarheid te evalueer
• Ontwerp gedrukte stroombaanbord
• Verbeter stabiliteit onder slegte insette mismatch voorwaardes
• Verminder veranderlike komponent tel
• Ondersoek verskillende VOO vooroordeel huidige versterkerwins te verander

 

---

Bygedra

Bygedra deur Unieke Electronics (Woody en Alpy)
'Hier is 'n PCB vir die MRF171A, 45 watt mosfet, op u bladsy.
Die lêer is in bmp-formaat. Gebruik laserfilm en 'n laserdrukker, dit sal volgens grootte druk. "

MRF171A_1_colour.bmp (14 KB)

Ons ander produk:

Professionele weerligbeskermingstelsel vir Tower	Professionele FM-radiostasie-toerustingpakket	FMUSER FU-1000C 1000W FM-sender met USB-klankinvoer-koppelvlak
FMUSER 200W FM-radio-uitsaaipakket	Hotel IPTV-oplossing	FMUSER FSN-1000T V5.0 1KW FM-radio-uitsaaisender