Автор Тема: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц  (Прочитано 71011 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн RV3TD Виталий

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 171
  • Репутация: +18/-0
  Открыл новую тему чтобы не путать одно с другим – постройка трансвертеров и PA. Всё-таки немного разная специфика. Знаю что несколько наших коллег будут использовать перестроенные РА промышленного изготовления, есть те кто собирает сам. При сборке своей конструкции пришлось решать несколько вопросов:
1.   Конструкция. Как закрепить транзистор чтобы обеспечить его нормальный тепловой и электрический контакт с поверхностью корпуса и чтобы его выводы были на уровне платы?
2.   Режимы работы. Какой постоянный ток должен течь через транзистор в режиме покоя и с поданным входным сигналом?
3.   Настройка и меры безопасности. Как ЕГО настроить если нет желания лазить туда где есть несколько (десятков) Ватт на  частоте в несколько ГГц?  
Хотелось послушать мнение профессионалов и тех кто будет этим заниматься – как всё лучше сделать. Кстати, это будет справедливо и для диапазона 3 см.  
   О том что получилось у меня я уже рассказывал в соседней теме. Ещё, повозившись изрядно, удалось дожать транзистор TIM5964-45 до 47 Вт максимальной выходной мощности. Ниже – фото как теперь выглядят РА и драйвер. Поменял транзистор в драйвере на восьмиваттный, передвинул точку подсоединения линии-дросселя в стоковой цепи выходного транзистора прямо к выводу стока, удлинил её до 13 мм (вначале она была полосковой, а теперь стала из провода ПСР-0.8 – «почти воздушной») и тщательно всё подстроил. Очень тонкой – доли миллиметра перемещения и размера настроечного лепестка,- получилась настройка выходной цепи.
    По первому вопросу.
    Для конструкции я использовал готовые подходящие корпуса с ровным дном. Заказал на предприятии фрезеровку под транзисторы. Под FLC253 - 0,7 мм; под FLM6472 – 1,5 мм глубиной.  Когда увидел что получилось, выражение лица стало в точности таким:  :(  . Чистота обработки поверхности – никакая. После некоторых раздумий взял старое полотно от ножовки по металлу, наломал кусочками размером по длине и ширине углублений, поправил кромки на ровной поверхности с очень мелкой наждачкой. Знаете как раньше циклевали паркет куском стекла с ровной острой кромкой? Так, понемногу снимая стружку обломками полотна, по-очереди в перпендикулярных направлениях, выровнял поверхность. Для драйвера то что получилось вполне подошло.
    А для выходного транзистора с его небольшой площадью контакта и рассеиваемой мощностью в десятки Ватт решил сделать примерно как в 30 Вт РА на 6 см у F2TU (конструкция есть у него на сайте). Там транзистор закреплен непосредственно на плоской толстой медной пластине, а под платы сделаны «прокладки» нужной толщины из листовой латуни, если не ошибаюсь. Эти «прокладки» припаяны к пластине и сверху винтами притянута плата. Но я надумал припаять такие "прокладки", вырезанные точно по размерам плат из латуни 1 мм, к нижней фольгированной стороне плат. Просверлил в них несколько отверстий рядом с крепёжными винтами, раззенковал со стороны где они будут прилегать к корпусу и, скрепив плату с латунной "прокладкой" временно винтами с гайками, залил раззенкованные отверстия припоем. Получилась как-бы печатная плата у которой с верхней стороны фольга тонкая, а снизу –толщиной 1 мм. Нижняя сторона плат и латунные «прокладки» с обеих сторон были предварительно облужены сплавом Розе без потёков.  В поверхности корпуса из алюминиевого сплава выбрал сверлом углубления чтобы не упирались места пайки с выступающей каплей припоя. Выводы транзистора получились немного выше платы, но некритично.
    Позже, когда понадобилось проверить исправность нескольких транзисторов, просто сделал «бутерброд» из поверхности радиатора, латунной пластины и платы, стянув всё винтами. Это чудо (на фото) тоже нормально работало и выдавало положенные 6 Вт.
   Самая простая конструкция корпуса без фрезеровки получится если взять латунную пластину толщиной 0,8-1 мм и размером чуть больше радиатора, вырезать в ней отверстие под транзистор, по периметру припаять борта – стенки корпуса из той-же латуни (пропаивать снизу, чтобы паяный шов не помешал плате подходить вплотную к стенкам).
Дальше внутрь на дно кладём плату и скрепляем всё винтами. Сверху – крышку.
   Много написал, надеюсь что-то кому-то пригодится.
 
  
« Последнее редактирование: 17 Июнь 2010, 16:57:22 от RV3TD Виталий »
73!

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6019
  • Репутация: +445/-52
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #1 : 28 Май 2010, 19:19:23 »
Виталий , отличные фото  !
Я использовал теплоотвод от компьютерного процессора + к нему штатный кулер.
Немного нулевкой потер места крепления под транзисторы.

Оффлайн RV3TD Виталий

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 171
  • Репутация: +18/-0
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #2 : 29 Май 2010, 17:19:01 »
   Да, Иван, отличный оригинальный конструктив. Всё должно получиться.
   Немного про режимы работы. Пересмотрел кучу даташитов, описаний и схем готовых конструкций. Только у производителя NEC в даташитах приводятся все нужные данные:
   1.   Ids(1dB point) - ток через транзистор в рабочем режиме усиления и компрессии сигнала на 1 дБ.
   2.   Ids(RF OFF) -  ток при отсутствии сигнала.
Для транзистора NEZ5964-15DD, например, 4 А без сигнала и 4,8 А при полной раскачке.
   Для транзисторов FLC253 параметры вообще не найти, но совершенно точно что его «внук» - FLC257 (производитель Eudyna, бывшая Fujitsu)  и их параметры очень близки. По нему дан только ток в рабочем режиме, с сигналом Ids=0,6 А.
   Для TIM 5964-45SL (производитель Toshiba) – то же самое, ток в рабочем режиме, с поданным на вход сигналом, - 9,6 А.
   Какой же установить режим по постоянному току? Я сделал как советует NEC   :) . Ток в режиме покоя примерно в 1,2 раза меньше паспортного с сигналом. В общем, всё работает, но греется прилично.
    Я не силён во французском, а электронный переводчик переводит очень коряво, но, как смог понять, F2TU советует в описании своего 30 Вт РА на 6 см вначале опробовать транзистор (схему питания) при токе 10 А, а потом уменьшить его до 1,5 А. Так это или нет? Сам пока такой режим не пробовал, не дай Бог спалить транзистор.
73!

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6019
  • Репутация: +445/-52
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #3 : 29 Май 2010, 19:21:18 »
Виталий, у СВЧ транзисторов есть четкие указания по рабочему режиму - он как правило в таблице указан (вместе с рекомендуемым напряжением). Этот ток и надо устанавливать как ток покоя . СВЧ транзисторы и сборки работают в режиме А.

Оффлайн RV3TD Виталий

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 171
  • Репутация: +18/-0
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #4 : 30 Май 2010, 08:55:49 »
  В том то и дело, что везде эти указания даны для рабочего режима, когда транзистор уже усиливает сигнал максимального уровня - на границе линейного участка. А я хочу точно определиться какой ток через транзистор задать в режиме покоя, без сигнала. Может F2TU прав и можно уменьшить этот ток, перевести режим в класс АВ? Без большой потери усиления и линейности. Сильно уменьшится средняя рассеиваемая мощность. Внутренние цепи согласования транзистора выполнят роль ФНЧ.  Анализатора спектра у меня нет, приходится, например, оценивать до какой степени увеличивать раскачку просто по величине прироста выходной мощности по сравнению со входной.
   Вот три даташита на транзисторы которые у меня используются:
1. Для TIM 5964-45SL в таблице "RF PERFORMANCE SPEC." дан Drain Current (Ids) = 9.6 A при Output Power at 1 dB Compr. Point = 46.5 dBm (Typ). Кроме этого можно найти только сведения о токе насыщения - Idss при напряжении сток-исток = 3 В и напряжении на затворе=0.
2. Для FLM6472-8 то-же самое Idsr (наверно расшифровывается как "ток сток-исток при поданном RF") = 0,65 Idss = 2200 мА.
3. Ну и FLC257 - Ids = 0.6 Idss = 0.6 A.
   Может я слишком глубоко копаю, но просто дело новое, хотел разобраться что-к чему  .
   Пока установил токи:
   TIM5964-45SL - 8 A
   FLM6472-8 - 1.6 A
   FLC253 - 0.5 A
« Последнее редактирование: 30 Май 2010, 12:06:12 от RV3TD Виталий »
73!

Оффлайн UX7V

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2877
  • Репутация: +108/-27
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #5 : 30 Май 2010, 11:42:23 »
 Виталий, добрый день!

 Тоже пытался искать ответ на этот вопрос, когда увидел у усилителя мощности приемопередатчика VSAT с выходной мощностью около 20 ватт на рабочей частоте около 6 ГГц, выполненного на отечественных транзисторах А795В, радиатор циклопических размеров 15х30х45 см ! (др. подробности на стр. 16  темы " 5.6 ГГц")  и пришел пока к следующим выводам:

 1 Поскольку в транзисторе использованы внутренние СТЦ, то, при изменении тока покоя, меняется выходное сопротивление транзистора и СТЦ уже не работают правильно, что может привести к потере устойчивости и перенапряжениям в цепи стока и, как следствие, к выходу транзистора из строя.

 2 У промышленной спутниковой аппаратуры жесткие требования по уровню излучения на гармониках основного сигнала и, эти требования, в основном, обеспечиваются режимом работы выходного усилителя.
  Изменение режима работы транзистора может привести к увеличению уровня гармоник в выходном сигнале.

« Последнее редактирование: 30 Май 2010, 12:15:16 от UX7V »
73! Николай US7VA

Оффлайн RV3TD Виталий

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 171
  • Репутация: +18/-0
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #6 : 30 Май 2010, 12:14:50 »
   Добрый день, Николай!
   Всё правильно, поэтому я и не рискую пока менять режим работы, пусть лучше греет воздух  :).
73!

Оффлайн RV3TD Виталий

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 171
  • Репутация: +18/-0
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #7 : 30 Май 2010, 13:17:52 »
   По настройке. В-общем всё просто.
   Исходя из того что режим работы каскадов при изменении уровня сигнала почти не меняется, настраивал практически всё на малой мощности. Сначала отдельно драйвер, потом вместе с РА. Поддерживал выходную мощность не более 1 Вт, уменьшая входной сигнал по мере настройки. Кусочек медной фольги, где-то 0,1 мм толщиной и размером примерно 2,5х5 мм перемещал вдоль полосковой линии и, прижимая фторопластовой палочкой, заточенной как карандаш, включал кратковременно на передачу. Найдя место максимума вдоль линии, пробовал менять положение поперёк линии. Увеличивал, если надо, или уменьшал лепесток. Потом припаивал его на место. Сначала настроил выходные цепи, потом ближе ко входу.
   Только выходную цепь РА после такой настройки пришлось подстраивать дополнительно, на полной мощности, каждый раз отпаивая лепесток, передвигая и припаивая снова.
   Когда речь идёт о здоровье, лучше перестраховаться чем недостраховаться. Специальных очков для защиты глаз пока найти не смог,  поэтому сделал из обычных защитных очков и куска мелкой латунной сетки. Видно более-менее нормально. Одевал при всех включениях на передачу и старался не отворачиваться в сторону.
73!

Оффлайн us2iep Иван

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1048
  • Репутация: +97/-40
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #8 : 20 Март 2011, 21:56:51 »
Транзисторы типа BFG540 BFG591  являются отличным вариантом для драйверов на 5,6гГц, можно получить до 1вт. К этим транзисторам меня приобщил Иван RA3WDK, он их успешно использует в трансвертерах, делает от 2м до 23см, теперь и я их там использую.
"Образовалось" 15 штук BFG591. Поделитесь пожалуйста "отличным вариантом для драйверов на 5,6гГц". А никто не побовал сложить штук восемь, как на картинке?
С уважением, Иван, 73!

Оффлайн R3GC Владимир

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2879
  • Репутация: +393/-63
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #9 : 20 Март 2011, 22:11:27 »
А никто не побовал сложить штук восемь, как на картинке?

Иван, а не проще на 1 Вт готовую взять?  На 5.7 выбор большой. Что нибудь типа этого:
http://cgi.ebay.com/RFMD-4-9-5-9GHz-1W-HBT-MMIC-Power-Amp-SZA-5044Z-Qty-2-/180562722809?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item2a0a607ff9

73!

Оффлайн us2iep Иван

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1048
  • Репутация: +97/-40
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #10 : 20 Март 2011, 22:55:06 »
  Привет Владимир!  С восьми штук BFG591 наверное поболее 1 Вт должно получится? И паять их проще, чем MAAPSM0008 ;D Я пока, сослепу, запаял, одну штуку перегрел феном, а одна с пинцета выстрелила в неизвестном направлении, когда нибудь может найдётся :-[ ;D
Если бы, кто-то знающий, разработал платку, я бы попытался изготовить. И это дешевле, чем выписывать с ebay.
С уважением, Иван, 73!

Онлайн RT5D Сергей

  • Команда RW3WR
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2757
  • Репутация: +361/-61
  • QRA: KO95CN
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #11 : 27 Март 2011, 13:19:13 »
To RV3TD: Виталий, а не осталось ли у Вас случайно печатки в электронном виде на FLM6472-8С + FLC253?
Имеется и то и то и к тому-же как раз такой-же материал  - 5880.
И еще вопрос - на вход я так прикинул нужно порядка 100mW?

P.S. Да, и какого номинала емкости между каскадов?
« Последнее редактирование: 27 Март 2011, 13:47:17 от ra3wnd Сергей »

Оффлайн RV3TD Виталий

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 171
  • Репутация: +18/-0
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #12 : 27 Март 2011, 14:50:28 »
  Приветствую, Сергей! Да, рисунок платы есть в SL4. Сюда не получается прикрепить, отправлю на call@mail.ru.
Переходные конденсаторы - ATC100a 2,7 пФ.
« Последнее редактирование: 27 Март 2011, 14:59:09 от RV3TD Виталий »
73!

Онлайн RT5D Сергей

  • Команда RW3WR
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2757
  • Репутация: +361/-61
  • QRA: KO95CN
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #13 : 27 Март 2011, 16:47:04 »
Виталий, спасибо, все получено!
На всякий случай прикреплю сюда, чтобы не потерялось со временем.
Вопрос, а сколько расстояние брать от отвода на дроссель до отверстия под транзисторы?

Оффлайн us2iep Иван

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1048
  • Репутация: +97/-40
Re: Изготовление и настройка PA 5.7 ГГц
« Ответ #14 : 27 Март 2011, 18:31:56 »
На всякий случай прикреплю сюда
Почему-то не открывается, пишет: " отказано в доступе..."
   Пардон, WINRAR загнулся..
« Последнее редактирование: 27 Март 2011, 18:43:36 от us2iep Иван »
С уважением, Иван, 73!