Lowpass Filter для 1квт на новых транзисторах

[RZ4HD]

     Здравствуйте, коллеги. Сегодня пропустил через ФНЧ 800 Ватт, измеренные после фильтра. Почему 800 Ватт. Считаю, что такой паллет должен в цифровых модах работать при именно такой мощности. Так надежней. Для SSB и CW- полный киловатт. Извиняюсь, но я все эксперименты провожу для достижения поставленных задач именно по своей программе. Крышку прижимал рукой, что бы была возможность ее быстро снять и пощупать что греется. Напряжение прямой волны на выходе НО при мощности 500 Ватт равно 4.6 Вольтам, измеренным цифровым тестером при помощи экранированного проводка, выведенного из коробки. Почему 500 Ватт. Есть вариант использования 500 Ваттного паллета, а НО проектировался и для этой мощности, что бы можно было использовать схему защиты от плохого КСВ, где максимальное напряжение на входе напряжение падающей волны равно 5 Вольт. Так же при этом есть возможность применить покупные платки измерителя мощности и КСВ, где опять максимальное напряжение равно 5 Вольтам.
       ФНЧ тестировал при мощности 800 Ватт 30-ти секундными циклами. После тридцати секунд щупал катушки, конструкционные конденсаторы и полоску ответвителя. Все чуть теплое. Не горячее!!! Теплота еле ощущается. Может градусов 40, не больше. Сделал выводы. ФНЧ действительно имеет малые потери. Зря сверлил отверстия для охлаждения. Красную медь для изготовления коробки применять не стоит. Латунь достаточно. Провод вполне пойдет диаметром 2 мм и в эмалиевой изоляции. Катушки можно уменьшить в диаметре миллиметров до 12. Будет греться чуть больше, но сойдет. Размеры ФНЧ при этом уменьшатся. Просто задают вопрос про размеры ФНЧ. Кому-то это критично. Этот ФНЧ имеет размеры 60х170 и высоту 50 мм. Юрий. RZ4HD.

[LZ4AU]

С удовольствием поставил бы metal-mica (silver mica), но такие  конденсаторы на номинал 27 пФ найти труднее и пересылка дорогая.

Есть хорошие отечественные конденсаторы серии К31-11. Например К31-11-2 слюдяные конденсаторы от 100пф до 1500пф при 500вольт  от -60....+85гр (цитата)  для использования в резонансных контурах или других высокочастотных цепях, где малые потери и высокая стабильность емкости имеют существенное значение до 100MHz.Думаю и на 144 будут работать. Размер 11мм х 17мм встречаю в инете по  20руб за шт.

[RZ4HD]

           Привет, Йордан. Спасибо за информацию. Я лет двадцать назад применял конденсаторы типа СГМ. Забыл точно название. Внутри керамического корпуса брикет-начинка слюдяного конденсатора. Выводы не использовал, но при «безвыводном использовании» аккуратней нужно было паять. Их использовал и в блокировке второй сетки в самодельной ламповой панели. У серии конденсаторов К31-11 большая площадь рассеяния тепла, что хорошо, но тонкие выводы. Напряжение 250 и 500 Вольт. Нужно соединять по два последовательно. Какую реактивную мощность они выдержат непонятно. Это нужно сделать ФНЧ, проверить и потом принимать решение. Я пока склоняюсь к АТС-100В, что дороговато или к конструкционным. Про конденсаторы типа К-15У не говорю. 20 лет назад делал ФНЧ с применением именно этих конденсаторов, соединенных параллельно в виде опорной точки. Есть и советский вариант конденсаторов типа АТС-100В. Типа не помню. К-17 Боюсь соврать. Мне их предложили в Самаре по цене в три раза дороже АТС-100В. Подержал в руке и отказался. Пока остановился на конструкционных. Дешево, быстро и не в ущерб надежности.  Юрий. RZ4HD.

[RZ4HD]

Здравствуйте, коллеги. Сегодня после проверки на большой мощности поставил точку в теме разработки и изготовления ФНЧ на 144 МГц для своего очередного РА. Применил понравившиеся мне конструктивные конденсаторы, изготовленные из ФАФ-4Д. Направленный ответвитель так же изготовлен из ФАФ-4Д. Катушки сначала хотел сделать из посеребренного провода диаметром 2 мм и уменьшить их диаметр до 14 мм. Но потом все же изготовил их из эмалированного провода диаметром 2.7 мм. Это легкодоступный провод в отличии от посеребренного того же диаметра. Корпус из латуни без вентиляционных отверстий. Кабели намертво припаяны к фильтру. Не хочу иметь лишние контакты на большой мощности и ненадежность. При настройке ФНЧ на входе сначала припаивался кабель с SMA разъемами для подключения к КСВ метру. На выходе полосковой линии ставил SMD резистор 49.9 Ома. ФНЧ настроился до КСВ =1.0 с закрытой крышкой. Если применять для изготовления катушек провод диаметром 2 мм, то есть риск отслоения площадок при изменении геометрических размеров катушки!!! Владельцы плат от W6PQL. Аккуратнее при растяжении или сдавливании катушек. Тем более это относится к проводу диаметром 2.7 мм. Затухание частоты 288 МГц равно 37 dB. Затухание частоты 432 МГц равно 57 dB.  У всех трех изготовленных ФНЧ был один расчет, но разный дизайн исполнения. Все три ФНЧ по подавлению гармоник приблизительно одинаковы.
        Катушки, изготовленные и 2.7 мм посеребренного провода при прохождении мощности в 800 Ватт практически не нагревались. Эмалированный 2.7 мм провод от этой же мощности нагревается сильнее по всем понятной причине. Входная и выходная катушки нагреваются совсем незначительно. Сильнее греется средняя катушка. Но терпимо. Градусов до 45. Пальцы не обжигает.   Конденсаторы и линия ответвителя практически не нагреваются. Оставил латунный корпус без вентиляционных отверстий. Осталось установить разъемы для вывода экранированным проводом напряжения прямой и отраженный волн и элементы крепления ФНЧ в корпусе РА. Юрий. RZ4HD.

[RZ4HD]

    Здравствуйте. С Новым Годом. Сегодня настроил последнюю конструкцию этого года - ФНЧ  5 порядка с катушками из посеребренного провода диаметром 3 мм. Он рассчитывался под мощность 1500 Ватт. Сначала купил медную трубку диаметром 4 мм. Из неё делают ФНЧ 2 кВт ФМ передатчиков. Но частота не 100 МГц, а 144 МГц,  катушка имеет меньший диаметр, и возникают технологические проблемы с ее намоткой и изгибом. Для ФНЧ на 100 МГц это делать при большем диаметре катушек легче. В конце концов, с риском для площадок ламината при настройке ФНЧ, применил посеребренный провод диаметром 3 мм. Гнется провод значительно тяжелее трубки. Для такой мощности считаю оптимальным применение медной полированной трубки диаметром 3 мм. Для 1500 Ватт вполне нормально. Конденсаторы конструкционные. А вот ответвитель из-за отсутствия ФАФ-4Д  3 мм толщины изготовил в виде бутерброда из двух  1.5 мм кусков. Это делается просто, но долго по времени. Ширина 50 -ти Омной полоски чуть более 9 мм. Вторичные линии имеют импеданс 100 Ом.
       Катушки при подгонке индуктивности на минимум КСВ выпаивал и изменял их диаметр. Для этого из текстолитовой палки выточил оправку с цилиндрами диаметрами 18 мм, 17 мм и так далее в сторону уменьшения. Полезный инструмент.   Фото ФНЧ прилагаю.
 Успехов и счастья все в Новом 2015 году. Юрий. RZ4HD. 

[ua4fkd Сергей]

А вот ответвитель из-за отсутствия ФАФ-4Д  3 мм толщины изготовил в виде бутерброда из двух  1.5 мм кусков. Это делается просто, но долго по времени.

Юрий. ПРИВЕТ , а тут поподробнее .
есть материал от антенн сотовой связи, не знаю как называется но ламинат свч , и односторонний .
предпологал склеить .
мож ошибаюсь?
. вразуми?

[RZ4HD]

      Здравствуйте, коллеги.
          Сергей. Все очень просто, но просто очень долго в изготовлении. Если достаточно 1000 Ватт, то лучше конструкционные конденсаторы и НО изготавливать из одного куска 1.5 мм ФАФ-4Д. Пол дня экономии времени точно. Полоска в 4.5 мм на ФАФ-4Д 1 кВт держит. Заготовка одномоментно припаивается к основанию. Более простой вариант для 1500 Ватт изготовить НО из 3 мм ФАФ-4д, который я не смог купить. А конденсаторы сделать из 1.5 мм ФАФ-4д. Конденсаторы при этом имеют не очень большие размеры. А вот изготавливать НО из двух кусков долго. Они подгоняются по размеру, сверлятся 4 отверстия для крепления их между собой и к основания корпуса ФНЧ. Потом припаивается нижняя часть и крепится винтиками верхняя часть с НО. Затем фрезой все окультуривается с торцов для пайки. Медная шинка шириной 5 мм припаивается к основанию ФНЧ и к массе платы НО. Таким образом она фиксируется и на ней появляется масса. VIA отверстия делать неразумно, так как потом такой будерброд сложно паять на основание ФНЧ. Винтики удаляются. Бутерброд таким образом фиксируется. После удаления винтиков никаких щелей нет. Все соответствует рассчитанному волновому сопротивлению. Юрий. RZ4HD.

[RZ4HD]

Здравствуйте. Дополнительные данные по последнему варианту ФНЧ. Ослабление сигнала на частоте 288 МГц равно 35 dB. На частоте 432 МГц - 55 dB. Вывод. Все четыре ФНЧ, разработанные по одной схемотехнике, имеющие одинаковые номиналы деталей, но имеющие различные дизайны, тем не менее данный параметр имеют примерно одинаковый.
     Напряжение падающей волны  НО, выполненного на основе 3 мм ФАФ-4Д  при мощности в 800 Ватт порядка 12 Вольт. Это значительно больше, нежели при НО из 1.5 мм ФАФ-4Д предыдущих версий ФНЧ.  При повторении имеет смысл отодвинуть вторичные линии дальше от линии или сделать их короче. Юрий. RZ4HD.

[RW7A]

Здравствуйте. Дополнительные данные по последнему варианту ФНЧ. Ослабление сигнала на частоте 288 МГц равно 35 dB. На частоте 432 МГц - 55 dB. Вывод. Все четыре ФНЧ, разработанные по одной схемотехнике, имеющие одинаковые номиналы деталей, но имеющие различные дизайны, тем не менее данный параметр имеют примерно одинаковый.
     

Какая частота среза Вашего ФНЧ 5 порядка ? Судя по данным ослабления сигнала это 130 МГц. Уточните, пожалуйста.

[RW7A]

Вопрос снят: у меня произошёл сбой из-за того, что я обычно из-за ровного параметра S11  пользуюсь расчётами по Butterworth, а здесь Chebyshev.

[RZ4HD]

Здравствуйте. Опишу процесс изготовления ФНЧ.
1.Выбираем тип и порядок ФНЧ. Я остановился на ФНЧ 5-го порядка с катушкой на входе. Здесь экономится один конденсатор и катушки входа и выхода распаиваются на разъем. Если разъема нет, то целесообразней остановиться на ФНЧ с конденсатором на входе. Это очень выгодно при использовании конструкционных конденсаторов. Кабель припаивается на площадки.
2. С помощью программ или таблиц и калькулятора по Вашим требованиям рассчитываем фильтр и определяем номиналы конденсаторов и индуктивностей. Программа удобнее и дает графики.
3. С помощью программ или формул и калькулятора рассчитывает конструкцию катушек.
4. При использовании конструкционных конденсаторов необходимо определить размеры площадок. Для плат на основе 1.5 мм ФАФ-4Д один квадратный сантиметр имеет емкость ориентировочно в 1.5 пФ. Это значение нужно уточнить именно для Вашего листа ламината и его конкретной части. Говорят, что ламинат отличается по параметрам ε от листа к листу и немного различен в разных его местах. Я лично ничего сказать не могу. Если конденсатор имеет емкость в 26 пФ, то это означает ориентировочную площадь в 18 кв.см., что соответствует площадке порядка 40х45 мм. Располагайте конденсаторы по Вашему желанию, я располагаю их последовательно, и вырезайте кусок ФАФ-4Д. Если будет НО, то кусок увеличивается в размерах с учетом НО. Далее хорошим прибором измеряем емкость между фольгой куска ламината, делим на его площадь и определяем емкость одного квадратного сантиметра именно Вашего ламината. Зная размер квадратика Вашего ламината, вы рисуете печатную плату на РС и изготовляете плату.
5. Далее я припаиваю плату на медное основание, припаиваю торцы с разъемами, изготовляю катушки, припаиваю их и настраиваю ФНЧ по КСВ. Не пугайтесь, когда КСВ будет равен 7. Настраивайте!!!  Измеритель АЧХ не нужен. Витки катушки раздвигаю отверткой, обмотанной изолентой. Сдвигаю плоскогубцами, обмотанными изолентой. Делайте все осторожно. Есть вероятность отрыва фольги ламината!!! Что делать определяю куском меди, внося его в катушку. Если подобным образом не хватает «перестройки» отверткой, то катушку выпаиваю и укорачиваю на 5 мм с каждого конца с последующей формовкой катушки на оправке меньшего диаметра. У меня выточена на станке специальная палочка их текстолита с разными диаметрами. Если ФНЧ с НО, то можно к полоске на его выходе припаять SMD резистор 1206 с номиналом 49.9 Ома. После настройки припаиваю боковины и крышку.
         Отвечу на вопрос по использованию в качестве конденсаторов кусков коаксиального кабеля. Есть вариант, когда кабель работает как трансформирующий элемент, имеет определенную длину и здесь от него не уйти. А вместо конденсатора практичней использовать пятак 40х45 мм из ФАФ-4Д. ФНЧ с кабелями как ежик. Куда их девать? Я использую именно такой вариант конструкционных конденсаторов из ФАФ-4Д и опыта применения кабеля в таком варианте у меня нет.
     Юрий. RZ4HD.

[RZ4HD]

         Здравствуйте. Вот краткое описание ФНЧ 5-го порядка для частоты 432 МГц. Дизайн с конденсатором на входе. Скрин из программы прилагаю. Номиналы понятны.  Рассчитываем и изготовляем катушки. По описанной выше методике определяем размеры пятачков, рисуем их в программе и изготовляем плату. Изготовляем и настраиваем ФНЧ.
         Я сначала хотел изготовить катушки из провода диаметром 2.7 мм, такую катушку можно изготовить, но такую катушку сложно растягивать или сжимать. В конце концов, после различных экспериментов утряс размеры катушек. Фильтр реально давит вторую гармонику на 35 dB, а третью- на 56 dB. КСВ в полосе частот 432 - 436 МГц от 1.02 до 1.0  Юрий.RZ4HD.

[ut5dl Vyacheslav]

кабель работает как трансформирующий элемент

  Это легко исключается, если центральный проводник начала кабеля запаять в одно место с центральным проводником конца этого же отрезка кабеля. Т.е. в точку соединения двух индуктивностей ФНЧ. Емкость отрезка остается неизменной, чего не скажешь о его индуктивности, а реактивная мощность такого конденсатора определяется типом примененного кабеля. 

[RZ4HD]

Здравствуйте. Вячеслав. Я использую кусочки фторопластового кабеля в качестве конденсаторов, но для других целей. Я не хочу иметь петли из кабеля. Занимает много места.  Мне не нравится такой дизайн. За границей ламинаты из хорошего материала всегда были очень дорогими. А у нас часто халявные лампы, панельки, кабель, ФАФ-4Д... Многие иностранцы применяют более дешевый кабель. Этот дизайн так же имеет право на использование. Но я могу сделать фильтр гораздо меньших размеров и аккуратней при том же качестве. Кроме того, я очень сильно заинтересован иметь большие площадки для пайки катушек. Меньше вероятность того, что отлетит фольга при настройке ФНЧ. Юрий. RZ4HD.

[RZ4HD]

Здравствуйте. Привожу для информации конструктив ФНЧ 9-го порядка для вещательного диапазона, продаваемого на аукционе. На входе и выходе стоят конденсаторы. Так обычно и делают ФНЧ в вещательных передатчиках. Материал ARLON толщиной 0.8 мм. Максимальная заявленная мощность 3500 Ватт. Не поленился и посчитал ширину 50-ти Омной полоски именно для того материала с проницаемостью 2.2. Получилась полоска в 2.4 мм. Я бы никогда не применил такую узкую полоску для 3500 Ватт. Так же, как и катушки из такого провода. Для 2 кВт при изготовлении катушек ФНЧ применяют медную трубку диаметром 4мм.      Все катушки установлены соосно. Это неправильно. Оси катушек должны быть перпендикулярны.
     При тестировании ФНЧ от W6PQL на 144 МГц фильтр показывает хорошее подавление сигнала на второй и третьей гармониках. А вот с 1296 МГц засада. Программа показывает отличные параметры только на экране монитора. Лишь хлопоты с расположением катушек позволили улучшить параметры ФНЧ. Юрий. RZ4HD.