Транзисторные PA на 144 MHz

[R4WBB (ex UB4WAK)]

Не нужно смешивать Вашу профессиональную деятельность с любительской деятельностью других.

Юрий, зря Вы так. Сергей, тоже радиолюбитель. Хотя, не понятно почему не позывным зарегистрировался?
Давайте жить дружно!

[serega_sh____]

Юрий. Извините, что если не так сказал. Но опять не поделу сливаемся во взаимные упрёки. Жаль. Очень жаль.

Юрий и Игорь. Я Ваше замечание принял. Перепроверю потери и ослабления и КСВ в рабочем месте. Мне ещё посоветовали проверить потери на аттенюаторе при разных температурах. То же может быть ошибка.

2 Mildi
А как проверить трансформаторы на потери? Тут тема с потерями сложная. а если к ней подмешать паразитные составляющие монтажа.
Моя логика такая: если  я теряю в цепях согласования пару Ватт, то они должны приводить к нагреву этого элемента. А кабели у меня жиденькие. Я бы по теплоте заметил пару Ватт нагрева.

Проверьте КПД при номинальном напряжении, транзисторы любят снижать КПД при пониженном напряжении.

Спасибо за совет. А с чем это связано?
Могу сказать, что когда я регулировал макетку, я проводил измерения при 5/10/15/20В питании. Заметил, что при правильном согласовании - КПД у схемы отличается незначительно при разных напряжениях питания. И эти тенденции похожи в диапазоне частот т.е. точка лучшего КПД примерно  на одной частоте при разных напряжениях питания. Тут эмпирически дошел.
Можете что то дать почитать на эту тему? т.е. почему при понижении напряжения питания падает КПД.

А вот рабочую точку выбирал из рекомендаций ТУ транзистора. т.е. режим АБ - 400мА. Тут да... Мой промах. Спасибо за вторую идею. Посмотрю. В режиме С.

[Mildi]

А как проверить трансформаторы на потери? Тут тема с потерями сложная. а если к ней подмешать паразитные составляющие монтажа.

подать на них сигнал и измерить его до и после.

Моя логика такая: если  я теряю в цепях согласования пару Ватт, то они должны приводить к нагреву этого элемента.

немного тут немного там немного еще где то а объем и площадь большие в сумме может набежать прилично а сложившись со всеми остальными потерями и погрешностями дать не удовлетворительный результат.

Можете что то дать почитать на эту тему? т.е. почему при понижении напряжения питания падает КПД.

вот почему и как не знаю, но в даташитах на мощные высокочастотные транзисторы графики КПД от напряжени имеют подъем.
может быть связано с тем что при низких напряжениях работа идет большей частью в нелинейной области, не знаю точно эт лиш мое предположение.

т.е. режим АБ - 400мА.

по графикам смотрите. для вашего напряжения питания.

[UA3MCH]

/10/15/20В питании. Заметил, что при правильном согласовании - КПД у схемы отличается незначительно при разных напряжениях питания. И эти тенденции похожи в диапазоне частот т.е. точка лучшего КПД примерно  на одной частоте при разных напряжениях питания.

http://www.niiet.ru/acrobat/PDF/2P978G.pdf
КПД на который Вы ссылаетесь - КПД стока (коллектора), умножьте его на КПД согласующих (с чего они "тепленькие"?) цепей - получите общий КПД. Судя по даташиту, характеристки приведены для Io=200мА

[serega_sh____]

Ну. Столько мне идей написали. Спасибо. Реализую и проверяю.

По поводу потерь в трансформаторах. Вот данные из маленького моего отчетика.
У меня макетка состоит из двух половинок.

Каждую половинку можно снять и обмерить. Вот результаты обмера и последующего моделирования. Помоему красиво получилось. Потери не такие большие.
Вот моделировал такую штуку.


Первым делом разбил задачу на более простую. Измерил балун.Вот примерно так.

А вот сравнение измеренного и моделированного. Паразитные ёмкости монтажа большие.

Это первая часть, без трансформатора. Забыл на работе сфоткать полную схему и моделирование. Завтра постораюсь не забыть

А вот по совету Mildi друг на друга я незнаю как проверить. Там же импедансы должны быть друг на друга согласованны. А дублирующего комплекта я не сделал. Входная СЦ и выходная СЦ разные и неполучится их подключить друг к другу, т.к. в месте подключения они будут несогласованны.

[serega_sh____]

Ошибка измерения:
Схему проверки имею такую. Только вместо анализатора цепей использую генератор и ваттметр. Ну конечно каждый раз переизмеряю потери.

 В принципе да. Была ошибка измерения. На 0,25дБ. теперь КПД у меня 0,30…0,38дБ. Улучшилось. Но не изменило кардинально.

[serega_sh____]

Сегодня нашёл ещё один косяк. У меня резистор по питанию подтягивающий к земле затвор был в районе 2кОм. И блок питания затвора – плохой, китайский. Видимо утечки С-З давали дополнительное смещение затвора,вот ток и рос. Сегодня поставил 75Ом. КПД выросло до 0,4.

[serega_sh____]

Вот немного картинок. Все картинки примерные. Они для оценки. Я не калибровал по мощности, нет ваттметра понимающего команды автокалибровки по мощности. Настройки по умолчанию, ну конечно измерил где смог. Но картинки примерные.

гармоники. Оценочно, т.к. включен через кривой ответвитель. Оценить просто порядок гармоник (погрешность +/-3дБ).

вот картинка с начальным током стока 200мА.
первая - АЧХ на малом сигнале,
вторая - АЧХ на большом сигнале, примерно P1дб
треться - разветрка по мощности на наилучшем КПД (170МГц). На выходе стоит аттенюатор 61дБ, т.е .к значению мощности на последнем графике прибавить 61дБ.

вот картинка с начальным током стока 400мА


2 UA3MCH - я вот все перечитывал 200мА, это для одного или для пары транзисторов? В ТУ чего то не нашел...

[serega_sh____]

Теперь про падение КПД при понижении напряжения питания.
Что далеко ходить. Вот выписка из ТУ на транзисторы АБВГД. т.е. это один тип чип транзистора, но в корпус засунуто 1, 2, 1х2 , 2х2, 3х2 чип кристаллов (это мои догадки) и написали буквы АБВГД.






И смотрите, все очень странно. Почему то если транзистор состоит из одного кристалла, то КПД у него на малом напряжении питания ниже, по сравнению со сборкой из нескольких кристаллов (у которой всяко будут разные начальные токи) и пуш-пульной схемой, см. транзисторы В и Д. Почему так? Я подумал, что макетки делали разные люди, вот и получилось, что у одного получше (Д), а инженер который выполнял тип А или Б выполнил макетку похуже.
Тут уж надо понимать, и не принимать все за 100%-ную правду. Где то наврали

 Импортные описания пока не смотрел. Неуспел.

[serega_sh____]

Добрый день.
С Вашей помощью, я кажется победил ну или понял причины малого КПД у моего каскада. Спасибо всем откликнувшимся. Ну и вот маленький отчетик.
Вот эти причины малого КПД:
1.   Обязательно делать подтягивающий резистор затвора на землю в районе 50 - 100Ом для данного типа.
2.  Если смотреть рекомендации по применению от POLYFETa  - 1997 MTT Presentation «Stabilizing Mosfet Amplifiers», то там рекомендуют делать обратную связь по ВЧ резистором. Что мной было проделано. Эта ОС выравнивает коэффициент усиления и устраняет самовозбуждение. Но и одновременно смещает импеданс цепи согласования в точку 50Ом, Что не позволяет получить оптимальное согласование. Я уменьшил эту ОС и получил более сносные результаты по КПД в районе 45…55%. Эта была основная моя заморочка. Вот статья на эту тему от RFMD.
3. А самостоятельно я пока не проверил КПД vs Vcc. Подозреваю, что Mildi не просто так намекнул. Поработаю в этом направлении.

На сегодня я имею вот такую схему:


 Схема имеет следующие номиналы.


Параметры получились примерно такие (ещё улучшаю, ещё не окончательные):

• Полоса частот 150МГц…230МГц
• Выходная мощность по уровню 1дБ– 18-20Вт
• КПД в полосе частот на компрессии 3дБ – 42…50%
• Напряжение питания – 16…17В. Начальный ток стока 200мА…400мА
• Усиление 10…12дБ
• Так как транзистор работает в сильно облегченном режиме, то он не должен портится при обрыве выхода. Но пока не проверял на мощности обрыв выхода.
• Каскад устойчив.

Более подробно по параметрам я попозже напишу в своем блоге, если это кому то интересно.

P.s. Радиолюбителей и так мало. А причина которая привела нас к этому, это мы сами. Мы очень высокомерны. Начинающим мы первым делом говорим: «ну сколько раз я говорил….», «ну чего вы в такую сложную тему суётесь, повторяйте имеющиеся конструкции…», «а какие конструкции вы сделали, чтоб задавать здесь вопросы…», «покажите…». Тем самым отбивая любое желание пробовать и экспериментировать.
Моё мнение – С уважением относится к опыту заслуженных радиолюбителей и профессионалов. Относится к КАЖДОМУ сообщению и мысли очень внимательно. Но! если какие то радиолюбители считают себя выше и общаются с вами свысока, то посылать лесом всех этих высокомерных радиолюбителей. И больше делать. Читать побольше и спрашивать у адекватных и хороших радиолюбителей. Пока Вы сами не попробуете, ничего не изменится. Сами должны пройти.
Больше пробуйте и экспериментируйте. Щас возможностей куча и все не так дорого.

А вообще, я тоже пробовал себя в эпистолярном жанре. Вот тут попытался попростому написать, как я рассчитывал и прикидывал этот усилок. Попытался попроще без умных фраз. Ну и я немного не писатель, могу слишком умно фразы заворачивать.
Там конечно пока не завершено, но работаю. Буду рад если кому то, это хоть как то поможет, а так же Вашим замечаниям.

[RZ4HD]

         Здравствуйте. Сейчас я расскажу, как я достиг кпд паллета на BLF-188 в 62-64% очень простым способом: более правильными измерениями и правильными расчетами на основе этих измерений. Наступил на грабли, о которых сам знаю отлично. Но наступил. Суть ошибки поясняю. Ток паллета в 30 Ампер. Использовал для питания медный провод сечением в 2.5 квадратных миллиметра исходя из обычной плотности тока для меди в 16 А/кв.мм. для длительного времени. Провод обеспечивает 40 Ампер нагрузки без проблем. Немного конкретики. На ИБП прекрасные выходные медные шины и клеммы, прикручивающиеся болтами. О большом токе и хорошем контакте подумал. Предохранитель припаян, точнее, припаяна вынутая из него плавкая вставка.  Первый отрезок провода 30 см. Второй 10 см. Плюс использую пару кусочков более гибкого провода сечением в 1.5 мм с ферритовыми фильтрами. Использование такого провода  вызвано необходимостью иметь гибкие провода. В РА стоят иные провода, но тестирование и измерение параметров проводилось на стенде. Измерение напряжение на шине питания платы РА цифровым тестром невозможно. Наводки. Потерял на проводах подвода питания практически 2 Вольта. При токе в 30 Ампер мощность равна 60 Ваттам. Именно эта мощность оказывалась лишней при расчете КПД в значении подводимой мощности. При выходной мощности РА в 800-900 Ватт погрешность расчета выходит на цифру ориентировочно в 7% в сторону улучшения КПД. Итак. Вместо КПД в 57-59 процентов, за которые я так боролся, получаются более красивые цифры в 63-64 процента. Потерял много времени на пустом месте. Потерянные 2 Вольта дадут возможность иметь выходную мощность Ватт на 60-70 Больше. Речь идет о реальном РА, а не о тестовом стенде.
           Еще про КПД. Уже отмечалось, что КПД высок при максимальной выходной мощности. С уменьшение мощности за счет уменьшения «раскачки» КПД ухудшается. Нужно уменьшать напряжение питания, что часто невозможно. Если планируется использовать РА на 500 Ватт, то без снижения напряжения придется смириться с КПД в 50 процентов или использовать 500 Ваттный транзистор, к примеру, MRFE6VP5600. Он более дорогой. Как ни странно, дешевле изготовить РА на 900 Ватт, нежели на 500 Ватт и усмириться с КПД в 50 процентов. Для мощности в 300 Ватт нужно переходить на транзистор BLF-278 (MRF-151). Речь идет о РА с питанием в 50 Вольт. Юрий. RZ4HD.

[RZ6DD Александр]

Интересно посмотреть на изготовление РА на транзисторах 2,5 квт 144 МГц от Nashri(NAZ) - ZS1NAZ.
Все разложено по этапам и кое-что можно принять во внимание. Интересное изготовление входного
делителя и выходного сумматора - культурно и без жгутов кабелей.

https://www.youtube.com/watch?v=7w7wi0tpbuk 

Видео-описание его конструкции:

https://www.youtube.com/watch?v=sm9midsdhMs

73-Александр.

[R3XD Сергей]

Может кто нибудь подсказать схему рабочего варианта ум на 144 на двух RD70HVF1?

[RA9QAW]

Может кто нибудь подсказать схему рабочего варианта ум на 144 на двух RD70HVF1?

И на 430МГц тоже нужна схема.

[UR5EIN Вячеслав]

Простой ФНЧ на 144 МГц.
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?37505-%D4%CD%D7-%ED%E0-145-%CC%C3%F6-%E8%E7-%F1%F2%E5%EA%EB%EE%F2%E5%EA%F1%F2%EE%EB%E8%F2%E0&p=1511063#post1511063
Для QRO вопрос только электрически прочных конденсаторов (4 шт) - всего два номинала 8 пФ и 29 пФ.
Или упрощенный второй вариант всего 2 конденсатора 29,5 пФ. 73!