Автор Тема: Управление РА на LDMOS транзисторах  (Прочитано 3587 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 4595
  • Репутация: +785/-222
  • Дружу с паяльником 57 лет
Управление РА на LDMOS транзисторах
« : 11 Январь 2015, 10:23:05 »
         Здравствуйте. Начну новую тему, касающуюся видимо конструирования многих РА на современных транзисторах. У меня возникло одно сомнение по поводу коммутации цепей РА при работе QRO  цифровыми методами. Что бы устранить это сомнение набросал нижеприведенную схему секвенсора. Буду ее делать.
      Суть проблемы. Я для работы QRO цифровыми методами использовал только ламповые РА. Всегда использовался секвенсер, который являлся одновременно блоком питания МШУ с двумя реле обхода типа РЭВ-14 и устройством гальванической развязки РС и трансивера. Анодное напряжение на лампу было подано всегда. Лампа РА в режиме приема была заперта. В этом режиме реле коммутации РА РЭВ-14 и РПВ2/7 обеспечивали режим обхода. При этом вход и выход РА «висели» в воздухе. Никогда не было проблем. Все работало отлично. В транзисторном РА с применением LDMOS я считаю нежелательным оставлять вход и выход паллеты «висящими»  в воздухе без нагрузки при поданном напряжении питания +48 Вольт и отсутствии смещения. Такой режим очень часто используется, в том числе и в РА на модулях. Но я боюсь не этого статического режима. Не думаю, что именно в этом режиме транзисторы могут «загудеть» и сгореть. А транзисторов радиолюбители попалили много, часто даже не зная причин, от чего это вышло. Если управлять РА как обычно одним сигналом, то возникает момент, когда электронные, условно быстрые, ключи уже подали в РА питание +50 Вольт и смещение на затворы транзистора, а вот более медленные переключатели-реле РЭВ-14 еще не успели скоммутировать вход и выход РА на трансивер и антенну. Думаю, что есть условно короткий промежуток времени длительностью порядка 10 мS, когда транзистор уже работает в активном режиме и его вход и выход висят в воздухе. В это время СВЧ транзистор и может «загудеть». Считаю, что нужно избегать такого режима, хотя, может быть, я и не прав и все работает замечательно и от одного сигнала управления. С применением двух управляющих сигналов для РА можно устранить эту проблему, если она действительно является таковой. Первый по времени сигнал управления переключает реле обхода, а второй чуть позже подает питание и смещение. Диаграммы управления по времени приведены на рисунке схемы секвенсера. Данный режим управления решает схема секвенсера W6PQL и ее подобные. Но хочется применить лишь один сигнал управление. Подразумевается, что внутри РА нет своего дополнительного секвенсера.
        Вопрос к тем, кто уже эксплуатирует подобные РА.  Какое управление РА Вы применяете? Думаю, что я ясно объяснил суть проблемы, которая может возникнуть.
          Чуть позже я дорисую в этой же схеме электронную начинку своего РА. Применение контроллера для меня ново. Да, нужна программа для него и программатор,  но понравилось то, что при возникновении аварийной ситуации происходит отключение РА.  Юрий. RZ4HD.
« Последнее редактирование: 11 Январь 2015, 10:27:45 от RZ4HD »
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн US4ICI

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2214
  • Репутация: +398/-102
Re: Управление РА на LDMOS транзисторах
« Ответ #1 : 11 Январь 2015, 11:16:21 »
С применением двух управляющих сигналов для РА можно устранить эту проблему, если она действительно является таковой. Первый по времени сигнал управления переключает реле обхода, а второй чуть позже подает питание и смещение.
Юрий!
Все "правильные" секвенсеры так работают.
 
Алгоритм по нарастанию времени (переход из RX в TX):

- переключаем ант реле без задержки от педали (порта компьютера), снимаем питание с LNA,
- подаем РТТ на РА (питание 48В, и на затворы),
- подаем РТТ на трансивер (трансивер и трансвертер),
- снимаем блокировку подачи мощности с трансивера (полезно, если такую иметь)

Таким образом РА не оказывается с "висящими в воздухе" входом и выходом, при поданном питании.  Считаю возможным коммутировать РА только смещением на затворы.  Впрочем снимать 48В лишним не будет.
     Секвенсер для реализации описанного алгоритма здесь: http://vhfdesign.com/pa/sequencer.html
Отличительной особенностью от аналогичных проектов является наличие "последовательного канала", - подает +12-24В для питания ант реле и LNA.  Остальные порты дают цепь на "землю".
Павел  US4ICI

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6993
  • Репутация: +782/-88
Re: Управление РА на LDMOS транзисторах
« Ответ #2 : 11 Январь 2015, 11:24:37 »
Юрий, было уже много тем по секвенсорам, весь положительный и отрицательный опыт был учтен и собран в нескольких оптимальных схемах.
Первое, что бросается в глаза в твоей схеме:
1) неправильно указан полевой транзистор в управлении МШУ (P-канальный должен быть)
2)  появление статики на проводе до МШУ учтено (резистор 2 кОм), но при грозовых разрядах пробивается канал и затвор (можно обвязать стабилитронами и супрессорами, как в LNB. Практика показала - реле - лучшее решение для управления удаленными объектами.
3) если полевые транзисторы (Nтипа) для управления реле мощные, то в порты ATTINY 13 5,6,7 установить резистор 1 кОм, бывает, что улетают
порты контроллеров из-за большой емкости ключей.

Если это управление к LDMOS PA, то защита по входу - это самое главное, что должно быть.  Уже пол года , как испытал схему защиты
на пин диодах и реле, но плата застряла в Китае. Ничего особо нового, но бланкирование входа в моменты коммутации и постоянный контроль за уровнем с очень быстродействующей защитой позволило защитить вход РА , диапазон работы от 100 до 1500 МГц, т.е. схема универсальная.
Вкраце о схеме, резистивный делитель входного сигнала (обеспечивается широкополосность схемы), далее реле и цепочка пин диодов.
Пин диоды управляются высокоскоростным компаратором, что позволяет даже при превышении мощности внутри такта передачи
ограничить пропускаемую мощность. Еще несколько ключей для бланкирования и никаких контроллеров. Чем проще- тем надежнее.

P.S. кстати, интересное наблюдение, схема защиты простая, но что бы проверить скорость ее срабатывания - пришлось собрать целый стенд, состоящий из импульсного генератора , тактирующего СВч генератор и двухканальный осциллограф. Задача сводилась к устранению
выбросов на выходе схемы защиты.  Уже после испыьаний мне предложили СВЧ ограничитель мощности от Aeroflex, но не все хорошо
с выходным спектром после ограничения, да и дорого это.
« Последнее редактирование: 11 Январь 2015, 11:36:10 от RA3WDK »

Оффлайн ra3ec

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1694
  • Репутация: +293/-21
  • QRA: KO82PT
Re: Управление РА на LDMOS транзисторах
« Ответ #3 : 11 Январь 2015, 13:12:39 »
                 Вопрос к тем, кто уже эксплуатирует подобные РА.  Какое управление РА Вы применяете?
Здравствуйте.
У меня всё просто, и ламповые и транзисторные усилители, схема одна.
При переходе на передачу нажатием педали одновременно снимается напряжение питание 24В с реле РЭВ и тех которые вверху и внизу. Этим же напряжением питаются МШУ. Через 30 мСек подаётся напряжение смещения на затворы или (и) управляющие сетки ламп и включается РТТ трансивера. На аноды ламп и стоки транзисторов напряжения постоянно поданы. Проблем не было.
При переходе на приём всё переключается одновременно, без задержек.

Оффлайн UA4FQH

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1919
  • Репутация: +334/-20
  • QRA: LO33ib
Re: Управление РА на LDMOS транзисторах
« Ответ #4 : 11 Январь 2015, 15:33:52 »
  Юрий,  ток покоя должен сниматься первым , а включаться последним, питание  не надо коммутировать. Ток покоя необходимо коммутировать мгновенно без реле,  у них задержка,   если есть боязнь можно подзапереть минусом.
« Последнее редактирование: 11 Январь 2015, 15:39:46 от UA4FQH »
73! Олег.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 4595
  • Репутация: +785/-222
  • Дружу с паяльником 57 лет
Re: Управление РА на LDMOS транзисторах
« Ответ #5 : 11 Январь 2015, 15:50:55 »
       Здравствуйте. Спасибо за оперативные ответы. Тема возникла не на пустом месте. Я сам использую лет 30 секвенсер. Знаю различную схемотехнику. Плюсы и минусы различных вариантов реализаций. Нигде во временных диаграммах не видел примера, когда на РА подается два управляющих сигнала, разделенных временным интервалом. При переделке своего РА было время на раздумье и возник вопрос именно о возможной проблеме длительностью в 10 mS и ценой в $200 плюс потерей времени на замену транзистора.
       Павел. Я первым сигналом буду снимать напряжение +27 Вольт питания с МШУ, где в режиме приема РЭВ-14 всегда находятся под напряжением. Этот же временной сигнал, но с реле пойдет на РА в качестве первого сигнала. Там он активизирует свои ключи, которые переключат два реле из режима в обхода в режим передачи. Но транзистор будет без смещения. Второй сигнал от реле так же уйдет на РА и подаст смещение на транзистор. Хотелось бы, что бы этот же сигнал подавал и напряжение +48 Вольт. Это был бы идеальный вариант и он довольно легко реализуется. Хотя Анатолий говорит о нормальной работе и варианта с постоянно поданным напряжением питания + 48Вольт и управлением РТТ только напряжением смещения. Ну а третий сигнал так же с реле будет сигналом РТТ для трансивера.                                       
       Я во время тестирования паллет никогда не снимаю напряжение +48 Вольт. Работаю только с коммутацией сигнала РТТ. Так же было и с модулями. Но на столе иной вариант. Вход паллеты подключен через аттенюатор, а выход на нагрузку. Здесь во время экспериментов, тестирования и настройке  не было никакой  коммутации. А во время перепайки РА возникло сомнение.
          Иван. Спасибо за совет и подсказку. Схема мощного ключа у меня отработана. Я ее использую в блоках питания для отключения напряжения. Использую параллельно по два транзистора на 72 Ампера каждый. Во время чертежа схемы выхватил не тот транзистор. По поводу реле питания МШУ. Я хотел уйти от механики в сторону электроники. Я в секвенсорах всегда ставлю в каждом канале по два реле – РЭС-49 и мощное китайское. Потом на плате при необходимости делаю коммутацию и подаю на контакты реле массу, +12 Вольт, +27 Вольт и т.д. В зависимости от задачи. Так подавалось напряжение и на МШУ. Твои замечания учту. Ты здесь уже доказывал одному товарищу, предлагающему на продажу секвенсоры (не Павлу), и приводил убедительные доводы по полевому варианту и грозе. Товарищ серьезности вопроса не понял…
        По поводу защиты. Я год назад потратил много времени на разработку, изготовление и проверку узлов защиты, в том числе и по входу от перекачки.  Так же делал стенды. Проще всего вариант защиты реализуется при работе цифровыми модами. А вот с телеграфом хуже. В конце концов, решил все с помощью аттенюатора на 6 dB для ICOM-706MKII. Кроме того, с год назад специально под программу использования транзисторных РА купил трехдиапазонный TS-790 с мощностью в 10 Ватт. Им точно пару транзисторов ну ни как не перекачать. Самая лучшая защита.
          Чуть позже дорисую то, что стоит в МШУ и в РА. Юрий.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн UA4FQH

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1919
  • Репутация: +334/-20
  • QRA: LO33ib
Re: Управление РА на LDMOS транзисторах
« Ответ #6 : 11 Январь 2015, 15:58:55 »
  У усилителя должна быть обязательно защита по КСВ и не само восстанавливающая, например тиристорная.  Сам попадал в такую ситуацию - раскачка уже пошла,  а реле РЕВ14 на выходе усилителя ещё не переключились, защита отработала. В итоге без приборов видно есть нужная задержка на вкл тока покоя на усилителе в нужное время, реле механика не предугадать, в паспорте одно на самом деле погода и т.п другое.
73! Олег.

Оффлайн RX9A

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 519
  • Репутация: +144/-2
  • QRA: MO05qe
Re: Управление РА на LDMOS транзисторах
« Ответ #7 : 11 Январь 2015, 16:39:16 »
""- снимаем блокировку подачи мощности с трансивера (полезно, если такую иметь)""
можно подавать -5в. на ALC и трансивер будет в режиме передачи но без мощи на выходе.

Оффлайн US4ICI

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2214
  • Репутация: +398/-102
Re: Управление РА на LDMOS транзисторах
« Ответ #8 : 11 Январь 2015, 17:13:46 »
можно подавать -5в. на ALC и трансивер будет в режиме передачи но без мощи на выходе.
Не работает!
http://forum.vhfdx.ru/mshu/zashita-lna/msg65487/#msg65487 - в этой теме описывал блокировку для IC910H, а для FT847 все еще проще с разъема тюнера (так же описано в этой теме).
Павел  US4ICI

Оффлайн RV3DA

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 919
  • Репутация: +200/-19
    • Коломенское Московской области МО СРР
Re: Управление РА на LDMOS транзисторах
« Ответ #9 : 12 Январь 2015, 01:25:16 »
Большое спасибо за схему блокировки для IC-910H! Правда сделал немного иначе, но место, которое закорачивается на землю - то же.
А нет ли у кого схемы блокировки для TS-2000? Собственно, схема не нужна. Нужно подсказать, какую точку следует замкнуть на землю, чтобы предотвратить передачу на всех диапазонах, включая 1296 МГц.

Подтверждаю принципиальную невозможность использования для этой цели цепи ALC. Есть ещё один момент. Разблокировку нужно производить замыканием цепи. Блокировка подачей потенциала - не очень хорошая идея, поскольку при сборке радиостанции в поле нужный разъём может оказаться неподстыкованным...  У меня для этого в FT-847 прямо не разъёме внутри трансивера пулапный резистор установлен. Не подключен разъём управления - нет передачи.
Игорь Григорьев, RV3DA