Автор Тема: Защита УМ с циркулятором по КСВ (на примере платы УМ W-CDMA)  (Прочитано 1945 раз)

0 Пользователей и 2 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн RA3APW Карен

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 889
  • Репутация: +338/-12
    • http://www.ra3apw.ru
  • QRA: KO85UV
Всем привет,

некоторое время назад приобрел плату фирменного УМ для БС W-CDMA под названием KALEX3 K488 ( ссылка http://forum.vhfdx.ru/usiliteli-moschnosti/plata-ra-na-1800-mgc-na-mrf6s19100h/ ).

Понравился вариант защиты УМ с выходным циркулятором, поэтому решил отрисовать принципиальную схему и привести фото ее реализации - в приложенных файлах. Может быть кому-то будет полезно.

Испытал на 1850 МГц - работает, но частично вывести из строя выходную сборку все же удалось. Вполне возможно не все внешние сигналы защиты были подключены... 

 
Карен, RA3APW                   www.ra3apw.ru

Оффлайн 4Z5CP

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1438
  • Репутация: +341/-12
  • QRA: KM72mt
но частично вывести из строя выходную сборку все же удалось. Вполне возможно не все внешние сигналы защиты были подключены... 
Какой мощностью испытывали??
Не должно было грохнуть сборку, без антенны вся моща должна падать на нагрузке.
Я один раз полчаса работал ФТ8 без антенны на 2.4ГГц 20ю Ватами через циркурятор в нагрузку и ничего.
144MHz - 2x10HV
432MHz - 4x16H
Тарелька 95см для QO-100 и 5 Ватт.

Димитрий.

Оффлайн RA3APW Карен

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 889
  • Репутация: +338/-12
    • http://www.ra3apw.ru
  • QRA: KO85UV
Какой мощностью испытывали??
Выходная мощность на выходе блока (после циркулятора) была более 20 Вт.

Не должно было грохнуть сборку, без антенны вся моща должна падать на нагрузке.
Тоже так думал, но по факту выходная мощность на выходе циркулятора после серии экспериментов стала в два раза меньше...
Карен, RA3APW                   www.ra3apw.ru

Оффлайн khach

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 466
  • Репутация: +60/-7
Второй направленный ответвитель который в цепи нагрузки циркулятора видите? Вот по нему должна была сразу срабатывать схема ограничения по мощности после аварии в антенне.  Куда была эта цепь подключена при испытаниях? Эти защиты не рассчитаны на долгую работу, только принять отраженную мощность в первый момент и потом защитить транзисторы аппаратным ограничением мощности а потом и вообще выключить передатчик программно через сигнал аварии на контроллер.
« Последнее редактирование: 03 Апрель 2023, 11:01:10 от khach »
Александр

Оффлайн RA3APW Карен

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 889
  • Репутация: +338/-12
    • http://www.ra3apw.ru
  • QRA: KO85UV
Второй направленный ответвитель который в цепи нагрузки циркулятора видите? Вот по нему должна была сразу срабатывать схема ограничения по мощности после аварии в антенне.  Куда была эта цепь подключена при испытаниях? Эти защиты не рассчитаны на долгую работу, только принять отраженную мощность в первый момент и потом защитить транзисторы аппаратным ограничением мощности а потом и вообще выключить передатчик программно через сигнал аварии на контроллер.
Благодарю, но это все понятно и очевидно. 
Карен, RA3APW                   www.ra3apw.ru

Оффлайн R3KBF Петр

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1250
  • Репутация: +462/-15
  • Воронеж
  • QRA: KO91PO
Карен, спасибо! Издалека вроде понятно, подхожу ближе и ....... не понятно для чего U1B? С точки зрения схемотехники вроде понятно - амплитудный детектор и неинвертирующий усилитель на ОУ, а как оно в комплексе работает?

Оффлайн RA3APW Карен

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 889
  • Репутация: +338/-12
    • http://www.ra3apw.ru
  • QRA: KO85UV
Еще раз внимательно посмотрел на входные / выходные сигналы на плату УМ (рисунок прилагаю).
Получается не затейлево и просто - выходной сигнал ALARM (контакт 5 маленького разъема)  и входной сигнал - питание +12В (контакты 1 и 2  маленького разъема).
То есть при низком сигнале ALARM внешний контроллер должен выключить входное питание +12В, которое в свою очередь снимает открывающее смещение на драйвер и выходной каскад. Проверил, так и получается - при отсутствии питания +12В (на контактах 1и 2 малого разъема) канал передачи закрыт.
Судя по малым емкостям (100 пф) в детекторе отраженного сигнала срабатывание защиты должно быть быстрое (в то же время на входах компаратора U2A емкости весьма не малые - 0.1 мкф через 1 кОм с постояной времени 0.1 мс).
Но насколько я помню, время срабатывания защиты рекомендуется выбирать не более 20 периодов несущей, то есть не более 10 нс - в этом есть сомнения...   
« Последнее редактирование: 03 Апрель 2023, 17:06:51 от RA3APW Карен »
Карен, RA3APW                   www.ra3apw.ru

Оффлайн RA3APW Карен

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 889
  • Репутация: +338/-12
    • http://www.ra3apw.ru
  • QRA: KO85UV
Карен, спасибо! Издалека вроде понятно, подхожу ближе и ....... не понятно для чего U1B? С точки зрения схемотехники вроде понятно - амплитудный детектор и неинвертирующий усилитель на ОУ, а как оно в комплексе работает?
Петр,

по моему мнению U1B и U1A - усилители постоянного тока, которые пропорционально усиливают сигналы падающей и отраженной мощности до уровня устойчивого срабатывания компаратора на U2A. 

На компаратор приходит внешняя вольтдобавка в виде +1.0 Вольта, которая по умолчанию обеспечивает высокий уровень на выходе компаратора для разрешения работы УМ.

При превышении уровня отраженного сигнала на инвертирующий вход U2A компаратор переключается в низкий уровень, который блокирует работу УМ.
« Последнее редактирование: 03 Апрель 2023, 16:59:14 от RA3APW Карен »
Карен, RA3APW                   www.ra3apw.ru

Оффлайн 4Z5CP

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1438
  • Репутация: +341/-12
  • QRA: KM72mt
Напряжение ошибки после ответвителя на изолированном выходе появляется при подключенной нагрузке к антенному выходу?
Если да, то пришел конец изолятору.
Не похож он на изолятор способный держать более 20Ватт долгое время.
И инфо для него не найти
144MHz - 2x10HV
432MHz - 4x16H
Тарелька 95см для QO-100 и 5 Ватт.

Димитрий.

Оффлайн RA3APW Карен

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 889
  • Репутация: +338/-12
    • http://www.ra3apw.ru
  • QRA: KO85UV
Напряжение ошибки после ответвителя на изолированном выходе появляется при подключенной нагрузке к антенному выходу?
Если да, то пришел конец изолятору.
Не похож он на изолятор способный держать более 20Ватт долгое время.
И инфо для него не найти
Сигнал ошибки (ALARM) низкого уровня на выходе блока защиты появляется при отключении нагрузки и пропадает (становится высокого уровня) при подключении эквивалента. То есть сам блок защиты работает правильно.
Относительно циркулятора - на мой взгляд судя по размерам для него 20 Вт мощности далеко не предел... видел меньшие  на 50 Вт.
Мне сам канал на 1850 МГц не нужен, поэтому было не жалко частично поджарить.
Скорее всего причина в том, что из-за отсутствия внешнего контроллера, который по сигналу ALARM должен был выключить внешнее питание 12В на плату УМ и произошла эта нештатная ситуация. 
   
Карен, RA3APW                   www.ra3apw.ru

Оффлайн 4Z5CP

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1438
  • Репутация: +341/-12
  • QRA: KM72mt
Я так понял вас интересовал вопрос что здохло, сборка или циркулятор.
На 2ой ножке U2A меняется напруга во время передачи на эквивалент?
За место циркулятора можно поставить кусочек тонкого семириджита и посмотреть какая будет мощность на эквиваленте.
Тогда будет все понятно.

Успехов.
144MHz - 2x10HV
432MHz - 4x16H
Тарелька 95см для QO-100 и 5 Ватт.

Димитрий.

Оффлайн RA3APW Карен

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 889
  • Репутация: +338/-12
    • http://www.ra3apw.ru
  • QRA: KO85UV
Я так понял вас интересовал вопрос что здохло, сборка или циркулятор.
На 2ой ножке U2A меняется напруга во время передачи на эквивалент?
За место циркулятора можно поставить кусочек тонкого семириджита и посмотреть какая будет мощность на эквиваленте.
Тогда будет все понятно.

Успехов.

Благодарю Вас за совет, но мне интересно было узнать является ли такое решение по КСВ защите на плате УМ самодостаточным или требует внешнего контроллера для управления.  Теперь я вижу, что простейший внешний контроллер нужен.

Сами сборка УМ и циркулятор мне не интересны, так как работают на "чужих" частотах... 

Действительно, найти информационный листок на примененный циркулятор не смог.
Карен, RA3APW                   www.ra3apw.ru

Оффлайн R3KBF Петр

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1250
  • Репутация: +462/-15
  • Воронеж
  • QRA: KO91PO
При превышении уровня отраженного сигнала на инвертирующий вход U2A компаратор переключается в низкий уровень, который блокирует работу УМ.
А отраженный от ВХОДА циркулятора сигнал будет поднимать порог срабатывания комапаратора и чем больше мощность сигнала, тем больше отраженка, тем выше поднимается порог срабатывания, тем больше должна быть мощность отраженки с ВЫХОДА циркулятора, чтобы сработал компаратор......Немного странно......Но там есть еще разные аттенюаторы, с учетом которых.....

Оффлайн RA3APW Карен

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 889
  • Репутация: +338/-12
    • http://www.ra3apw.ru
  • QRA: KO85UV
При превышении уровня отраженного сигнала на инвертирующий вход U2A компаратор переключается в низкий уровень, который блокирует работу УМ.
А отраженный от ВХОДА циркулятора сигнал будет поднимать порог срабатывания комапаратора и чем больше мощность сигнала, тем больше отраженка, тем выше поднимается порог срабатывания, тем больше должна быть мощность отраженки с ВЫХОДА циркулятора, чтобы сработал компаратор......Немного странно......Но там есть еще разные аттенюаторы, с учетом которых.....
На  мой взгляд все спроектировано правильно, а главное схема отключения по высокому КСВ работает на практике.

Схема работает по двух каналам - и прямой и отраженной волны, то есть реально по КСВ. Поэтому при изменении выходной мощности и отраженной мощности пропорционально будет вычисляться пороговый КСВ на компараторе U2A. Аттенюаторы прямого и отраженного каналов детектирования подобраны для работы детекторов в линейном режиме, а разница в значении ослабления аттенюаторов между прямым и отраженным каналами определяет при каком КСВ состоится переключение компаратора U2A в аварийный режим (низкий уровень на выходе компаратора U2A).

Можно было бы сделать защиту только по обратному каналу от циркулятора, но тогда бы это потребовало настройки и привязки к постоянной мощности TX, а не привязки к КСВ. Что есть не дорого, но мало профессионально...
Карен, RA3APW                   www.ra3apw.ru

Оффлайн R3KBF Петр

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1250
  • Репутация: +462/-15
  • Воронеж
  • QRA: KO91PO
Аттенюаторы прямого и отраженного каналов детектирования подобраны для работы ........
А где на схеме прямой канал? На схеме вижу только отраженные.