Wzmacniacz mocy 70MHz na module RA30H0608M

Transkrypt

1 Wzmacniacz mocy 70MHz na module RA30H0608M opr. Piotrek SP2DMB r. Dostępność hybrydowego wzmacniacza mocy pozwala na łatwe i szybkie zwiększenie mocy wyjściowej dowolnego transwertera. Moduł MITSUBISHI RA30H0608M potrzebuje do wysterowania tylko 50mW mocy. Zwiększy ją do 30 wat. Można uzyskać większą moc 45W, ale przy jakimkolwiek niedopasowaniu uszkodzimy moduł. Zaleca się ustawić 30 wat maksymalnie. Płytka użyta we wzmacniaczu jest jednostronna, cynowana z soldermaską. Wymiary płytki: 131 x 36mm. Aplikacja jest typowa, ale zawiera kilka prostych bloków dodatkowych: - ATT tłumik typu PI. Dopasowuje wysterowanie z transwertera o ile nie mamy możliwości obniżenia napięcia wcz do 50mW - BIAS prosty regulator napięcia na LM1117-5V. PR-kiem regulujemy prąd spoczynkowy modułu Idd - RA30H0608M moduł mocy - LPF filtr dolnoprzepustowy - Mostek SWR prosty mostek do pomiaru fali padającej i odbitej Na następnej stronie znajduje się schemat ideowy wzmacniacza.

2

3 Opis montażu i poszczególnych bloków W budowie wzmacniaczy techniką SMD, zaczynam zawsze od mechanicznej strony. Mocuję płytkę montażową do radiatora. Staram się aby tranzystor mocy lub w tym przypadku moduł, był umieszczony na środku radiatora. Wykonajmy od razu otwory pod ewentualny wentylator i do mocowania całego PA. Po wykonaniu tych czynności, pierwszym etapem jest lutowanie filtra LPF. Brak pozostałych elementów pozwoli na pomiar bez zakłamań. Na płytce przewidziano użycie różnych typów filtrów dolnoprzepustowych. Na filmie pokazano prosty filtr dwuobwodowy z trzema kondensatorami 55pF (22pF + 33pF; oba na 100V). Cewki L3 i L4 mają po 7 zwojów. Nawinięte są drutem CuAg (aby łatwiej lutować) o średnicy 1mm. Średnica nawinięcia 8mm. Odstęp pomiędzy zwojami ok. 0,75mm.

4 A to symulacja filtra w programie RFSimm99: Jak widać tłumienie drugiej harmonicznej na poziomie ok. 39dB. Poniżej wykres wykonany przez NWT500: Rzeczywiste tłumienie wynosi około 46dB. Trzecia ważna harmoniczna 210MHz, tłumiona na poziomie ok. 43dB.

5 Drugą wersję filtra o wręcz idealnej charakterystyce, można wykonać według opisu Bo OZ2M ( ). Schemat jest następujący: Charakterystyka tego filtra jest bardzo dobra. Eliminuje 2 harmoniczną na poziomie 65dB i 3 harmoniczną o ok. 90db!!! A to symulacja RFSimm99: Wykres mówi sam za siebie! Filtr na płytce jest tutaj:

6 Następnym etapem jest montaż zasilania BIAS-u. Zbudowany jest na stabilizatorze LM1117-5V. Po montażu sprawdzamy PR-kiem P1, czy mamy zakres regulacji od 0 do 5V. Do +PTT podłączamy 13,8V. Po sprawdzeniu ustawiamy poziom 0V. Schemat montażowy: Montujemy resztę elementów (bez modułu mocy) według schematu montażowego: Na samym końcu montujemy moduł mocy RA30H0608M. Z uwagi na duży prąd spoczynkowy ok. 0,55A (lub więcej) musi mieć dobre chłodzenie. W tym celu smarujemy spód modułu pastą termoprzewodzącą:

7 Nakładamy na środkowe nóżki modułu koraliki ferrytowe FB. Zapobiegną ewentualnemu nanoszeniu się wcz na napięcie zasilające BIAS i dreny tranzystorów. Przykładamy do radiatora i dociskamy aż pasta wyjdzie poza obrys modułu: Przykręcamy moduł do radiatora i lutujemy 4 konektory modułu:

8 Musimy wykonać dodatkowe oczka GND modułu. Jest to bardzo ważne, ponieważ przez nie płynie prąd BIAS-u i prąd drenów ok. 6A! Tłumik ATT. Jeśli nie mamy możliwości ustawienia mocy wyjściowej transwertera, jest konieczny. Maksymalne sterowanie modułu wynosi 50mW. Poniżej tabelka z wartościami oporników do tłumika: Pamiętajmy o mocy znamionowej oporników dostosowanych do mocy z transwertera. W celu zwiększenia mocy, można lutować rezystory SMD na tzw. kanapkę lub użyjmy oporników metalizowanych przewlekanych (metal-oxide). Czas na próbę. Montujemy cały zestaw badany: TRX, transwerter i nasze PA. Do pełnej kontroli napięcia, mocy doprowadzonej i prądu, wykorzystałem mój MULTIMETR ( ):

9 Do wyjścia wzmacniacza podłączamy reflektometr z pomiare mocy wyjściowej oraz tłumik. Krosujemy piny +PTT oraz +. Podłączamy napięcie 13,8V do zestawu. W moim przypadku zestaw pobierał ok. 0,38A (transwerter, 3 przekaźniki). Prąd drenów Idd w module jeszcze nie jest ustawiony. Potencjometrem montażowym ustawiamy prąd drenów na około 0,4A wstępnie. Dobrze by było aby jakość emisji SSB mógł ocenić inny Kolega. Zmieniając napięcie BIAS-u (zwiększając) powodujemy, że moduł zaczyna liniowo wzmacniać. W moim przypadku prąd spoczynkowy drenów wyniósł ok. 0,55A, a napięcie BIASU -> ok. 4,5V.

10 Podczas testów cały zestaw pobierał prąd spoczynkowy ok. 0,84A. To dość dużo. Producent podaje sprawność modułu na 40%. Układ nie posiada żadnego układu regulacji poza BIAS-em. Po zmianie emisji na RTTY (pełna nośna) uzyskałem ponad 30W mocy wyjściowej, przy mocy doprowadzonej 78W. Sprawność ok. 42% : Moduł bez problemu odda znacznie większą moc, ale w przypadku jakiegokolwiek niedopasowania możemy go uszkodzić. Zaleca się, używać go z mocą wyjściową 30 wat. Tymbardziej, że prąd spoczynkowy jest bardzo duży, a pracując emisjami cyfrowymi WSJT, wydziela się bardzo dużo ciepła. Wentylator do chłodzenia w tym przypadku jest niezbędny!!!

11 Po filtrze LPF znajduje się prosty mostek SWR. Napięcie indukowane w linii paskowej możemy użyć do podłączenia wskaźnika: wychyłowego, LED lub LCD itp. Sygnał SWR można wykorzystać do zabezpieczenia modułu np. przed uszkodzeniem.

12 Sterowanie wzmacniacza. Podając +13,8V na punkt +PTT uruchamiamy zasilanie BIAS-u oraz przekaźnik antenowy. Napięcie drenów jest podłączone na stałe. Użyjmy przy tym bezpiecznika polimerowego (multiswitch) lub topikowego. Prąd znamionowy 5-6A. Podsumowanie. Moduł pozwala na proste i szybkie zwiększenie mocy wyjściowej. Pracuje bez wzbudzeń oraz stabilnie. Wadą jest duży prąd spoczynkowy - ponad 0,5A / 7,5W inp., gdzie podobny wzmacniacz na tranzystorze RD70HVF1 pobiera tylko 50-60mA! Przykładem są inne moje wzmacniacze: PA70H i PA70E. Brak jakichkolwiek elementów regulacyjnych (oprócz BIAS-u) powoduje, że wzmacniacz działa od ręki. Życzę powodzenia w budowie i DX-ów na 4m!!! Jeśli Masz pytania, wątpliwości, napisz do mnie: sp2dmb@gmail.com Opisy innych wzmacniaczy na 70MHz, znajdziesz na moich stronach: oraz Prezentację tego wzmacniacza można obejrzeć na YouTube pod adresem: 73 Piotrek SP2DMB SPIS ELEMENTÓW C13 = 1 x 1000µ THT C1,C3,C5,C7, C14,C15,C22, C23 = 8 x 4,7n C16,C17,C19 = 3 x 56p/100V C2,C6 = 2 x 22µ tant. C20,C21 = 2 x 1n C4,C8,C11,C12, C18,C24 = 6 x 100n C9,C10 = 2 x 10µ D3 = 1 x 1N4148 opt. D1,D2,D4 = 3 x 1N4148 L1,L2 = 2 x VK200 L3,L4 = 2 x patrz schemat P1 = 1 x 100 P2,P3 = 2 x 4,7k R1,R2,R3 = 3 x patrz tabelka R4,R5 = 2 x 220 Rel1 = 1 x FINDER RF = 1 x RA30H0608M VR1 = 1 x LM V Goldpiny = 9 x