HomeMade

SP1NV - bardzo dobrze, że chcesz wszystko wyjaśnić, po to jest forum.

Jak sama nazwa wskazuje układ jest dla ubogoch, czyli zawiera możliwie najmniejszą ilość elementów zapewniających poprawne działanie (niekoniecznie parametry o najwyższych lotach). Jakie są parametry wszyscy widzą, bo układ już jest pomierzony. Dla jednych będzie to wystarczające, a dla innych nie.
Jest to pierwszy etap tej konstrukcji. Wszystko w swoim czasie. Mam już przygotowaną pełną wersję tego schematu, która zawiera opornik w emiterze powodujący poprawienie pracy przedwzmacniacza. Ma on duży wpływ nie tylko na intermodulację, która jest najważniejszym parametrem wzmacniacza SSB, ale także na impedancję wejściową - łatwiej jest dopasować układ wzmacniacza do filtru pasmowego. NIestety poprawia on w wyraźny sposób tylko pracę przedwzmacniacza, ale nie całości razem.
Pełny schemat zawiera również kompensację temperatury. Schemat ten zawiera jeszcze więcej elementów, uznałem, że najlepiej zapoznawać się ze wszystkim stopniowo i etapami, jest to wtedy bardziej zrozumiałe. Można łatwo i szybko w ulubionym przez wszystkich pająku sprawdzić działanie podstawowego układu nie budując nie mających wpływu na parametry układów przełączania i kompensacji. Widocznie przeoczyłeś informacje w poprzednich postach, gdzie pisałem, że będzie pełna wersja tego wzmacniacza.
Wersję wzmacniacza - STANDARD - wkleję za tydzień, teraz jestem poza domem i tylko z doskoku tu zaglądam z przenośnego kompa.

I żeby było jasne - możesz krytykować ile wlezie, nie obrażę się, dobrze by jednak było, gdyby krytyka była konstruktywna poparta przykładami i pomiarami. Mam nadzieję, że dzięki temu wspólnie wypracujemy najlepszą dla wszystkich wersję.

Koledzy, chyba niezbyt jasno napisałem, ale nie ma tu pomyłki.

Napięcie 3V dotyczy szczytowej wartości napięcia zmiennego o częstotliwości 3,5MHz sterującego bramkę tranzystora i wytwarzanego w driverze, podawanego na bramkę przez kondensator. To napięcie możemy zmierzyć tylko oscyloskopem lub sondą diodową podłączoną do woltomierza. Tego napięcia nie mierzyłem w naszym układzie. 3V to maksymalna dopuszczalna wartość dla pracy liniowej wzmacniacza. Postaram się to też zmierzyć i za kilka dni podam wartość i zdjęcie z oscyloskopu.

Napięcie 4V to napięcie stałe na bramce mierzone względem masy polaryzujące tranzystor tak, aby płynął prąd spoczynkowy 400mA, mierzone bez sygnału sterującego o częstotliwości 3,5MHz zwykłym woltomierzem na zakres napięć stałych.

Poczytaj sobie o dobieraniu radiatora tutaj:
http://www.edw.com.pl/pdf/k01/33_12.pdf
na więcej w tej chwili nie mam czasu.

---

Jeszcze na szybko dwa słowa o pomiarach mocy.
Pomiar mocy bezpośrednio za transformatorem jest ZAKAZANY !!!.
Dozwolony jest pomiar za filtrem lub obwodem rezonansowym - tylko tam będziesz miał kształt przebiegu wcz zbliżony do sinusa.
Za transformatorem występuje przebieg mocno odkształcony, czasem z dużymi i krótkimi pikami napięcia.
Pomiar sondami diodowymi to pomiar napięcia szczytowego dla jednej diody lub międzyszczytowego dla dwudiodowego podwajacza. Take mierniki jak V640 i podobne też mierzą wartości szczytowe, ale są wyskalowane dla skutecznych. To skalowanie jest prawdziwe tylko dla sinusa, więc pomiar innych przebiegów jest całkowicie fałszywy.
Można też mierzyć sondą jednodiodową podłączoną do miernika uniwersalnego cyfrowego. Lepiej aby ten miernik nie był z tych najtańszych za 15zł, bo mają one niską oporność wewnętrzną i fałszują wynik. Miernik cyfrowy pokaże nam bezpośrednio napięcie z sondy diodowej, które jest wartością szczytową. Aby przeliczyć na skuteczną trzeba podzielić przez pierwiastek z dwóch, czyli 1,41. Zauważ jednak, że we wzorze na moc napięcie podnosi się do kwadratu. Jak podniesiesz pierwiastek do kwadratu to pierwiastek znika. Ponieważ nasz pierwiastek był w mianowniku ułamka, to i podniesiony do kwadratu tam zostanie. We wzorze na moc mamy dzielenie Ukwadrat przez R. Jeśli użyjemy wartości szczytowej i podstawimy do wzoru to mamy U kwadrat dzxielone przez 2R. W przypadku obciążenia 50 omów powstaje bardzo prosty wzór na moc: U kwadrat podzielone przez 100 - moc możemy liczyć prawie w pamięci. Zapisując to komputerowo: P=U*U/100.
Jest to tylko i wyłącznie słuszne gdy mamy czysty sinus i obciążenie wynosi 50 omów.

Miło, że temat idzie do przodu
Nie mogę niestety na bieżąco testować nowych rozwiązań (brak czasu), ale udało mi się znaleźć 2 wolne dni na zabawę z lutownicą
Jutro zbuduję całość; oczywiście wyniki opublikuję. Nie mogłem się jednak powstrzymać i już dziś wieczorem zacząłem dłubać Zrobiłem już filtr wyjściowy. Cewki nawijam na czerwonych Amidonach.
Zamieszczam pomiar VNA w razie, jakby kogoś interesowało (dopasowanie PRkiem od strony FETa do 50om).

(27-01-2011 8:00)wojtas napisał(a): [ -> ]Łukasz, ale Perkiem chyba regulujemy prąd spoczynkowy mosfeta.

Potencjometr jest dołączony tylko na czas pomiarów; aby dopasować impedancję filtra 10om do wyjścia VNA (w trybie wobuloskopu) 50om. SWR jest dobry bo jest dobre dopasowanie (ale miernika! nie tranzystora!). Nas najbardziej interesuje RSS czyli Radio Strange Signal-przepustowość filtra. Poziom sygnału trochę zafałszowany (PR wprowadza tłumienie) ale charakterystyka jest OK

22 zwoje na T50-2 to jest 2.3uH-ździebko za dużo. (poprawiłem)
Ja w filtrze mam na tych samych rdzeniach 19zw dla 1.8u i 13zw dla 0.87u.
W drenie będzie jeszcze 1u-14zw a w bramce na żółtym T50-6 1.5u-19zw. Dławik 10u na FT50-43 5zw. Policzone zostało w programie mini Ring, mierzyłem "dla zasady" miernikiem indukcyjności.

Parę słów na temat pająka - musi być z głową...

Aby umożliwić dobre działanie obwodów wysokoprądowych najlepiej montować układ na kawałku blachy. Ja używam blachy cynowanej z foremek do pieczenia ciast. Dobrze się lutuje i w przeciwieństwie do blachy miedzianej nie odbiera ciepła podczas lutowania.
Kondensatory muszą być przylutowane na jak najkrótszych wyprowadzeniach. Górne nogi baterii kondensatorów też można połączyć płaskim kawałkiem blachy cynowanej, a nie przewodem, aby do minimum zmniejszyć indukcyjność pasożytniczą - dotyczy to szczególnie wzmacniacza o większej mocy niż 6W. do tej blachy łączącej kondensatory dopiero lutujemy cewki. We wzmacniaczu 6W można kondensatory połączyć tradycyjnie, ale dla 30W już nie.
Mój pająk wygląda tak:
[attachment=2416]

Uruchomienie zaczynamy od sprawdzenia filtru PI bez podłączania zasilania. Zamiast drenu tranzystora podłączamy rezystor mocy o oporności 10 omów - na tyle został policzonyu filtr.
Od strony anteny sprawdzamy dopasowanie. Możemy do tego użyć różnych przyrządów:
1. NWT z mostkiem odbiciowym, kto ma lub VNA
2. Analizator antenowy MFJ, kto ma
3. Ręcznie wykonany mostek zasilany z dowolnego TRXa QRP ( schemat jak w analizatorze MFJ) - jeden warunek - nasze QRP musi dawać czysty sinus
4. Dowolny TRX fabryczny z redukcją mocy do około 10-20W i pomiarem SWR. - Rezystor 10 omów obciążający filtr musi być odpowiedniej mocy, jest to najlepszy test, bo dowiemy się, czy nasze rdzenie pierścieniowe są wystarczających rozmiarów (ze zwykłymi cewkami nie będzie ma się rozumieć problemów)
Tłumienie odbicia powinno być lepsze w całym paśmie niż 14dB lub SWR co najmniej 1,5. Ten pomiar umożliwia korękcję liczby zwojów.
Tyle na dziś bo kończy mi się czas wolny.
powodzenia

---

Jeszcze jeden drobiazg: cewka drenowa też bierze udział w rezonansie więc przy testowaniu filtru PI musi być podłączona.

Ok, teraz ja się pochwalę

Ugly Power Amp.
[attachment=2424]

5V/cm tj 30Vp-p tj 9W na wyjściu!
[attachment=2425]

Takie coś "idzie" na bramkę. 1V/cm
[attachment=2426]

Zgodnie z obietnicą wklejam swoje oscylogramy z niektórych przebiegów napięć wzmacniacza.
Pierwszy pomiar to pomiar mocy przez pomiar napięcia na obciążeniu 50 omów.
[attachment=2434]
Aby obliczyć moc zgodnie z tym co napisałem wcześniej odczytujemy z oscyloskopu wartość międzyszczytową, która wynosi 64,8V. Do naszego prostego wzoru potrzebna jest wartość szytowa, więc odczytany wynik dzielimy przez dwa co daje 32,4V. Tą wartość podnosimy do kwadratu czyli jest 1049,76 i na koniec przesuwamy przecinek o dwa miejsca w lewo i dostajemy ostateczny wynik pomiaru mocy naszego wzmacniacza czyli w zaokrągleniu 10,5 Wata. Mój oscyloskop sam mierzy wartość szczytową i podaje gotowy wynik, jednak ten wynik jest obarczony pewnym błędem, bo oscyloskop jes czuły na wszelkie zakłócenia, których w miejscu pomiaru nie brakowało i wynik mógłby być lekko zawyżony. Pomiar za pomocą ręcznie przesuwanych znaczników uważam za najlepszy w sytuacji istnienia zakłóceń.
Dla porównania zamieszczam widok miernika z odczytem tego samego napięcia mierzonego sztuczną anteną wyposażoną w detektor diodowy. Mój detektor jest zbudowany z dwóch diód 1N4148 połączonych szeregowo, aby można było mierzyć znacznie większe moce, w związku z tym wynik pomiaru jest zafałszowany w dół. Dla pomiaru małych mocy można stosować tylko jedną diodę 1N4148 lub diodę schotk'y np. BAT41, a dla QRPP <1W diodę germanową np. AAP152. Jeśli mierzymy moc sondą diodową to możemy być pewni, że na pewno jest tyle mocy ile obliczyliśmy, a rzeczywista moc jest nieco większa. Jest to dla nas raczej optymistyczne.
[attachment=2435]
Tyle mocy można uzyskać tylko dla emisji CW sterując nasz wzmacniacz napięciem około 150mV wartości skutecznej. Dla SSB nie należy go sterować więcj niż do 6W, ponieważ pojawi się powyżej tej mocy zbyt duża intermodulacja.
Intermodulację można mierzyć za pomocą generatora dwutonowego z odstępem częstotliwości od 20 - 50kHz. Ja użyłem tego samego generatora, którego używam do pomiarów IP3 odbiorników KF razem z tłumikiem o skokowo zmienianym tłumieniu co 1dB od 1dB do 110dB.
Odstęp częstotliwości przy moich pomiarach wynosi 20kHz.
Do odczytu wyników pomiarów używam analizatora widma, ale ci którzy nie mają takiego przyrządu mogą posłużyć się odbiornikiem KF z S-metrem. Wymagania na ten odbiornik nie są szczególnie wysokie. Dla profesjonalnych wzmacniaczy mocy wartość intermodulacji ( odstęp prążków podstawowych od prążków trzeciego rzędu) wynosi najczęsciej tylko nieco powyżej 40dB, rzadziej powyżej 45dB. Dla sprzętów amatorskich jak uzyskamy dla QRP około 20dB, a dla większych mocy około 25-30dB możeemy być zadfowoleni. Dla QRO należy dążyć do wartości 40dB. Nie ma z tym problemu we wzmacniaczach lampowych, ale w tranzystorowych trzeba mocno się napocić, żeby to uzyskać.
Nasz wzmacniacz jest QRP, więc będziemy się cieszyć jak będzie to wartość zbliżona do 20dB.
Oto wynik pomiaru intermodulacji dla sygnału dwutonowego:
[attachment=2437]
Ten sam pomiar przy mniejszej mocy daje wręcz rewelacyjny wynik:
[attachment=2438]
Intermodulacja zależy więc od mocy sterującej. Przy mniejszej mocy sterującej wzmacniacze pracują w bardziej liniowym zakresie - bliżej klasy A i bez przesterowania. Jest kilka sposobów poprawiania tego parametru:

1. Jak wyżej przez obniżenie mocy sterującej

2. Praca wzmacniaczy w klasie A

3. Stosowanie elementów o wysokiej liniowości - wzmacniacze lampowe i na nowoczesnych LD-MOSach.

4. Stosowanie głębokich spężeń zwrotnych napięciowych ( rezystor między bramką a drenem) i prądowych ( rezystory w źródle i emiterze)

5. Korektor nieliniowości stosowany w praktyce tylko w apartaturze profesjonalnej ze względu na złożoność.

Istnienie sprzężenia zwrotnego we wzmacniaczach powoduje zniekształcenie przebiegów w taki sposób, aby dokonać korekcji przebiegu wyjściowego, dlatego nie dziwcie się, że w naszym wzmacniaczu przebieg wejściowy przy nominalnej mocy jest mocno zniekształcony
Wygląda to tak:
[attachment=2440]
Przy mniejszej mocy przebieg sterujący bramkę mosfeta jest już bardziej do czegoś podobny:
[attachment=2442]

Prąd naszego wzmacniacza też nie jest zbyt piękny. Nasz wzmacniacz pracuje w klasie AB, to wyraźnie widać na wykresie prądu. W pierwszej części widać krótki impuls - to prawdopodobnie przeładowanie pojemności. W drugiej połowie widać przepływ odkształconego prądu. Z tego powodu proste obliczenia wzmocnienia wzmacniacza przez zwykłe wymnożenie transkonduktancji i obciążenia nie zdają tu egzaminu. Parę posów temu pokazałem jak po amatorsku można sobie z tym poradzić.
Pomiar prądu uzyskałem mierząc oscyloskem napięcie na rezystorze źródłowym. Zgodnie z prawem Ohma to napięcie jest proporcjonalne do prądu, a współczynnikiem tej proporcjonalności jest rezystancja rezystora źródłowego.
[attachment=2443]

Tyle na dziś, pozdrawiam.

---

Adamie, chciałem obejrzeć i przeanalizować projekt Twojej płytki, ale znalazłem tylko w poście #97 rysunki samych płytek, bez wrysowanych elementów. Przypomnij mi gdzi jest Twój schemat w pdf-ie (Czy ten w #91 jest ostateczny w twoim projekcie) i rysunek płytki z elementami również w pdf-ie. Będzie łatwiej i szybciej.
pzdr

W pdf-ie nie dałem rady, ale w PNG powinno być łatwiej niż w eagle.

Zbudowałem w pająku wersję "dla ubogich", zobaczymy jak pójdzie z uruchomieniem.