Wzmacniacz pośr. (IF) wg. F6CER, ew. hycas wg. W7ZOI

[SQ2RPK]

Do kompletu zamawiam również pcb bpf i lpf.

[SP9LVZ]

@SQ2RPK ok, potwierdzam... proszę pisać w sprawie PCB na prv przez portal lub na mail... łatwiej jest ogarnąć korespondencję.

Zastanawiam się nadal nad tą kwestią wykonania wyświetlania informacji o mocy i SWR na bazie układu ATU-100 (jeśli ktoś nie będzie tego moduły wykorzystywał w konstrukcji lub jako oddzielnego ATU). Na PCB LPF zmieścił bym układ PIC16F1938 w wersji smd, co dało by możliwość zintegrowania pomiaru z wyświetlaniem np. OLED (myślę w wersji bez obsługi ATU tylko samo wyświetlanie). Wsad do PIC jest dostępny na github'ie, ale niestety programowanie PIC nie jest proste i nie tani programator. Chyba że ktoś by ogarnął PIC-e?

[SP9LVZ]

Wiadomości z postępu prac nad syntezą, BPF i LPF.
Od ponad trzech tygodni trwają prace nad modyfikacją kodu syntezy, główne zmiany w programie prowadzi kolega Mateusz SP9MX. Wczoraj podjąłem decyzje o zmianie koncepcji układu sterowania pasmami. Pierwotnie do przełączania pasm miał być wykorzystany układ PCF8574 sterowany magistralą I2C - tą samą co generator SI5351. Niestety ze względu na nietypową bibliotekę do SI5351 napisaną do tej syntezy jest kolizja ze współpracą obu układów. Należało by wykonać bardzo duże modyfikacje w programie. Żadna z dostępnych wersji programów syntezy nie ma (być może z tego powodu) sterowania przełączania pasmami. Nasze prace są zatem zasadniczą zmianą w układzie programu syntezy.
Zmieniłem koncepcję, by przełączanie pasmami wykonywał układ CD4028. W ciągu jednego dnia uruchomiliśmy układ wg. nowej koncepcji i przełączanie działa. Niestety odbyło się to kosztem wykorzystania trzech pinów z ESP32, by dostać sygnał strujący do CD4028. W związku z tym nie ma możliwości dorzucić na ESP32 elementów klucza elektronicznego oraz jego logiki (brak wolnych pinów, a jak wcześniej pisałem PCF8574 nie da się zastosować bez poważnej modyfikacji kodu). Keyer i logika będzie zatem oddzielnym modułem do późniejszej realizacji.
Jakie funkcje są aktualnie w syntezie (były lub zostały dodane):
- przełączanie: BAND (80m, 40m, 30m, 20m, 15m, 10m), MODE (AM, USB, LSB, CW), STEP (krok syntezy),
- włączanie/wyłączanie: RIT, ATT (tłumik na płytce BPF), PRE AMP (przedwzmacniacz na płytce BPF), PTT (sterowanie przyciskiem z mikrofonu lub z układu logiki CW, włącza funkcje przejścia na nadawanie - steruje dalszymi układami), CW MODE (przełącza automatycznie filtr p.cz. SSB na CW w przypadku wybrania MODE CW),
- sterowanie przekaźnikami przełączania pasm na płytkach BPF i LPF.
- możliwość generowania sygnału nośnej CW bezpośrednio na częstotliwości nadawania,
Ze względu na aktualną koncepcję układu syntezy jest ona zmodyfikowana bardzo uniwersalnie i może być wykorzystana do innych rozwiązań transciverów.

W kwestii odczytu mocy i swr - jest propozycja by wykonać odrębny moduł wskaźnika oparty o ten sam wyświetlacz co synteza, który będzie symulował wskaźnik "analogowy" sterowany z oddzielnego mikroprocesora AT. Powinno się to ładnie komponować z "nostalgiczną" wersją wyświetlacza syntezy. Na płytce LPF pozostaje zatem tylko sprzęgacz kierunkowy i detektor sygnału mocy padającej i odbitej. Wskaźnik ten, byłby również wykorzystany jako "wychyłowy" S-metr.
To będzie kolejny element do zrealizowania po wykonaniu PCB do syntezy, BPF i LPF. W związku z aktualnym postępem prac, PCB syntezy, BPF i LPF powinny być zrealizowane na początku maja. Aktualnie pracuję już nad koncepcją wzmacniacza nadajnika w wersji QRP (drivera do dalszych stopni).

W załączeniu koncepcja układu syntezy.

p/s zamówienie na PCB do syntezy, BPF i LPF planuję złożyć w połowie przyszłego tygodnia (25.04.23), jeśli ktoś jest jeszcze chętny to proszę info na prv.

---

Odnośnie pytań kolegów w sprawie poboru prądu przez syntezę, zmierzyłem - jest pobór 120mA (ESP32+wyświetlacz TFT+ SI5351) nie mierzyłem z CD4028, ale on nie będzie obciążany prądowo (steruje bramkami 2N7002) więc dojdzie niewiele.
Zgodnie z sugestią jednego z kolegów dołożyłem na płytce przetwornicę DC-DC (z 13,8V na 5V) by zmniejszyć straty jeśli by ktoś planował wykorzystać syntezę do urządzeń z minimalizacją poboru prądu (wycieczkowo-terenowych). Nie wiem jak będzie się zachować przetwornica pod względem zakłóceń, ale jest ona opcjonalna do zastosowania zamiast stabilizatora 5V, nie trzeba jej stosować.
Dodałem do kodu programu gotowe opcje zmiany koloru wyświetlanej częstotliwości, bo oryginalne ustawienie - kolor czerwony na czarnym tle trochę mnie drażnił. Są wpisane opcje: żółto-zielony, pomarańcz i jasno niebieski... oczywiście można ustawić wg uznania dowolny inny..

[SP9LVZ]

Przygotowałem jeszcze PCB pod wzmacniacz nadajnika w wersji QRP (2-3W). Wersja nowa, do testowania oparta o klasyczny układ na trzech stopniach: BFR93, RD00HHS1 (RD01MUS1) i 2 x RD07MUS2B. Tranzystory montażu powierzchniowego. Wstępnie układ zaprojektowany w oparciu o dane z kart katalogowych, w trakcie uruchomiania trzeba będzie dobrać elementy. Wymiar PCB zgodny z dotychczasowymi płytkami. Jak już wcześniej pisałem taka moc wystarczy do wysterowania PA do mocy 80-100W na MRF9120 dostępnego jako kit (na foto ten wzmacniacz na MRF9120).
Chcę jeszcze te PCB PA QRP dorzucić do zamówienia płytek, jeśli byłby ktoś chętny do testowania to zamówię więcej (info na prv do piątku 26.04).

[SP9MZU]

Piotr, pobór mocy przy nadawaniu raczej nie będzie przekraczał kilkunastu watów ?

[SP9LVZ]

Po szacunkowej kalkulacji nie powinien przekraczać kilkunastu watów licząc całość TRX. Część odbiorcza powinna się zamknąć w ok. 400mA (FT-817 ma 450mA). Wszystko też zależy co będzie włączone np. ATT/PRE AMP i poziom mocy audio to dodatkowe pobory prądu. Natomiast przy nadawaniu dojadą prądy spoczynkowe tranzystorów wzmacniacza TX i prąd potrzebny do wysterowania do zakładanego poziomu 3W... Stopnie sterujące zakładam że będą na poziomach nie większych niż 30+50mA. Natomiast RD07MUS2B w karcie katalogowej podają parametry (7W) przy prądzie 250mA, ale napięciach poniżej 10V. Zakładam że zasilamy z 13,8V, będą mniejsze moce, układ przeciwsobny, dzięki temu będzie można prawdopodobnie ustawić mniejsze prądy spoczynkowe. To jest do przetestowania/ustawienia przy jakim minimalnym prądzie spoczynkowym będą pracować bez zniekształceń. Być może wystarczy 250 mA na oba tranzystory. Porównując do RD16HHF - te są prądożerne (350-450mA na tranzystor).
Przy sprawności RD07MUS2B powyżej 60% i mocy outp 3W moc dostarczona była by potrzebna 5W. Sumując to wszystko pobór powinien się zamknąć w wartości ok. 1A, czyli mocy 14W.
Przekonsultowałem z Rafalem (AVS) temat odprowadzenia ciepła z tranzystorów (montaż powierzchniowy) i obecnie tak by wyglądała PCB. Jest możliwość dokręcenia dodatkowego radiatora, który trzeba by wykonać indywidualnie (coś w kształcie mostka jak w Radmorach FM3001). Są duże przelotki, które będzie można wypełnić cyną i odkryte pady do lepszego odprowadzenia ciepła. Jeszcze z tego BFR93 jakoś poprawimy odciągnięcie ciepła i bardziej ogólnie podziurkuje płytkę.

[SP9MZU]

To jeszcze jedno pytanie o PA.
Z założeń wynika Pout ok. 2-3 W
Przy takiej mocy i zasilaniu 13,6V oporność wyjściowa to teoretycznie ok. 100 ohm.
Czy nie lepiej by było założyć 5W out (jeśli tranzystory wytrzymają) i oporność ok. 50 ohm ?
Trochę by to uprościło konstrukcję (trafo wyjściowe), tylko znowu większy pobór energii i wysilona praca końcowych tranzystorów...

[SP9LVZ]

Ciekawa kwestia...
To założenie 2-3W wynika z mojego planu sterowania PA które ma wzmocnienie 16 dB i wysterowuje się z tj mocy do poziomu 100W. Gdyby stosować PA o wzmocnieniu 13 dB potrzeba ok 5 W.
To czy będziemy sterować wzmacniacz do 2-3 czy do 5 W, będzie indywidualną kwestią ustawienia poziomów mocy. W układzie jest zapas wzmocnienia, na płytce wzmacniacza są zaprojektowane dwa tłumiki do redukcji wzmocnienia, którymi będzie można ustawić poziom wzmocnienia. Staramy się tak zaprojektować płytkę, by odprowadzić jak najwięcej ciepła, a dwa RD07 powinny bez problemu zapewnić też 5W outp. Nie ma wiec żadnego ograniczenia w tym zakresie.

Natomiast inna sprawa to przełożenia transformatora wyjściowego.... tu jest miejsce dla większej dyskusji praktyków z teoretykami.., bo to jest miejsce gdzie teoria rozjeżdża się z praktyką.
Sygnał SSB to nie jest stały poziom mocy wyjściowej, moc sygnału zmienia się w trakcie wymodulowania. To że mamy wzmacniacz o mocy outp 5W to nie znaczy ze cały czas emitujemy moc 5W.... w transceiverach (w tym fabrycznych) mamy zmianę mocy np. od 5W do 100W i czy przy takich różnicach mocy ktoś zmienia przekładnie w trafo wyjściowym by dopasować się do właściwych rezystancji?.... Nie zmienia się i PA pracuje od 5 -100W...
Z praktyki wynika, że we wzmacniaczach 5-10W optymalna przekładania trafo wyjściowego to 1:2.
We wzmacniaczu 5W i przekładni 1:1 moc oddawana/sprawność (w praktyce) jest mniejsza niż z przekładnią 1:2. Zatem zaczął bym testy na takiej przekładni bez względu na to czy pracujemy z mocą 5 W czy 2-3W...
Dopasowanie rezystancji wyjściowej wzmacniacza do obciążenia 50R można zmierzyć jako SWR na sztucznym obciążaniu bez LPF podając stały poziom mocy - sygnał CW nie kluczowany.
Rezystancje wyjściowe jak się okazuje w PA zmieniają się też z częstotliwością. To możemy skompensować dobierając wartość kondensatora w Pi-filtrze (ten od strony wzmacniacza).

[SP9MZU]

Ok., rozumiem.
Mam doświadczenie z troszkę większymi mocami, 70-300W.
W tym przypadku zauważyłem większą sprawność wzmacniacza przy zakładanej mocy/oporności (teoretycznej)
Przenosi się to też od razu na grzanie tranzystorów.
Mówię tu o pojedynczym trafie 1:1 jak i TLT 1:4
Pewnie przy małych mocach nie ma to większego znaczenia....

[SP9LVZ]

Wszystko się zgadza co piszesz... bo tak jest. Nie możne być dowolna przekładnia, trzeba zrobić właściwą transformację rezystancji wyjściowej wzmacniacza (tranzystora/tranzystorów) na obciążenie.
Ja tylko chciałem zaznaczyć że najczęściej transformacje są robione dla mocy maksymalnych podawanych jako CW czyli fali ciągłej, nie modulowanej (tak podają parametry tranzystorów w kartach katalogowych). W przypadku SSB mamy złożoną sytuację mocy bo nie operujemy mocą maksymalną tylko średnią a moc maksymalną osiągamy w szczytach modulacji.
Tu jest pewne niedomówienie tematu.... jeśli ja pisze o potrzebnej mocy 2-3 W to jaką moc mam na myśli?....
Jeśli przekładnie dopasujemy teoretyczne do mocy maksymalnych w piku to będą one np. dla QRP 1:2, choć dla mocy średniej były by 1:1. Stąd chyba wychodzi, że przekładnia jest zrobiona jak dla mocy większej. To jest ten problem rozważań teoretycznych.
Natomiast dla PA które robiłem o mocach 100W na MRF9120 i mam też na MRF455 to tam są przekładnie zwojowo 0,5 zwoja (rurki) na 2 zwoje. Jest to dopasowane do 100W i zasilaniu 13,8 V (w obliczeniach transformacji nie tylko chodzi o moc ale drugi czynnik to napięcie zasilania). Natomiast ten mój wywód dotyczył tego że z tych PA przykładowo 100W mogę też pracować z mocą np. 20W choć przekładnia jest dopasowana na 100W (pogarsza się jedynie sprawność, ale przy mniejszej mocy ciepło strat nie jest tak groźne). W drugą stronę to nie zadziała czyli gdyby zrobić małą przekładnie dla małej mocy 1:1 to nie dasz rady przetransformować na takiej przekładni dużej mocy będą straty i ciepło (oczywiście rozważania dlą tego samego parametru napięcia zasilania).
Podsumowując dla mocy 5W była by przekładnia zwojowa 1:1, dla 10W 1:2, a dla 100W 1:4.
W naszym przypadku - będziemy testować te tranzystory RD07 dla mocy 2-3W do 5W i sprawdzimy przy jakiej przekładni będą mieć najlepszą sprawność (jak będą się grzały). Biorąc pod uwagę ich moc wyjściową (do 7W) zakładam że wzmacniacz może pracować nawet z 10W mocy wyjściowej maksymalnej co dało by przekładnię 1:2, nie zależnie od tego jaką moc będziemy z niego potrzebować do wysterowania PA (różnych posiadanych PA).
Cała zabawa będzie w sprawdzeniu dopasowań trafo i innych parametrów wzmacniacza.