Tryb drzewa | Tryb normalny

SP4HKQ · 27-10-2011 18:30

Cóż próbne układy mają "humory". Był zwarty kondensator i wyniki wychodziły jakieś takie. RafaŁ "POWIEDZIAŁ ŻE TO NIEMOŻLIWE". Więc poszukałem i znalazłem.
Nowe wyniki
Pobierany prąd - 44mA
Wzmocnienie ok -11 dB
Oporność wyjściowa odrobinę mniejsza niż 50 Om
Mój NWT ma na wyjściu +10 dBm. Wzmacniacz sterowałem przez tłumik 7 dB i sygnał wyjściowy mierzyłem po dodatkowym tłumiku 20 dB. W załączeniu wykres przenoszenia pomierzony w takich warunkach. Na zdjęciach z oscyloskopu cyfrowego przebiegi wyjściowe wzmacniacza na oporności 50 Om. Częstotliwość 1.8 MHz sygnał wejściowy +3 i +5 dBm. To samo dla 20 MHz. Wykresy z nałożonym przebiegiem FFT. Pomiar poziomu sygnału na wyjściu bez obciążenia i z obciążeniem 50 Om.

SQ4AVS · 27-10-2011 20:02

Chciałbym przestrzec przed stosowaniem metody technicznej do pomiaru impedancji wyjściowej metoda ta w zakresie w.cz. daje często błędne wyniki obarczone bardzo dużym błędem nawet kilkuset procent. W skrócie metoda techniczna polega na zmierzeniu na wyjściu układu napięcia bez jego obciążenia i dobraniu takiej wartości rezystancji obciążającej by uzyskać połowę napięcia nieobciążonego układu. Niby słusznie, impedancja źródła równa się imedancji obciążenia układ jest dopasowany. Praktyka i teoria jest jednak zupełnie inna, wzmacniacz który ma normalnie impedacje wejścia i wyjścia na poziomie 50 om po rozwarciu jej na wyjściu nie ma już jej swr na wejściu na poziomie 1 ale powiedzmy 4,5 (wynik z pomiaru potwierdzony symulacją), co powoduje że znaczna część mocy odbija się od wejścia i nie jest wzmacniana, jest jednak jeszcze gorsze zjawisko zmienia się wzmocnienie wzmacniacza czyli wzmacniacz inne ma wzmocnienie dla obciązenia 50 om a inne dla rozwartego wyjścia. Jedno z tych zjawisk zauważył Zdzisław stwierdzając wyraźną zależność między obciążeniem wyjścia a dopasowaniem wejścia. Od czego zależy błąd tej metody w zakresie w.cz. ano od parametrów zastosowanych elementów i od zastosowanego układu. Poszperałem nieco w literaturze i nikt nie stosuje tej metody w zakresie w.cz., w najprostszym wypadku stosuje się dwa reflektrometry w profesjonalnych zastosowaniach analizatory parametrów S. Czy my jesteśmy w stanie określić prawidłową impedancję wyjścia, oczywiście, że możemy wystarczy podpiąć na wyjście wzmacniacza reflektrometr a za nim obciążenie 50 om. Odpowiednie czułe sondy możemy wykonać na AD8302 czy dwóch AD8307 i w ten sposób możemy określić prawidłowo dopaspowanie na wyjściu układu. Reszta później w wolnym czasie BFG135 już mam ;-). Jeszcze jedna uwaga dłąwik w obozie bazy jest zbędny i może stanowić tylko źródło potencjalnych problemłów, indukcyjność w emiterze tak jak pisałem wcześniej musi być możliwie mała.

SP4HKQ · 28-10-2011 8:27

Myślę, że metody technicznej pomiaru oporności wyjściowej wzmacniacza wcz. nie można tak do końca krytykować. Uważam, że po drobnym jej zmodyfikowaniu w naszych amatorskich warunkach też spełni swoje zadanie. Jak to widzę. Spodziewając się konkretnej wartości oporności wyjściowej wzmacniacza np 50 Om dokonujemy 2 (lub więcej)pomiarów, obciążając wzmacniacz 100 Om i powiedzmy 25 Om. Mając wartości napięć wcz. na tych opornościach, z pewnością można wyliczyć jaka jest oporność znamionowa wzmacniacza. Niestety nie mam pomysłu na algorytm wyliczający. Tu prośba do osób znających zdecydowanie lepiej teorię niż ja o zastanowienie się nad tym pomysłem. Ja dokonuję kilku (kilkunastu) pomiarów przy rożnych opornościach obserwując przebieg FFT na oscyloskopie i SWR wejścia na NWT, przy maksymalnej mocy wyjściowej wzmacniacza. Tz metodą "prób i wybuchów" określam jaka moim zdaniem może być ta oporność.

SP6IFN · 28-10-2011 12:49

Nie dalej jak wczoraj to liczyłem wg.wzoru:
Z outp = [(R obc. * Vpp open/V load) - R obc.
gdzie: R obc = 50 ohm
Vpp open = 6V (wyjście nieobciążone, pomiar oscyloskopem)
V pp load = 4V (wyjście obciążone R=50ohm, pomiar oscyloskopem)
wynik: Zoutp = 25 ohm.
Po wymianie R na 25 ohm, Vpp na oscyloskopie wynosił 3V.
Potwierdza to też obliczenie dla tej wartości obciążenia.
Badanym układem było wyjście generatora VFO dla nowo "kombinowanego" ustrojstwa.
Rysio!

SP4HKQ · 28-10-2011 13:56

Rysiu chyba niezbyt dokładnie przeczytałeś post Rafała. Jeśli obciążenie na wyjściu wzmacniacza poprzez sprzężenie zwrotnie znacznie wpływa na oporność wejścia wzmacniacza i na jego wzmocnienie, to pomiar napięcia bez obciążenia jest mocno obarczony błędem. I twój wzór w wypadku układów wcz. nie sprawdza się do końca.

SP5FCS · 28-10-2011 14:11

Teoretycznie do określenia rezystancji źródła wystarczą dwa pomiary napięcia przy znanych R obciążenia.
Z prawa Ohma dla szeregowego obwodu możemy uzyskać wzór na rezystancję źródła.

Pomiar napięcia Uo1, Uo2 na dwóch różnych obciążeniach R01, R02.
Rezystancja generatora:

Rg= (U2 - U1) / (U1/R1 - U2/R2)

Pomiar:
obciążamy układ np. impedancją 50 ohm a następnie 100 ohm, po podstawieniu danych do wzoru mamy impedancję źródła.
Nie ma znaczenia czy impedancja badanego układu jest większa czy mniejsza od użytych obciążeń.
Warto sprawdzić na praktycznym układzie, gdzie mamy oczywiście impedancję generatora oraz może zmieniać się nam lekko napięcie generatora w wyniku wpływu obciążenia na dopasowanie wejścia wzmacniacza.

Drugą metodą jest pomiar mocy na wyjściu układu. Zmieniamy wartość obciążenia i jednocześnie mierzymy moc wyjściową. Szczyt oddawanej mocy przez badany układ uzyskamy przy obciążeniu równym impedancji wewnętrznej źródła sygnału. Zarówno dla impedancji mniejszych jak i większych moc będzie mniejsza.

SP6IFN · 28-10-2011 15:33

Zdzisław, w swoim poście #163 podniosłeś problem o Zwyj wzmacniacza, taką więc odpowiedź udzieliłem w sposób jaki do tego podchodzę. Po wyjaśnieniach Adama w kolejnym poście, podstawiłem swoje dane do podanych przez niego wzorów i otrzymałem ten sam wynik. Tak więc nadal uważam moje wyliczenia za prawidłowe. Jako przykładu Zwyj użyłem akurat zbudowanego generatora, w którym wzmacniacz wyjściowy (bo taki tam jest) ma też na wejściu zapięte jakieś źródło sygnału, który to sygnał się już (lub nieznacznie) zmienia w trakcie jego przestrajania. Rafał natomiast słusznie przestrzega przed zbytnim uproszczeniem sprawy i ma rację, o czym się sam przekonałeś. Ty masz do rozwiązania inny problem, problem wpływu wejścia na wyjście wzmacniacza, lecz skoro pytasz, to ja staram się odpowiedzieć na konkretne pytanie. Problem twi w układzie budowanym przez Ciebie, być może jest on za prosty, przez co wpływ zmian na wejściu zbyt mocno zmienia wyjście. Robi się już masło maślane, więc kończę swoje wywody.
Rysio!

SQ4AVS · 28-10-2011 18:44

Niestety jak damy duże różnice w rezystancji np. 1k i 50 om to wyniki mogą być błędne, dlaczego wyjaśniłem wcześniej. Dużo lepszy jest pomiar impedancji wyjściowej przy obciążeniu dwoma rezystorami zbliżonymi do spodziewanej impedancji i wyliczenia z niej oporności stopnia sterującego tak jak podałeś Adamie. Rozwiązanie takie polecałem Zdzisławowi w rozmowie ale jeszcze lepszy jest pomiar za pomocą reflektrometru i dzięki uprzejmości Kolegi Jarka SP3SWJ mam taki zamiar w przyszłym tygodniu wykonać ;-) .

SP4HKQ · 10-11-2011 11:05

Padł mi jeden z tranzystorów wzmacniacza. Nie mam jak robić dalszych prób, wiec napiszę co do tej pory ustaliliśmy.
Na tranzystorach RD16 można zrobić wzmacniacz o mocy wyjściowej maksymalnej (teoretyczne) 16 W przy zasilaniu 13.5 V. Dlaczego to zaraz napiszę.
Gdy do kolektora/drenu tranzystora jest podłączona indukcyjność to na kolektorze/drenie pojawia się podwójne napięcie zasilania, a wiec ok 27V (teoretycznie). Gdy mamy układ przeciwsobny push-pull to miedzy kolektorami/drenami napięcie wynosi 4xUzas. a wiec 54V. Mając transformator wyjściowy 1:2 podbijamy to napięcie 2x a wiec do 8xUzas tj 108V. Jest to oczywiście wartość nadal teoretyczna, która na obciążeniu 50 Om wydzieliła by moc 29.2W. Ktoś powie zmieńmy przełożenie trafa wyjściowego na 1:3 i napięcie będzie większe, to i moc też. Przy RD16 tak zrobić nie możemy. Dlaczego, za moment.
Teraz jak teoria ma się z praktyką. Każde złącze tranzystora K-E czy D-S ma swoją oporność. W tranzystorach przełączających jest ona podana w danych katalogowych, natomiast w tranzystorach wcz do wzmacniaczy mocy, takiej informacji nie znalazłem. Gdy przez tranzystor płynie prąd to na tej oporności odkłada się napięcie Usat - napięcie saturacji. To napięcie nie bierze udziału w przekazywaniu mocy. W wypadku RD16 Usat wynosi od 2.5- 3V. (co odpowiada ok 1 Om dynamicznej oporności złącza) W takim wypadku napięcie zasilania (z poprzednich wzorów) musimy pomniejszyć o Usat. Wiec 8x(13.5-2.5)=88V, co odpowiada 19.4W (17.6W przy Usat 3V). Należy jeszcze zauważyć, że trafo wyjściowe wnosi swoje straty.
Teraz wzór na obliczenie oporności wyjściowej jednego tranzystora w układzie wzmacniacza mocy R = (Uzas-Usat)2/2xPout (napięcia są w kwadracie) Przy mocy 8W oporność wynosi ok 6.9Om 110.25/16= 6.89 Om W układzie push-pull moc rośnie 2x i oporność też. Przy przełożeniu 1:2 transformacja oporności na transformatorze wyjściowym wynosi 1:4 wiec 13.7 Om x4 = 55.12 Om, prawie idealne dopasowanie.
Gdy będziemy mieli trafo 1:3 to transformacja oporności wynosi 1:9. Przy takim transformatorze oporność wyjściowa tranzystorów wzmacniacza powinna wynosić 5.5 Oma. Sprawdziliśmy takie rozwiązanie, prąd pobierany wzrasta o ok 1 A, a moc o 2 W. Natomiast sygnał na wyjściu przestaje być sinusoidą.
Podsumowując: Jeśli nie będziemy zwracali uwagi na sygnał wyjściowy i liczyli że LPF wyczyści go z harmonicznych to uzyskamy moc ponad 20W. Jak chcemy aby był on idealnie czysty i liniowy to moc nie powinna przekraczać 14 W. Wybór należny do każdego kto robi taki wzmacniacz. Musimy zweryfikować nasze założenia i stwierdzić, że uzyskanie mocy ponad 14 W przy zakładanej czystości i liniowości wzmacniacza jest niemożliwe bez podniesienia napięcia zasilania ponad 13.5 V.

Jeszcze kilka słów na temat tranzystorów RD16. Są to bardzo dobre tranzystory. Uszkodzenia ich wynikają z naszej nieuwagi, bądź testów zbyt przeciążających tranzystor. Zmontowany, sprawny układ pracuje stabilnie i naprawdę ciężko go uszkodzić. Podczas testów wzmacniacz oddający moc ok 15 W pracował non stop przez 2 godziny. Radiatory wzmacniacza i obciążenia 150 W były tak gorące, że ciężko było je wziąć w rękę. Prądy spoczynkowe jeśli nie zastosujemy kompensacji temperaturowej wzrastają nawet o 50%. Przy normalnej pracy SSB wzmacniacz zdąży się wystudzić. Będzie też możliwa praca na emisjach cyfrowych z pełną mocą bez obawy o jego uszkodzenie. Zastosowanie po 2szt tranzystorów RD16 w każdej gałęzi wzmacniacza zmniejszy oporność wyjściową do 6 Om i pozwoli użyć transformator wyjściowy o przełożeniu 1:3. Zmniejszy się też napięcie saturacji, bo zmniejszy się oporność złącza D-S (dwa tranzystory równolegle). W takim układzie możliwe będzie uzyskanie mocy 40-45W czystego sygnału.

Na poparcie swoich twierdzeń z poprzedniego posta zamieszczam kilka linków. Pierwszy jest kolegi LA7MI już z tłumaczeniem przez Google. http://translate.googleusercontent.com/t...v0TvAp6McQ
Drugi to schemat PA na 4xRD16. http://www.qsl.net/va3iul/Homebrew_RF_Ci...WA2EUJ.gif
Trzeci link to strona DJ0ABR który zrobił podobny jak my wzmacniacz na 2xRD16 i go pomierzył. http://www.dj0abr.de/german/technik/limaSDR/10W_PA.htm

SP5FCS · 18-11-2011 23:30

Bardzo ciekawe i obrazowe opracowanie na temat roofing filtrów. Obowiązkowa lektura nie tylko dla budujących Husara czy CDG2000, również dla posiadaczy fabryk z roofingiem.

Do pobrania ze strony:
Jeff Blaine AC0C "An Introduction to Roofing Filters"