Wzmacniacz mocy 70MHz na module RA30H0608M

Wzmacniacz mocy 70MHz na module RA30H0608M

Wzmacniacz mocy 70MHz na module
RA30H0608M
opr. Piotrek SP2DMB
[email protected]
19.08.2014r.
www.sp2dmb.blogspot.com
www.sp2dmb.cba.pl
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.
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.
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.
Drugą wersję filtra o wręcz idealnej charakterystyce, można wykonać według
opisu Bo OZ2M (http://www.rudius.net/oz2m/70mhz/pmpa.htm ).
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:
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:
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:
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 (http://www.sp2dmb.cba.pl/proj.html ):
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.
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 !!!
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.
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: [email protected]
Opisy innych wzmacniaczy na 70MHz, znajdziesz na moich stronach:
www.sp2dmb.cba.pl
oraz
www.sp2dmb.blogspot.com
Prezentację tego wzmacniacza można obejrzeć na YouTube pod adresem:
http://www.youtube.com/watch?v=m984VuVUOEQ&feature=em-upload_owner
73 – Piotrek SP2DMB
SPIS ELEMENTÓW
C13
C1,C3,C5,C7,
C14,C15,C22,
C23
C16,C17,C19
C2,C6
C20,C21
C4,C8,C11,C12,
C18,C24
C9,C10
D3
D1,D2,D4
L1,L2
L3,L4
P1
P2,P3
R1,R2,R3
R4,R5
Rel1
RF
VR1
Goldpiny
= 1 x 1000µ THT
=8
=3
=2
=2
x 4,7n
x 56p/100V
x 22µ tant.
x 1n
=6
=2
=1
=3
=2
=2
=1
=2
=3
=2
=1
=1
=1
=9
x 100n
x 10µ
x 1N4148 opt.
x 1N4148
x VK200
x patrz schemat
x 100
x 4,7k
x patrz tabelka
x 220
x FINDER
x RA30H0608M
x LM1117 5.0V
x