УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ 144МГЦ И

1296МГЦ ИЗ НАБОРОВ W6PQL

RN3A, 2013

Почему УКВ? «Молодой» УКВист – в КВ эфире с 1979 года.

329 стран сработано и 322 подтверждено. С 2000 по 2011 годы – первая двадцатка во многих крупных международных КВ соревнованиях в своих подгруппах.

Опыт в УКВ – «резинка» и «болтушка» Первые шаги в УКВ – почти как наркотик.

Попробовал один раз, и хочется еще и еще. Первые Тропо, MS и JT65 связи. Первые связи через Луну. Надо совершенствовать антенны и аппаратуру!

Как сделать выбор? Опыт самостоятельных разработок – 90-е годы прошлого

века. Опыт конструирования своими руками – там же. Инженерное образование и системный подход – еще что-то

помню! Отсутствие на рынке усилителей на 144 и 1296, за разумные

деньги, которые бы подошли под мои требования. Вывод – надо искать готовые конструкции, пригодные для

повторения «на коленке», на доступной элементной базе и требующие минимальный набор измерительных приборов.

Второй вывод – не умеешь что-то делать сам своими руками – попроси того, кто это умеет лучше тебя!

Третий вывод – учиться никогда не поздно!

Почему W6PQL? Вечная проблема при знакомстве с новыми публикациями и конструкциями

– непонятно, недоступно, а иногда просто неграмотно. Часто отсутствует полная информация, необходимая для понимания особенностей конструкции.

Очень часто авторы ссылаются на «общеизвестные» факты. Общеизвестные кому?

«Know-How» – ключ к успеху. Меня не интересен процесс сборки и настройки ради самого процесса. Мне

нужен результат – готовый и полностью работоспособный усилитель. Первое знакомство с описаниями и конструкциями Джима – самые приятные

впечатления от простоты и доступности описания сложных вещей. Подробные и хорошо сделанные видеоролики. Наличие наборов, с различными вариантами комплектации и разной

степени готовности. Гибкая ценовая политика. Надежная обратная связь с автором – всегда готов ответить на любые, даже

самые наивные вопросы и подсказать решение, в случае затруднений. Выбор сделан!!!

Усилитель мощности на 144 МГц

Усилитель на 144 МГц - дизайн Основа – транзистор LDMOS MRFE6VP61K25H, более 1кВт

выходной мощности на 144 МГц при 50В и около 32А потребляемых от источника питания.

УМ предназначен для работы в составе КВ SDR Трансивера и Трансвертерной приставки с выходной мощностью не более 25 Вт.

УМ сделан по «классической» схеме, с внутренними реле обхода и простой внешней коммутацией – только сигнал PTT.

Исполнение моноблочное (ИП находится внутри), настольное. Минимальное количество органов управления и индикации –

только питание, обход и контроль основных параметров: выходная и отраженная мощность, температура (перегрев) и высокое КСВ в фидере (сработавшая защита). Стрелочные приборы – индикаторы напряжения питания и потребляемого тока.

Блок-схема усилителя

Использованные компоненты Усилитель спроектирован с учетом максимального

использования готовых узлов коммутации и управления от W6PQL.

В их числе: секвенсор, токовые ключи, светодиодные индикаторные линейки, ФНЧ и направленные ответвители для контроля выходной отраженной мощности.

ВЧ Реле коммутации обхода – Tohtsu CX-600N и CX-230.

Блок питания 50В – MeanWell SPV-1500-48 Корпус был заказан отдельно, после уточнения

габаритов и посадочных размеров всех элементов. Определяющим оказался размер источника питания.

Передняя панель УМ 144МГц

Задняя панель УМ 144 МГц

Внутренний монтаж УМ 144 МГц

Особенности монтажа и настройки УМ

Ключ к успеху – внимательно прочитать и посмотреть все, что W6PQL рекомендует и советует. И далее стараться неукоснительно следовать его рекомендациям.

Монтаж не вызвал никаких трудностей – обычный монтаж обычных SMD компонентов. Некоторое количество адреналина получил при напайке LDMOS транзистора на медную пластину – боялся, что убью транзистор. По итогу – транзистор все прекрасно пережил. Я тоже.

Настройка собственно платы УМ свелась к подбору тока покоя транзистора. Все остальное заработало сразу.

Настройка платы секвенсора и управления свелась к подбору времени задержек и уровней срабатывания защиты. Для чистоты эксперимента я нагревал модуль усилителя до указанных температур и контролировал уровни. Выяснилось, что этого делать было не нужно – значения уровней, полученных экспериментально, и описанных у W6PQL, совпали с точностью 10%.

Пришлось немного повозиться в точным местом установки компонентов на ФНЧ для получения лучшего значения прямых и обратных потерь, а так же частоты и крутизны среза.

Параметры УМ на 144 МГц (по результатам измерений)

Выходная мощность – 1120 Вт на 50 Ом согласованной нагрузке. Максимальная мощность раскачки – 23Вт (или 2,3 Вт без 10dB входного

аттенюатора). Максимальный потребляемый ток от ИП – 32А при напряжении питания 50В. Расчетный КПД усилителя – 70% Подавление 2 и 3 гармоник при полной выходной мощности за ФНЧ – не хуже

65 dB. Время работы на передачу при полной мощности до перегрева при t

окружающей среды 21 С – не ограничено. Время работы на передачу при полной мощности до перегрева при t

окружающей среды 30 С – около 30 минут. Уровень срабатывания защиты при отраженной мощности – не более 100 Вт.

(КСВ 2:1 при Рвых. 1кВт) Измерения проводились следующими приборами: (Векторный измеритель

мощности проходного типа LP-100A c головкой на 144 МГц, эквивалент нагрузки TWL-1500, измерительный комплекс SignalHound SA-44B и TG-44A и цифровой мультиметр Fluke-289.

Трудозатраты на монтаж и настройку УМ

Время ожидания появления заказа из США (Почта России….. Без комментариев…) и изготовления корпуса на производстве – не учитывается.

Сборка плат (пайка SMD компонентов и т.д.) и проверка работоспособности – 10 часов.

Монтаж и комплексная сборка усилителя в корпусе – 5 часов.

Поэтапная настройка всех узлов – 5 часов. Комплексная проверка – 5 часов. Все! В общем и целом за 25 часов работы

усилитель был полностью готов.

Усилитель мощности на 1296 МГц для ЕМЕ

Требования к системе на 1296 Общая идея – КВ SDR Трансивер и Трансвертерная

приставка. 2 комплекта антенн – Тропо и ЕМЕ, 2 ВЧ тракта, 2 УМ. Повышенные требования к кабелям и разъемам, ко

всему СВЧ тракту. Необходимость размещения УМ в максимальной

близости к антенне. Устойчивость к погодным условиям Требования ТБ Ремонтопригодность и надежность Минимально необходимые масса и габариты. Система удаленного управления и контроля

параметров.

Выбор дизайна системы.

Общий Трансвертер на 1296 МГц с ПЧ 28 МГц Раздельные тракты RX и TX - ,более простая

коммутация, меньше потерь, выше надежность. Необходимость дополнительного усиления для

компенсации потерь в длинном кабеле. TX и RX.

Максимально простые блоки УМ – чем проще, тем надежнее.

Отказ от ламповой техники – высокие напряжения и повышенная опасность. Только полупроводники!

Блок-схема системы на 1296

Усилитель мощности на 1296 МГц

Решение Наборы от W6PQL – кирпичики новой конструкции.

Подход такой же, как и для 144 МГц. Проверено и надежно – уже есть опыт. Модульная конструкция – модуль трансвертера и

предусилителя (в шеке) и модули УМ (непосредственно у антенн).

Уровни мощности – до 200 Вт для Тропо системы, и до 700 Вт для ЕМЕ.

LDMOS транзистор XRF286 – универсальное решение. Платы модулей УМ (паллеты) от W6PQL. Сумматоры /

делители мощности – тоже от него. Все остальное – от родного Китайского производителя, и

да здравствует eBay!

Передняя панель модуля управления

Задняя панель модуля управления

Вид на внутренний монтаж

Паллета УМ на 1296 МГц

УМ 1296 200 Вт для Тропо

4 Паллеты УМ и предусилитель УМ 1296 МГц 700 Вт для ЕМЕ

Монтаж и настройка УМ

Как и в случае УМ на 144 МГц, монтаж плат и настройка паллет никаких проблем не вызвали.

Настройка паллет свелась к настройке подстроечных керамических конденсаторов до получения максимальной выходной мощности.

После объединения паллет через сумматоры мощности процесс несколько усложнился – потребовалось одновременно подстраивать все подстроечные конденсаторы. Эта процедура оказалась достаточно тонкая и длинная, и она заняла у меня практически целый день.

Параметры УМ 1296 МГц 700 Вт (по результатам измерений)

Выходная мощность – более 650 Вт на 50 Ом согласованной нагрузке. Максимальная мощность раскачки – 1 Вт (с предусилителем). Максимальный потребляемый ток от ИП – 50 А при напряжении питания

28 В. Расчетный КПД усилителя – 46% Подавление 2 и 3 гармоник при полной выходной мощности за ФНЧ – не

хуже 50 dB Время работы на передачу при полной мощности до перегрева при t

окружающей среды 21 С – не ограничено. Время работы на передачу при полной мощности до перегрева при t

окружающей среды 30 С – около 25 минут. Уровень срабатывания защиты при отраженной мощности – не более 60

Вт. (КСВ 2:1 при Рвых. 600 Вт) Измерения проводились следующими приборами: (Измеритель мощности

проходного типа Bird-43 c головкой на 1000 МГц 1000 Вт, эквивалент нагрузки TWL-1500, измерительный комплекс SignalHound SA-44B и TG-44A и цифровой мультиметр Fluke-289.

Вопросы?

Спасибо!