ЭТО - персональный радиолюбительский
сайт RU6LS
( еx UA6LPQ , UW6LS )
г.ШАХТЫ.
Ростовской области. РОССИЯ.


1296 - Pa - Форум

[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Модератор форума: ru6ls, RU3DAZ, RU3DVI 
Форум » Радио. УМ. КВ.УКВ. RX-TX. » Радио УКВ. УМ-УКВ. TX-RX. » 1296 - Pa (Гс-34б)
1296 - Pa
ВАМПИРДата: Вторник, 12.03.2013, 02:41 | Сообщение # 1
ВАМПИР
Группа: ВАМПИР
Сообщений: 1148
Награды: 5
Репутация: 3
Статус: Offline
http://musson.ucoz.ua/publ/ra_1296_mgc_na_lampe_gs34b/2-1-0-51

Добавлено (12.03.2013, 02:41)
---------------------------------------------

Проблемой работы ламповых усилителей мощности в диапазоне 23 см является расстройка резонансной колебательной системы из
за изменения геометрических размеров электродов лампы при разогреве от
рассеиваемой на них мощности.  Настройка «холодного» и разогретого при
работе каскада УМ здорово отличается, соответственно и выходная мощность
тоже. Как выход – нужно применять эффективное охлаждение лампы каскада.
Самым эффективным считается водяное охлаждение, но оно не всегда
приемлемо. Поэтому, в данном случае, будем говорить о воздушном
охлаждении. Я решил попробовать отойти от традиционного метода, при
котором лампа каскада обдувается постоянно потоком воздуха, а применить
своего рода термостабилизацию. Суть сводится к тому, чтобы поддерживать
температуру анода лампы и по возможности всего резонатора каскада в
более-менее стабильном состоянии.  В области низких температур
термостабилизировать каскад не представляется возможным из-за
малоэффективности  воздушного обдува, поэтому термостабилизация
осуществляется в режиме оптимально работающего на передачу каскада. Для
этой цели были предприняты следующие меры: изготовлен новый анодный
радиатор с большой теплоемкостью и с игольчатой поверхностью для
охлаждения. Радиатор представляет собой медную плиту размером 100 х 100 и
толщиной 10 мм с ввинченными в нее на термопасте медными штырями
диаметром 3 мм. Радиатор помещен в кожух – воздуховод, изготовленный из
латуни. В торце кожуха имеется технологический лючок для  закручивания
гайки крепления к аноду. Радиатор обдувается довольно «шустрой»
турбиной. Вторая турбина с движком постоянного тока нагнетает воздух в
анодный резонатор, откуда он частично выходит в отверстия внизу
резонатора и частично проходит через катодный резонатор, охлаждая
нагреваемые накалом лампы элементы. В режиме «прием» турбина питается
пониженным напряжением, компенсирует разогрев от накала. Напряжение
накала лампы в режиме передачи уменьшается (регулируемо). При первом
включении усилителя мощности на передачу (при холодном радиаторе)
основная турбина не работает, пока температура радиатора не достигнет
определенного значения. Без обдува каскад выходит на свой рабочий
температурный режим довольно быстро, после чего включается турбина.
Терморезистор схемки автоматики находится непосредственно на радиаторе
лампы. Все элементы схемки  излучающего диода находятся под высоким
напряжением. Питается схема от отдельного выпрямителя, обмотка которого
намотана проводом с двойной изоляцией поверх всех обмоток
трансформатора, без его разборки. Анодный трансформатор применен от УИП.
За счет воздушного разрыва между излучающим и приемным диодами
происходит  развязка от высокого напряжения. Схема построена так, что
при низкой температуре радиатора диод излучает, а по достижении рабочей
температуры излучение прекращаются и приемная схема включает турбину. В
случае отказа какого-нибудь элемента схемы турбина включится
автоматически, на постоянно (только в режиме «передача», естественно). 
ВЧ блок усилителя выполнен по классической схеме одностороннего
резонатора 3/4 лямбды. Подобные конструкции многократно описаны на сайте
www.nd2x.net например и в других источниках, поэтому чертежи резонатора
нет смысла приводить, чтобы не повторяться. Конструктивно ВЧ блок
сделан легко съемным – для замены лампы, к примеру. Достаточно
отсоединить воздуховод обдува, два винтика крепящих провода на анодном
радиаторе,  разъединить разъем с цепями накала и индикации, открутить
четыре крепежных винта и изъять блок. Поскольку настройка каскада
является довольно кропотливым и обдуманным действием, ручки настройки
(по понятным причинам) на переднюю панель не выведены. В конструкции
усилителя предусмотрел измерение тока анода, тока сетки, индикации
выхода и отраженной волны по входу. Теперь о главном, чего все так ждут.
О выходной мощности. Большого чуда ждать не стоит, это не панацея
естественно, но по сравнению с просто «тупо обдувом» положительный
эффект имеется. Здесь многое зависит от тщательности настройки (кстати,
при настройке очень полезно подключить к терморезистору стрелочный
вольтметр). Я рассчитывал использовать этот усилитель с трансивером,
выдающим 10 Вт и получить стабильную мощность 100 – 150 Вт.
Это получилось легко и просто, стабильно, при любой погоде и состоянии
операторов. В ходе дальнейших экспериментов «по выжиманию» стабильной
мощности у меня возникли некоторые проблемы из-за драйвера, который сам
имеет нестабильную характеристику. По крайней мере, отметка 250 Вт была
успешно преодолена. Дальше уже вмешался фактор нестабильности драйвера.
Прикрепления: 6979975.jpg(23Kb)
 
ВАМПИРДата: Вторник, 12.03.2013, 02:43 | Сообщение # 2
ВАМПИР
Группа: ВАМПИР
Сообщений: 1148
Награды: 5
Репутация: 3
Статус: Offline


Прикрепления: 8822200.jpg(29Kb) · 4978935.jpg(21Kb)
 
ВАМПИРДата: Воскресенье, 17.11.2013, 02:07 | Сообщение # 3
ВАМПИР
Группа: ВАМПИР
Сообщений: 1148
Награды: 5
Репутация: 3
Статус: Offline
Прикрепления: 9893092.jpg(36Kb)
 
ВАМПИРДата: Четверг, 21.04.2016, 14:07 | Сообщение # 4
ВАМПИР
Группа: ВАМПИР
Сообщений: 1148
Награды: 5
Репутация: 3
Статус: Offline
«No tune» МШУ для диапазона 23 см.

http://www.vhfdx.ru/apparat....3cm_lna

Автор Александр Скуридин, RW3AZ   Вторник, 20 Май 2008Схема данного малошумящего усилителя. разработана с помощью программы «Microwave оffice».    В усилителе используется арсенид-галиевый Е-РНЕМТ транзистор ATF55153.  Этому транзистору не требуется отдельного отрицательного источника смещения, он работает на положительном смещении подобно тому, как работают биполярные транзисторы.  По окончанию этапа компьютерного моделирования был изготовлен опытный образец, который и представлен на ваш суд


Схема МШУ

Как видно из схемы, цепи широкополосного согласования, состоящие из L1/L2/C1/C2 и L5/C5/C4, обеспечивают соответствующее согласование по уровню шума, коэффициенту усиления, S11 и S22. Такая структура так же  обеспечивает снижение коэффициента усиления на низких частотах.
Для упрощения схемы усилителя применено пассивное смещение, выполненное  при помощи  делителя напряжения, состоящего из R2 и R5. Напряжение на делитель подаётся из цепи стока, резистор R1 добавлен для того, чтобы ограничить ток затвора транзистора. Резистор R3  обеспечивает устойчивость усилителя во всём диапазоне частот. Не следует  увлекаться  слишком большими номиналами этого резистора, т.к. при его увеличении уменьшается коэффициент  усиления, и коэффициент шума любого МШУ.
Микрополосковые линии Z1/Z2  на входе и выходе усилителя 50-ти омные.  Линии  L3/L4 включённые в оба вывода истока транзистора обеспечивают устойчивость усилителя на высоких частотах в районе 8-12 Ггц.  Микросхема МС1  - стабилизатор питающего напряжения +5 вольт.



Топология  печатной платы

Печатная плата выполнена из фольгированного  материала ФАФ-4Д,
толщиной  1.4 мм и толщиной медной фольги 0.05 мм, с диэлектрической проницаемостью  2.52.  Рисунок печатной платы выполнен в программе  «SprintLayout».   Файл рисунка можно скачать по ссылке .
Плата изготовлена в домашних условиях с помощью «утюжно-лазерной технологии». Корпус изготовлен из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. Сквозные переходы выполнены проволокой диаметром 0.3 мм. Отверстия для переходов рассверлены сверлом  0.4 мм.

В усилителе  применены SMD компоненты следующих  номиналов и типов:
С1 - 3 пф
C2,C6,C8 - 2 нф
C3 - 0.91 пф
C4 - 7.5 пф
C5 - 3.3 пф
C7, C9 – 1мкф x 50 в (танталовый)
С10 - 3.3 нф  (проходной)
L1 - 8.2 нГ
L2 – 10 нГ
L5 - 15 нГ
L6 - 1 мкГ
R1 - 10 ком
R2 - 1.2 ком
R3 - 24 ом
R4 - 4.7 ком
R5 – 68  ом

Линии Z1,Z2  и индуктивности L3,L4 выполнены печатным cпособом.
Все  резисторы типоразмера 0805 с допуском +/- 5%.
Все керамические конденсаторы типоразмера  0805 фирмы «Murata».
С1,С3,С4,С5 группы NP0  с допуском  +/- 0.25% или +/- 0.5%.
Конденсаторы С2,С6,С8 группы Р33 или N33 с допуском +/- 5%
Конденсаторы С7,С9 типоразмера 1206.
Все индуктивности (кроме L6) типоразмера 0805 или 0603 с допуском
+/- 2% или  +/- 5%   фирмы «Murata».
Индуктивность L6 типоразмера 1206 или больше. Она установлена с противоположной стороны платы на небольших контактных площадках
вырезанных ножом и соединена с входом микросхемы МС1 сквозным переходом.
Микросхема стабилизатора 78М05 или 78L05.
Транзистор ATF55143.



На фотографии , опытный  образец  усилителя.При первом включении усилителя оказалось, что он работает и работает отлично,  и даже не хочет возбуждаться с открытым входом.!!! Сравнение с усилителем на транзисторе ATF10136, имеющим коэфф. шума 0,45 dB,  показало,  что у нового усилителя этот параметр значительно лучше!
Да и усиление  больше, чем у старого усилителя больше, чем на 3 dB.
Никакой настройки не проводилось, так как настраивать и крутить нечего!
Для расчёта усилителя были использованы “S” параметры транзистора для режима  3в, 30 мa. Проверка режима по постоянному току показала, что ток через транзистор - 27 ма,  при напряжении сток-исток  - 2.8 вольта.В заключении, несколько советов, для тех кто будет повторять этот МШУ.
Оптимальная толщина фольгированного материала для этого усилителя
0.5 – 0.8 мм. Дело в том, что длина сквозного перехода, т.н. «VIA»
при более толстом материале, сводит на нет размеры линии в истоке. Линии
таких маленьких размеров, да ещё с проволочными сквозным переходом
трудно выполнить в домашних условиях  и потом напаять на эти площадки
миниатюрный транзистор..
Импортный материал FR4, толщиной 0.79 мм вполне подойдёт. Единственное, что Вам потребуется, пересчитать линии на входе и выходе МШУ  в программ  «АРР САD». Конечно,  фольгированный фторопласт предпочтителен по своим диэлектрическим параметрам.
Российский материал FR1 применять не советую. У него и диэлектрическая проницаемость больше, 5.2 против 4.7 у FR4. О тангенсе угла потерь  материала FR1 можно сказать так – ну очень большие потери!
Маленькие контактные площадки отстают от подложки после нескольких  касаний  20-ти ваттным паяльником.
При изготовлении  платы следует, как можно аккуратнее выполнить истоковые линии у транзисторов, заземляющие площадки для С2,С3 и С4, а так же входную и выходную 50-ти омные линии.

Как уже было написано,  правильно и без ошибок собранный усилитель  практически не требует никакой настройки. Конечно перед включением питания надо внимательно просмотреть и прозвонить монтаж на предмет отсутствия коротких замыканий под SMD элементами. Желательно пользоваться паяльником с керамическим нагревателем.
Перед  подачей напряжения  на транзистор, проверьте выходное напряжение стабилизатора без запайки резистора R5.  Если всё нормально, то впаяйте этот резистор. Подключите выход МШУ к приёмнику, вход усилителя можно оставить не нагруженным. Так больше шанцев обнаружить возбуждение усилителя. При подаче  питания на транзистор, Вы должны услышать увеличение уровня шумов приёмника..

Режимы транзистора должны быть такими:
напряжение сток-исток   3 +/- 0.2 вольта;
напряжение затвора    0.6 +/- 0.05 вольта.

Ток  через транзистор можно подстроить изменением в небольших пределах номинала резистора R2.  Касания щупом прибора элементов схемы не должны сопровождаться резким увеличением уровня шумов в динамике приёмника.
В противном случае, это говорит о том, что Вы сделали что-то не так, и  Ваш усилитель возбуждается. Если у Вас напряжение смещения, замеренное на различных концах индуктивности L2, отличается на десятые доли вольта да ещё и меняет знак, а замеры падения напряжения на резисторе R5 имеют различные значения по величине, то это тоже  говорит о возбуждении усилителя.
Ещё раз повторюсь, что при установке деталей согласно перечню элементов, усилитель не должен возбуждаться! Мною воплощено в железо два таких усилителя, и оба запускались без проблем.


Графики параметров МШУ, полученные в процессе
компьютерного моделирования.Посмотрев на графики параметров  S1,1  и S2.2 можно увидеть, что значение
параметра S1,1 имеет значение – 5.4887 dB, что соответствует КСВ по входу
3.27:1.  На это не стоит обращать внимание, т.к. хороший КСВ по входу и хорошие шумовые параметры  - несовместимые вещи. Вот почему многие не могут получить хороших шумовых параметров, предварительно настроив вход МШУ на  КСВ 1.1:1 на «панораме».  Но здесь есть один нюанс. При измерениях коэффициента шума на измерителе стоимостью 50 т. долларов
может появиться  ошибка из-за большого  КСВ по входу.  Попутно возникает вопрос, зачем нужны такие дорогостоящие измерители?

КСВ по выходу очень хороший. Я включал два усилителя один за другим через кабельный адаптер. Всё прекрасно работало без возбуждений.

Динамические параметры на приборах не измерялись, но я провёл следующие испытания. Направив антенну с усилением 15 dB на базовую GSM
станцию с подключённым МШУ, я не заметил появления новых сигналов  в диапазоне 1240-1300 мГц на трансивере FT-736R. Базовая станция расположена в 50  метрах от моего балкона, где была установлена антенна.

Как видно из графика «K factor», усилитель абсолютно стабилен вплоть до
14 Ггц.  Кривая графика больше «единицы» во всём диапазоне частот и имеется  запас по стабильности.

Ниже  приведена таблица измеренных  значений коэффициента шума и коэффициента  усиления  опытного образца усилителя.

Резкие броски измеренного коэффициента шума, могли быть по той причине, о которой я писал выше.В заключении, выражаю огромную признательность и благодарность за оказанную помощь Дмитрию RA3AQ, Игорю UN9GW, Василию RA4SBC/3 и Василию, aka “vaseeb”.
Желаю всем успехов в МШУ-строении!!!Александр Скуридин, RW3AZ.
 
Форум » Радио. УМ. КВ.УКВ. RX-TX. » Радио УКВ. УМ-УКВ. TX-RX. » 1296 - Pa (Гс-34б)
Страница 1 из 11
Поиск: