تصميم ل40W النطاق العريض VHF RF السلطة مكبر للصوت FM البث

المُقدّمة

ما هذا التصميم هو لل

لتعزيز طاقة الخرج لمثيرات نطاق البث FM منخفضة الطاقة ، يتوفر عدد منها تجاريًا ، سواء كمجموعات أو جاهزة. نرى كيف يكون محطة راديو المجتمع لروابط لمراجعات من بعض exciters أكثر شعبية.

من هو هذا التصميم ل؟

• أولئك الذين هم على دراية الالكترونيات الترددات اللاسلكية والتقنيات الإنشائية الميكانيكية
• أولئك الذين نجحوا بالفعل في بناء واختبار مكبرات الصوت VHF (> 10W)

للإشارة، انظر مقدمة الجماعة راديو محطة للإلكترونيات

سيطلب من معدات الاختبار التالية لضبط مكبر للصوت:

• Stabilised الحالي امدادات الطاقة المحدودة (+ 28V، 3A)
• متعدد، مع 3A أو مجموعة أكبر الحالي
• 50W VHF تحميل وهمية
• RF السلطة متر
• FM المثير، مع تقريبا. 26 - 27 ديسيبل انتاج الطاقة
• RF محلل الطيف
• RF محلل شبكة أو محلل الطيف مع تتبع مولد
• RF الطاقة المخفف

هذا التصميم هو لا مناسبة للمبتدئين والمبتدئين VHF RF. يواجه هؤلاء الأشخاص المخاطر التالية:

• الحروق الحرارية وRF
• القتل بالكهرباء
• تدمير مكونات الترددات اللاسلكية مكلفة ومعدات الاختبار
• إشعاع الترددات اللاسلكية زائفة غير المرغوب فيها، مما أدى إلى تدخل للمستخدمين الآخرين من الطيف الكهرومغناطيسي، وبالتالي يخاطرون زيارة من الدولة، وما يترتب على ذلك من مخاطر مصادرة المعدات، والغرامات، وربما السجن.
• هناك قدر كبير من التوتر والإحباط.

لماذا هذا التصميم هو ضروري

أعتقد أن جودة الغالبية العظمى من المخططات والتصميمات لمعدات البث FM المتاحة على الإنترنت بعيدة عن أن تكون مرضية. انظر بلدي المشورة بشأن بناء من خطط على شبكة الإنترنت. على وجه الخصوص ، المعلومات المتاحة عن مضخمات الطاقة VHF RF أكثر يأسًا ، على سبيل المثال التصميمات التي تستخدم ديناصورات من الأجهزة مثل TP9380. يعتمد هذا التصميم على جهاز MOSFET جديد ، مع المزايا المصاحبة لـ

• مكاسب عالية
• كفاءة عالية
• سهولة ضبط

نظرًا لأن معظم التصميمات على الويب يزيد عمرها عن 10 سنوات ، فإن استخدام جهاز تم تقديمه مؤخرًا يجب أن يزيد من العمر الإنتاجي للتصميم. أستخدم أيضًا هذا التصميم كوسيلة لإثبات مقدار المعلومات المطلوبة لطرف ثالث غير مجهز بمهارات قراءة العقل لبناء هذا مكبر الصوت بنجاح. النقطة المهمة هي: إذا كان الشخص ماهرًا وذو خبرة كافية لبناء شيء ما من معلومات تصميم هزيلة ، على سبيل المثال مجرد تخطيطي ، فإنهم قادرون على بنائه من أي معلومات على الإطلاق. على العكس من ذلك ، فإن الشخص الذي ليس في مستوى المهارة والخبرة هذا سيحتاج إلى تعليمات مفصلة للنجاح.

---

التصميم الداخلي

ويستند تصميم مكبر للصوت أدخلت مؤخرا على (1998) موتورولا MRF171A MOSFET (ورقة بيانات MRF171A in PDF شكل).لا تخلط بين هذا مع كبار السن، والآن توقف عن العمل، جهاز MRF171.  يناير 2002 - موتورولا التغييرات الخاصة بهم RF قوة حافظة منتجات الجهاز أكثر oftern من بعض الناس تغيير سفلي بهم. يبدو أن موتورولا قد أفرغت هذا الجهاز إلى M / A-COM.

الكمبيوتر المحاكاة

تم تنفيذ الجدوى الأولية باستخدام حزمة محاكاة الترددات الراديوية والموجات الدقيقة الخطية ، وتحديداً Supercompact. كان الإصدار المستخدم 6.0 ، والذي أعتبره بصراحة برنامجًا فقيرًا للفقراء ولا أوصي به على الإطلاق. بالنسبة لهذا الجهاز ، توفر Motorola معلمات S ومعاوقة كبيرة أحادية الطرف للإشارة. تقاس المعلمات S عند تيار تصريف هادئ 0.5 أمبير ، والذي يمثل خطوة إلى الأمام في توصيف الجهاز ، حيث تميل المعلمات S عادةً إلى القياس عند تيارات استنزاف منخفضة جدًا. في حين أن هذا يعد مرضيًا لأجهزة الإشارة الصغيرة ، فإن استخدام معلمات S المقاسة عند تيارات التصريف الصغيرة محدود لتصميم مضخم الطاقة. 

في حين أن معلومات معلمة S المقاسة عند 0.5 A كان من الممكن أن توفر نقطة انطلاق مفيدة للتصميم ، فقد اخترت أن تبني التصميم على ممانعات الإشارة الكبيرة أحادية الطرف. يتم قياسها من قبل الشركة المصنعة للجهاز من خلال ضبط الجهاز للحصول على أفضل أداء في كل تردد اختبار في تركيبات اختبار عامة. ثم يتم إزالة جهاز الاختبار ، ويتم استخدام محلل شبكة المتجهات لقياس الممانعة المعقدة بالنظر إلى الشبكة المطابقة ، في حين يتم إنهاء هذه بـ 50 R. يتم تنفيذ هذا الإجراء لشبكات مطابقة الإدخال والإخراج. تتمثل ميزة بيانات مقاومة الإشارة الكبيرة في أنه يمكن قياسها بقوة الخرج الفعلية التي صمم الجهاز لتوليدها ، وبالتالي فهي أكثر تمثيلاً في سيناريو مكبر الطاقة. لاحظ أن الممانعات المفردة الكبيرة توفر معلومات فقط لتمكين شبكة مطابقة المدخلات والمخرجات ليتم تصنيعها ، ولا تقدم أي معلومات حول الكسب المحتمل أو الكفاءة أو أداء الضوضاء (إذا كان ذلك مناسبًا) أو استقرار مكبر الصوت الناتج.

هذا هو ملف يستخدم لتخليق شبكة المدخلات.

* mrf171i1.ckt؛ اسم الملف

* كتلة تعريف متغير ، القيمة الأولى هي الحد الأدنى للقيمة المسموح بها ، * الثالثة هي القيمة القصوى المسموح بها ، الوسط متغير

C1:؟ 1PF 30.2596PF 120PF؟ C2:؟ 1PF 21.8507PF 120PF؟ L1:؟ 1NH 72.7228NH 80NH؟ C3:؟ 1PF 179.765PF 180PF؟ L2:؟ 1NH 30.4466NH 80NH؟ BLK ؛ غطاء قائمة الشبكة للدائرة 1 2 c = c1 cap 2 0 c = c2 ind 2 3 l = l1 cap 3 0 c = c3 ind 3 9 l = l2 res 9 0 r = 33 ؛ بوابة تحيز تغذية المقاوم واحد 9 mrf171ip ؛ مرجع إلى بيانات منفذ واحد IPNET: 1POR 1 ؛ إنشاء شبكة جديدة ذات منفذ واحد END FREQ STEP 1MHZ 1MHZ 88MHZ END OPT

* بيان التحكم في التحسين ، يخبر المحاكي بالتحسين بين * 88 و 108 ميجا هرتز ، ولتحقيق خسارة في إرجاع المدخلات أفضل من * -24 ديسيبل

   IPNET R1 = 50 F = 88 ميجا هرتز 108 ميجا هرتز MS11 -24DB LT

بيانات النهاية

* تحديد شبكة منفذ واحد تسمى mrf171ip ، مع الإشارة إلى الممانعات المعقدة المكافئة لسلسلة الإشارات الكبيرة *. هذه البيانات متاحة في 4 * نقاط تردد

* تحديد معلومات معلمة Z ، تنسيق حقيقي وخيالي ، * مقاومة الإشارة هي 1 أوم

   mrf171ip: Z RI RREF = 1 * MRF171A Z SOURCE 30 ميجا هرتز 12.8 -3.6 100 ميجا هرتز 3.1 -11.6 150 ميجا هرتز 2.0 -6.5 200 ميجا هرتز 2.2 -6.0 النهاية

بالطبع ، لا يوفر استخدام جهاز محاكاة أي مساعدة في اختيار طوبولوجيا الدائرة ، ولا قيم البداية لمكونات الشبكة. هذه المعلومات تأتي من تجربة التصميم. تم تقييد جميع قيم التحسين بحد أقصى وأدنى لإبقاء الشبكة الناتجة قابلة للتحقيق.

في البداية ، تمت تجربة شبكة مطابقة ثلاثية الأقطاب ، ولم يكن ذلك قادرًا على توفير تطابق واسع النطاق بما فيه الكفاية عبر 3 ميجا هرتز. يسمح استخدام دائرة ذات 20 أقطاب بتحقيق هدف التحسين. لاحظ أن انحياز البوابة 5R مدرج في المحاكاة ، حيث يساعد ذلك في تحديد شبكة الإدخال ، ويحسن الاستقرار في مكبر الصوت النهائي.

تم تنفيذ إجراء مماثل لشبكة الإخراج. في هذه المحاكاة ، تم تضمين تغذية الصرف في المحاكاة. على الرغم من أنه ظاهريًا ، فإن قيمة هذا الخانق ليست حرجة ، إذا كان يمكن تكوين ثبات كبير جدًا ، إذا أصبح صغيرًا جدًا ، يصبح جزءًا من شبكة مطابقة الإخراج ، والتي كان يُعتقد في هذه الحالة أنها غير مرغوب فيها .

خيارات مكون

نظرًا لأن طاقة الإدخال تبلغ نصف واط فقط ، فقد تم استخدام المكثفات والقواطع الخزفية القياسية في دائرة مطابقة الإدخال. L1 و L2 (راجع تخطيطي) أصغر كثيرًا ، ولكن تم الاحتفاظ بها كبيرة للتوافق مع المحاثات المستخدمة في شبكة الإخراج. في شبكة الإخراج ، تم استخدام مكثفات الميكا المعدنية المكسوة وقواطع ضغط الميكا للتعامل مع الطاقة والحفاظ على خسائر المكونات إلى الحد الأدنى. يوفر خانق النطاق العريض L3 بعض التفاعل الخاسر عند ترددات RF منخفضة ، بينما يعتني C8 بفصل AF (تردد الصوت).

إن استخدام وضع التعزيز N-channel MOSFET (الجهد الإيجابي يحيز الجهاز إلى التوصيل) يعني أن دائرة التحيز بسيطة. يقوم الحاجز المحتمل بإيقاف الجهد المطلوب من جهد منخفض مستقر بواسطة صمام زينر 5.6 فولت. تم تجهيز زينر 5.6 فولت الثاني ، D2 ، كإجراء احترازي لضمان عدم تطبيق الجهد الزائد على بوابة FET ، وهذا سيؤدي بالتأكيد إلى تدمير الجهاز. من شأن الأصوليين أن يثبتوا تيار التحيز في درجة الحرارة ، ولكن نظرًا لأن التحيز ليس حرجًا في هذا التطبيق ، لم يتم إزعاج ذلك.

تم استخدام مقبس BNC لإدخال التردد اللاسلكي ، نظرًا لانخفاض طاقة إدخال التردد اللاسلكي. لقد استخدمت النوع N لإخراج التردد اللاسلكي ، ولا أستخدم BNC لما فوق 5 وات ولا أحب موصلات نمط UHF. أنا شخصياً لا أوصي باستخدام موصلات UHF فوق 30 ميجا هرتز.

---

التصميم

تم تصنيع مكبر الصوت في صندوق دييكاست صغير من الألومنيوم. يتم إجراء توصيلات الإدخال والإخراج RF بواسطة مآخذ محورية. يتم توجيه مصدر الطاقة من خلال مكثف تغذية سيراميك مثبت بمسامير في جدار الصندوق. ينتج عن هذه التقنيات الإنشائية حماية ممتازة ، مما يمنع إشعاع التردد اللاسلكي من مكبر الصوت. بدونها ، يمكن أن تشع كميات كبيرة من إشعاع التردد الراديوي ، وتتداخل مع الدوائر الحساسة الأخرى مثل VCOs والمراحل الصوتية ، كما يمكن أن تحدث كميات كبيرة من الإشعاع التوافقي. 

يتم وضع قاعدة جهاز الطاقة من خلال فتحة في أرضية صندوق المصبوب ويتم تثبيتها مباشرة على مبدد حراري صغير مصنوع من الألومنيوم المبثوق. البديل سيكون له قاعدة جهاز الطاقة الموجودة على أرضية صندوق دييكاست. لا ينصح بهذا لسببين ، كلاهما يتعلق بتوفير مسار فعال لتوصيل الحرارة من FET. أولاً ، أرضية صندوق الدييكاست ليست ناعمة بشكل خاص ، مما يؤدي إلى مسار حراري ضعيف. ثانيًا ، وجود أرضية صندوق دييكاست في المسار الحراري يقدم واجهات ميكانيكية أكثر وبالتالي مقاومة حرارية أكثر. ميزة أخرى لتقنية البناء المختارة هي أنها تحاذي بشكل صحيح خيوط الجهاز مع الوجه العلوي للوحة الدائرة.

سيتطلب استخدام المبدد الحراري المحدد استخدام تبريد الهواء القسري (مروحة). إذا كنت تخطط لعدم استخدام مروحة ، فستكون هناك حاجة إلى غرفة تبريد أكبر بكثير ، ويجب تركيب مكبر الصوت مع زعانف المبدد الحراري الرأسية لزيادة التبريد عن طريق الحمل الحراري الطبيعي.

تتكون لوحة الدائرة من قطعة من مادة PCB الزجاجية (لوحة دوائر مطبوعة) مغطاة بـ 1 أوقية من النحاس (النحاس) على كل جانب. لقد استخدمت Wainwright لتشكيل عقد الدائرة - وهي في الأساس أجزاء ذاتية اللصق من مادة ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات جانب واحد معلب ، مقطعة إلى الحجم بزوج ضخم من القواطع الجانبية. البديل السهل هو استخدام قطع من مادة ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات وجه واحد بسمك 1.6 مم ، مقطعة إلى الحجم ثم معلبة. يتم لصقها على المستوى الأرضي باستخدام مادة لاصقة من نوع cyanoacrylate (مثل الغراء الفائق أو Tak-pak  FEC 537-044). ينتج عن طريقة البناء هذه أن يكون الجانب العلوي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور مستوى أرضي ممتاز. الاستثناء الوحيد لهذا هو وسادتان لبوابة وتصريف FET. تم إنشاء هذه عن طريق تسجيل الطبقة العليا من النحاس بعناية بمشرط حاد ، ثم إزالة شظايا النحاس بمساعدة طرف حديد لحام ذي نقطة رفيعة والمشرط. يؤدي تشغيل طرف الحديد على طول القطعة المعزولة من النحاس إلى فك الصمغ بما يكفي لتقشير النحاس بالمشرط. تكون لوحة البوابة التي تم إنشاؤها على هذا النحو مرئية بوضوح في صورة من النموذج الأولي

بعد أن صنعت الفتحة في PCB لقاعدة جهاز الطاقة للجلوس من خلالها ، قمت بلف الشريط النحاسي عبر الفتحة للانضمام إلى الطائرات الأرضية العلوية والسفلية. تم إجراء ذلك في مكانين ، أسفل علامات تبويب المصدر. ثم تم لحام الشريط النحاسي من أعلى وأسفل.

يرى صورة للوظائف المقترحة للمكونات. الشاشة العمودية الموجودة على يمين العلبة عبارة عن قطعة من مادة ثنائي الفينيل متعدد الكلور مزدوجة الجوانب ، ملحومة على مستوى سطح الأرض العلوي على كلا الجانبين. هذه محاولة لتحسين الرفض التوافقي النهائي ، عن طريق تقليل الاقتران بين المحرِّضات التي تشكل تطابق الخرج والمحثات المكونة لـ LPF. للقيام بهذا النوع من مهام اللحام ، ستكون هناك حاجة إلى مكواة لحام بقوة 60 وات أو أكبر - ويفضل أن تكون درجة حرارة يتم التحكم فيها. ستكون هذه المكواة أعلى من الجزء العلوي بالنسبة للمكونات الأصغر ، لذا ستكون هناك حاجة إلى مكواة أصغر أيضًا.

كما هو مذكور أدناه، وملحوم المحاثات دبا مباشرة إلى علامات التبويب من المكثفات معادن عادية مكسوة بقشرة.

اقترح الخام وجاهزة الداخلي البناء

1. قطع قطعة من الوجهين مادة الكلور لوحة التحكم الرئيسية (تقريبا 100 X 85mm)
2. قم بإنشاء الفتحة لـ FET ، باستخدام مجموعة مختارة من التدريبات والملفات. استخدم FET كقالب ، إذا لزم الأمر ، ولكن لا تقم بتفجيره بالثابت. تأكد من أنك ستنتهي بالمصرف على الجانب الأيمن.
3. حفر ستة ثقوب في الكلور، وهذه هي لعقد PCB إلى مربع دييكاست
4. وضع الكلور في منطقة الجزاء، واستخدام الفتحات الموجودة في PCB للتنقيب عن طريق مربع
5. المسمار مؤقتا PCB إلى مربع
6. اعمل على تحديد المكان الذي سيذهب إليه المبدد الحراري ، أسفل الصندوق يجب أن ينتهي الأمر بالجهاز باتجاه مركز غرفة التبريد. إما أن تقوم بحفر المزيد من الثقوب في المجموعة بأكملها ، وإعادة استخدام بعض ثقوب PCB / box الموجودة وقم بتمديدها لأسفل من خلال غرفة التبريد. قم بربط المبدد الحراري مؤقتًا بمجموعة PCB / box. عندما تنظر إلى الجزء العلوي من الصندوق ، يجب أن ترى الآن قطعة مبدد حراري مكشوفة ، بنفس حجم قاعدة FET.
7. تلاعب نفسك بعض الحماية ثابت (إذا كنت قد حصلت على جهاز مهب up قديم أو جهاز ثنائي القطب في نفس الحزمة سوف لا يكون لديك لعناء مع هذا) وإسقاط الجهاز في فتحة في المجلس.
8. استخدام FET لتعطيك إعطاء المناصب مركز 'الثقوب في تصاعد
9. خذ كل شيء إلى أجزاء صغيرة مرة أخرى. اصنع فتحتين في غرفة التبريد من أجل FET
10. حفر ثقوب في طرفي مربع للموصلات الترددات اللاسلكية ومكثف feedthrough
11. قصدير ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، من الأعلى والأسفل ، بمكواة كبيرة. استخدم فقط ما يكفي من اللحام للحصول على لمسة نهائية ناعمة ولكن ليس كثيرًا لإنشاء مناطق مرتفعة من اللحام ، خاصة في الجزء السفلي ، لأن ذلك سيمنع PCB من الجلوس بشكل مسطح على أرضية الصندوق.
12. إنشاء الجزيرتين لبوابة FET وهجرة، كما هو مفصل في الفقرة أعلاه
13. شريط النحاس لحام بين وجوه العلوية والسفلية من الكلور تحت علامات التبويب حيث سيكون مصدر
14. إنشاء الجزر PCB، والقصدير عليها، والتمسك بها على الكلور باستخدام صورة كدليل
15. إنشاء وتناسب الشاشة بين مكبر للصوت والمناطق دبا
16. تناسب جميع مكونات PCB المتبقية، مع استثناء من FET
17. تناسب PCB إلى مربع وغرفة التبريد
18. تناسب والاتصال وموصلات الترددات اللاسلكية والتغذية من خلال مكثف
19. أخذ الاحتياطات المضادة للكهرباء الساكنة مرة أخرى ، قم بتطبيق أنحف فيلم مستمر ممكن من معجون نقل الحرارة على قاعدة FET. يمكن القيام بذلك بسهولة باستخدام عصا كوكتيل خشبية
20. ثني آخر 2 مم من كل من خيوط FET. هذا سيجعل إزالته أسهل بكثير ، إذا دعت الحاجة
21. برغي FET في غرفة التبريد. فضفاض جدًا وسوف يسخن الجهاز بشكل زائد ، ويكون ضيقًا جدًا وستقوم بتشويه حافة الجهاز ومرة ​​أخرى سوف ترتفع درجة حرارتها. إذا كان لديك مفك عزم الدوران ، فابحث عن عزم الدوران الموصى به واستخدمه. 
22. إذا كنت قد فهمت التعليمات بشكل صحيح ، فستكون علامات تبويب الجهاز أعلى جزئيًا من PCB Solder the FET بالحديد الكبير ، أولاً المصادر ، ثم الصرف ، وأخيراً البوابة. قد تضطر إلى فصل L4 و L5 أثناء تركيب FET ، لكن لا تقم بفصل R3 لأن هذا يوفر حماية ثابتة للجهاز.

تخطيطي

قائمة قطع غيار

ملاحظة

1. فارنيل الجزء أرقام هي للدليل فقط - يمكن أن تكون بديلا أجزاء أخرى مماثلة.
2. المكثفات معادن عادية مكسوة بقشرة إما سيمكو سلسلة MCM أو سلسلة Unelco J101 أو Underwood أو اركو MCJ-101 سلسلة المتاحة من، من بين أماكن أخرى، قطع RF.
3. MRF171A المتاحة من BFI (المملكة المتحدة)، ريتشاردسون or قطع RF (الولايات المتحدة)
4. اركو أو هي قادين سبراغ المتاحة من مفاهيم الاتصالات (الولايات المتحدة)
5. 18 SWG (قياس الأسلاك القياسية) هو قطرها حوالي 1.2mm
6. 22 SWG (قياس الأسلاك القياسية) هو قطرها حوالي 0.7mm
7. لجعل المحاثات - لف العدد المطلوب من الدورات حول سابقة ذات حجم مناسب ، استخدم مبدئيًا مسافة قطر سلك واحد بين كل دورة. ثم اسحب المنعطفات للحصول على الطول المطلوب في جدول قائمة الأجزاء. أخيرًا تحقق من القيمة باستخدام محلل الشبكة واضبط وفقًا لذلك.
8. واستثناء من القاعدة تباعد أعلاه هو L4، وهو الجرح وثيق.
9. احباط النحاس هو متاح من المحلات الحرفية (التي تستخدم في صنع الزجاج الملون)
10. A / R = كما هو مطلوب

صورة من مكبر للصوت النموذج

ملاحظة اتجاه FET. الرصاص مع الشرطة المائلة هو استنزاف، وإلى اليمين

---

ممر منخفض فلتر اختبار

يجب أن يتبع أي مكبر للصوت قوة الترددات اللاسلكية من قبل مرشح تمرير منخفض (دبا) للحد من التوافقيات إلى مستوى مقبول. ما هو هذا المستوى في تطبيق غير مرخص هو نقطة خلافية ، ولكن مع زيادة طاقة الإخراج ، يجب إيلاء المزيد من الاهتمام للقمع التوافقي. على سبيل المثال ، التوافقي الثالث من -3dBc على وحدة 30W هو 1uW ، والذي من غير المحتمل أن يسبب أي إزعاج ، بينما ينتج عن إخماد التوافقي الثالث -1dBc على خرج 30KW 3W من الطاقة عند التوافقي الثالث والذي من المحتمل أن يكون مشكلة. لذلك من أجل مطلق مستوى الإشعاع التوافقي في المثال الثاني أن يكون نفس الأولى، ونحن الآن بحاجة إلى قمع التوافقية الثالثة 60dBc.

في هذا التصميم ، اتخذت قرارًا بتنفيذ مرشح تمرير منخفض من 7 أعمدة Chebyshev. تم اختيار Chebyshev لأن تموج الطور والسعة داخل نطاق المرور لم يكن حرجًا ، ويعطي Chebyshev توهينًا أفضل لفرقة التوقف مقارنةً بالقول ، بتروورث. تم اختيار نطاق توقف التصميم إلى 113 ميجاهرتز ، مما يمنح هامش تنفيذ يبلغ 5 ميجاهرتز من أعلى تردد نطاق تمرير مطلوب عند 108 ميجاهرتز وبداية نطاق الإيقاف عند 113 ميجاهرتز. كانت معلمة التصميم الحرجة التالية هي تموج نطاق المرور. بالنسبة لتصميم التردد الفردي ، من المعتاد اختيار تموج نطاق تمرير كبير ، على سبيل المثال 1 ديسيبل ، وضبط ذروة آخر حد أقصى لنطاق التمرير على تردد الإخراج المطلوب. وهذا يعطي أفضل توهين لنطاق الإيقاف لأن تموج نطاق التمرير الأكبر ينتج عنه توهين أسرع لنطاق الإيقاف. يحتوي المرشح ذي السبعة أقطاب على 7 عناصر تفاعلية ، في هذا التصميم أربعة مكثفات وثلاثة محاثات. كلما زاد عدد الأقطاب ، كان توهين نطاق التوقف أفضل على حساب التعقيد المتزايد والمزيد من فقدان إدخال نطاق التمرير. مطلوب عدد فردي من الأعمدة حيث تم تصميم كل من مقاومة المدخلات والمخرجات لتكون 50R.

نظرًا لأن هذا التصميم ذو نطاق عريض ، فإن هذا يقيد تموج نطاق المرور إلى مستوى بحيث لا تصبح خسارة إرجاع نطاق المرور مروعة. استخدام أداة تصميم مرشح البرامج التجريبية الممتازة Faisyn (متوفرة من FaiSyn RF تصميم البرمجيات الصفحة الرئيسية) يسمح بالتحقيق في هذه المقايضات بسهولة ، واستقرت على تموج نطاق المرور 0.02 ديسيبل. يحسب هذا البرنامج أيضًا قيم المرشح ، ويخرج قائمة الشبكة بتنسيق مناسب للإدخال في أكثر محاكيات الدوائر الخطية شيوعًا. مع 7 أقطاب ، كان الاختيار متاحًا لاستخدام 4 مكثفات و 3 محاثات أو 3 مكثفات و 4 محاثات. اخترت الأول ، على أساس أنه ينتج عنه عنصر واحد أقل للرياح. تم فحص قيم المكثف المعطاة من برنامج faisyn للتحقق من أنها كانت قريبة من القيمة المفضلة ، وهي كذلك. إذا وقعوا بين القيم المفضلة ، فستشمل الخيارات موازاة مكثفتين معًا ، مما يؤدي إلى زيادة عدد المكونات دون داعٍ ، أو التغيير والتبديل ببراعة في تردد نطاق التمرير وتموج نطاق التمرير للحصول على مجموعة من القيم المرغوبة أكثر.

لتنفيذ التصفية، قررت استخدام معيار حجم المعدن المكثفات يرتدون أدلى به أنيلكو أو سيمكو. تم تصنيع المحاثات من 18 سلك نحاسي معلب SWG (مقياس الأسلاك القياسي). من واقع خبرتي ، لا يمكن اكتساب الكثير من استخدام الأسلاك النحاسية المطلية بالفضة. تم تشكيل المحاثات حول مركز المعيار RS or فارنيل أداة التغيير والتبديل (FEC 145-507) - يبلغ قطرها 0.25 بوصة ، 6.35 ملم. خلاف ذلك ، استخدم لقمة الحفر ذات الحجم المناسب. تم لف المحاثين الخارجيين في اتجاه عقارب الساعة ، والداخلي كان يلف بعكس اتجاه عقارب الساعة. هذه محاولة لتقليل الاقتران الاستقرائي المتبادل بين المحرِّضات ، وهذا يميل إلى تدهور توهين النطاق الموقوف. لنفس السبب ، يتم ترتيب المحاثات عند 90 درجة لبعضها البعض ، بدلاً من ترتيبها كلها في خط مستقيم. يتم لحام المحاثات مباشرة إلى ألسنة المكثفات المعدنية المكسوة. هذا يبقي الخسائر إلى الحد الأدنى. يمكن لمرشح من هذا النوع تم إنشاؤه بعناية أن يعرض خسارة إدخال في نطاق المرور أفضل من 0.2 ديسيبل. فيما يلي نتائج الاختبار لوحدة النموذج الأولي.

بمعرفة القيم المطلوبة للمحثات ، قمت بعمل تخمين مستنير بناءً على الخبرة فيما يتعلق بعدد الدورات التي أحتاجها ، ثم استخدمت محلل شبكة RF تمت معايرته بشكل صحيح لقياس محاثة المحث الذي قمت بإنشائه. هذه هي الطريقة الأكثر دقة لتحديد قيمة المحاثات ذات القيمة الصغيرة ، حيث يمكن إجراء القياس عند تردد التشغيل الفعلي للمرشح. بعد قياس القيمة وضبط المحاثات وفقًا لذلك ، يجب أن تجد أنه عند إنشاء المرشح الكامل ، من المدهش أن القليل من الضبط ضروري لإنهاء ضبط المرشح.

أفضل طريقة لضبط هذا المرشح هي تقليل فقد إرجاع مدخلات نطاق المرور ، باستخدام محلل الشبكة. من خلال تقليل فقد إرجاع الإدخال ، ستقلل من فقدان إرسال نطاق المرور وتموج نطاق المرور. ال 20MHz فترة يوضح الرسم البياني أنني حققت خسارة عودة نطاق المرور بمقدار -18 ديسيبل. إذا لم يكن لديك محلل شبكة ، فستكون الأمور أكثر تعقيدًا. إذا كنت تقوم للتو بضبط تردد موضعي ، فقم بإعداد مصدر طاقة RF للقيادة إلى الفلتر عبر مقياس طاقة اتجاهي. يتم إنهاء المرشح بحمل 50R جيد. الآن راقب الطاقة المنعكسة القادمة من الفلتر وقم بضبط الفلتر لتقليل الطاقة المنعكسة. إذا كنت تريد أداء النطاق العريض ، فسيتعين عليك محاولة القيام بذلك على سبيل المثال ، ثلاثة ترددات ، أسفل النطاق ، ووسطه ، وأعلى منه. بدلاً من ذلك ، إذا تمكنت من قياس المحاثات جيدًا بما يكفي بوسائل أخرى ، فيمكنك فقط تجميع الفلتر وتركه عند هذا الحد ، دون مزيد من التعديل.

بعد ضبطه لتحقيق الحد الأدنى من فقدان عودة نطاق المرور ، يعتني توهين نطاق الإيقاف نفسه ، ولا يجب ضبطه لأنك ستفشل في فقد إدخال نطاق المرور. ال 200MHz فترة يوضح الرسم البياني أنني تمكنت من رفض 36dB عند التوافقي الثاني من 2 ميجا هرتز ، وهو أسوأ حالة. في اشارة الى 600MHz فترة رسم بياني يظهر التوافقي 3rd من 88MHz قمعها من قبل-55dB، والأوامر العليا بمبلغ أكبر من هذا.

اختبار مكبر للصوت

لقد استخدمت محلل شبكة HP 8714C لضبط هذا مكبر الصوت. بدون الوصول إلى محلل الشبكة ، يجب أن تكون مبدعًا للغاية لضبط أداء النطاق العريض. بعد ضبط LPF ، تكون المهمة التالية هي ضبط تحيز FET. افعل ذلك باستخدام محلل طيف متصل بالإخراج (عبر مبلغ مناسب من التوهين، 40dB على الأقل) لرصد التذبذبات الزائفة. قم بتوصيل حمولة 50R جيدة بالإدخال وقم بتوصيل PSU (وحدة إمداد الطاقة) المستقرة بحد حالي مضبوط على 200mA.

اضبط كل أدوات التشذيب على مركز نطاقها. مع تحديد أدوات التشذيب المصغرة المصنوعة من السيراميك ، عندما تتم محاذاة المعدن على شكل نصف قمر على اللوحة العلوية لأداة التشذيب تمامًا مع السطح المسطح على جسم أداة التشذيب ، تكون أداة التشذيب بأقصى سعة. تدوير 180 درجة من هنا للحد الأدنى من السعة. اضبط R1 على الحد الأدنى من الجهد (جرب قبل أن تلائم FET إذا كنت لا تعرف اتجاه هذا). قم بزيادة جهد الإمداد ببطء من 0 فولت إلى + 28 فولت. يجب أن يكون التيار المرسوم الوحيد هو الذي تم التقاطه بواسطة دائرة التحيز ، حوالي 14 مللي أمبير. الآن اضبط R1 لإضافة 100mA إلى هذا الرقم. يجب ألا تكون هناك خطوات مفاجئة في التيار مأخوذة من PSU. إذا كان هناك ، فمن شبه المؤكد أن مكبر الصوت يتأرجح.

إذا كان كل شيء على ما يرام ، فقم بإيقاف التشغيل. قم بمعايرة محلل الشبكة. على HP 8714C لهذا التطبيق ، أقوم بتطبيع S11 في دائرة مفتوحة وإجراء معايرة من خلال S21 مع 40 ديسيبل من التوهين في الخط. من الواضح أن المخففات المستخدمة يجب تصنيفها على الأقل 50 واط من الترددات اللاسلكية عند ترددات VHF.

الآن تصبح الحياة معقدة بعض الشيء. عادةً ما أوصي بالنظر في مجموعة مكبر الصوت و LPF ، ولكن نظرًا لأن نقطة انقطاع LPF هي 5 ميجاهرتز فقط فوق نطاق التمرير المطلوب لمكبر الصوت ، فإنه يجعل من المستحيل رؤية شكل استجابة مكبر الصوت إذا كان هذا يصل إلى 108 ميجاهرتز . لهذا السبب قمت بضبط مكبر الصوت الأولي مع تجاوز LPF ، مما سمح لي بتعيين محلل الشبكة على نطاق واسع بما يكفي لمعرفة مكان استجابة مكبر الصوت.

مع 0dBm من محرك الأقراص، القرص بعيدا للحصول على ما يقرب من 15dB الربح وأفضل من 10dB من فقدان العودة عبر 88 إلى 108 ميغاهيرتز (كسب إشارة صغيرة مؤامرة، دبوس = 0 ديسيبل). الآن قم برفع محرك الأقراص إلى مكبر الصوت ، وقم بالتراجع عن الحد الحالي بشكل مناسب. ستلاحظ أنه كلما قمت بزيادة محرك RF ، سيزداد الربح وسيتحسن فقدان إرجاع الإدخال. هذا السلوك هو نتيجة لتحيز FET بشكل خفيف نسبيًا. يمكنك تحيز المكسرات من FET ، وتحيزها عند 0.5A على سبيل المثال ، وهذا سيمنحك المزيد من المكاسب عند مستويات محرك أقل. للتطبيقات العادية أوصي باستخدام تحيز أقل. سيؤدي التحيز العالي عند مستويات الإخراج الصغيرة إلى تقليل كفاءة DC إلى RF.

ستحتاج الآن إلى تبريد مكبر الصوت ، إلا إذا كنت قد قمت بتزويده بمبدد حرارة هائل. باستخدام HP 8714C ، يمكنك الحصول على مصدر طاقة + 20 ديسيبل (هذا ما يظهر على الشاشة ، إنه في الواقع أقل من ذلك) (متوسطة مؤامرة كسب إشارة، دبوس = + 20 ديسيبل). باستخدام هذا المستوى من محرك الأقراص ، يمكنك الآن ضبط 18 إلى 20 ديسيبل من الربح وخسارة العائد بشكل أفضل من 15 ديسيبل. في هذه المرحلة ، قمت بإعادة توصيل LPF وتضييق نطاق محلل الشبكة إلى 20 ميجا هرتز متمركزًا على 98 ميجا هرتز. لا ينصح بالتأكيد بقيادة مكبر الصوت فوق 108 ميجا هرتز عند الطاقة في LPF. قبل أن تنجرف بعيدًا جدًا ، قم بالتبديل إلى CW (من الأفضل إطالة عملية المسح إلى عدة ثوانٍ على CW لتجنب الخلط من قبل محللي الاجتياح fly-back) وإلقاء نظرة على الإخراج على محلل الطيف. يجب أن يكون الإخراج نظيفًا مثل الثلج المدفوع ، تذكر أن تتحقق من الإخراج عند التردد الذي تثير فيه مكبر الصوت ، إذا لم يكن الأمر كذلك ، فستنظر إلى تذبذب مروع داخل النطاق.

من أجل ضبط تسطيح الطاقة النهائي ، لأنني تمكنت من الوصول إلى مختبر RF ذكي مع كل ما قد تحتاجه (معدات الاختبار الحكيمة ، على أي حال) استخدمت مضخم النطاق العريض ZHL-42W للدوائر الصغيرة لتعزيز إخراج محلل الشبكة لتمكين لضبط استجابة كسب مكبرات الصوت بشكل مسطح عند طاقة الإخراج الكاملة. تم أخذ مخطط الكسب النهائي عن طريق ضبط طاقة المصدر بشكل مناسب ، ثم إجراء معايرة من خلال مضخم Mini-Circuits ومخففات القدرة في الخط. سمح لي هذا بالتخطيط فقط لمكاسب مضخم الطاقة. ثم قمت بالتبديل إلى المسح البطيء واستخدمت مقياس طاقة RF معايرًا لقياس قدرة خرج التردد اللاسلكي بدقة. سمحت لي معرفة طاقة خرج التردد اللاسلكي والكسب بدقة بحساب طاقة الإدخال لمضخم الطاقة. توضح هذه المؤامرة أن كسب الطاقة عبارة عن ظل أقل من 20 ديسيبل وحوالي 0.3 ديسيبل مسطح عبر النطاق (كبير مؤامرة كسب إشارة، دبوس = + 26.8 ديسيبل). بالتزامن مع ضبط التسطيح ، يجب فحص الكفاءة. لقد تمكنت من إدارة ما لا يقل عن 60٪ عند 88 ميجاهرتز عند 40 واط خارجًا ، مما أدى إلى تحسين قوى الإخراج. أود أن أقول إن الكفاءة الجيدة أهم من التسطيح الجيد. من وجهة نظر المستمعين ، فإن الفرق بين خرج 35 واط و 45 واط لا يكاد يذكر ، ولكن تشغيل طاقة أقل بكفاءة جيدة يعني أن FET سوف يعمل بشكل أكثر برودة ، ويستمر لفترة أطول ويكون أكثر مرونة لظروف الأعطال مثل ارتفاع VSWR.

ما هي الطاقة الناتجة التي تختار تشغيلها في النهاية متروكة لك ، فإن MRF171A ستعمل بسعادة 45 وات على الأقل وربما أكثر من ذلك بكثير ، على الرغم من أنني لا أوصي بذلك. حوالي 40 إلى 45 واط كثير - انظر كيفية الحفاظ على النهائي RF جهاز الطاقة على قيد الحياة للمزيد من المعلومات.

مكبر للصوت النتائج

لا يمكن قياس التوافقيات عند إخراج مكبر الصوت وصولاً إلى ضوضاء أرضية تبلغ -70 ديسيبل. هذا أمر متوقع ، حيث أظهر تحقيق سريع التوافقيات الأولية لمكبر الصوت قبل LPF إلى حوالي -40 ديسيبل. لقد تم بالفعل إثبات أن المرشح يحتوي على الحد الأدنى من التثبيط التوافقي الثاني عند -2dBc. لم تكن هناك مخرجات زائفة مرئية.

لم يتم إجراء قياسات رسمية مع VSWRs الناتج السيئ. لقد قمت بتشغيل مكبر الصوت عن طريق الخطأ بكامل طاقته في دائرة مفتوحة لبضع ثوان ، ولم ينفجر. سيساعد استخدام PSU مع الحد الحالي المحدد بعناية في منع مكبر الصوت من فعل أي شيء غبي في ظل هذه الظروف.

---

تطبيق

وكمثال على ذلك من تطبيق لهذا مكبر للصوت واستخدمت البث مستودع 1W FM LCD PLL المثير لقيادة مكبر للصوت واسع النطاق 40 واط. لتجنب تعديل وحدة مستودع البث ، استخدمت وسادة مختبر 3dB BNC بين المثير ومضخم الطاقة ، لتوفير مستوى محرك الأقراص الصحيح لمكبر الصوت. تمت برمجة المثير لثلاثة ترددات مختلفة ، في كل تردد يتم قياس طاقة الخرج والاستهلاك الحالي ، مما يسمح بحساب كفاءة DC إلى RF.

امدادات الطاقة مكبر للصوت الجهد = 28V
المثير امدادات التيار الكهربائي = 14.0V، استهلاك المثير الحالي = 200 مللي أمبير تقريبا.

يشتمل محفز Broadcast Warehouse على مرفق إيقاف تشغيل RF خارج القفل ، يستخدم أثناء إعادة برمجة PLL بحيث لا يتم إنشاء RF حتى يتم استعادة قفل التردد. عندما كان إيقاف تشغيل RF في الإثارة نشطًا ، تم تقليل خرج مكبر الصوت بشكل مماثل - أي ظل مكبر الصوت مستقرًا.

---

وفي الختام

لقد أظهرت مكبر للصوت عريض النطاق ، والذي بمجرد ضبطه ، لا يتطلب أي تعديل إضافي لتغطية نطاق البث FM 87.5 إلى 108 ميجا هرتز. يستخدم التصميم أحدث الدوائر الكهروضوئية (MOSFET) التي توفر ما يقرب من 20 ديسيبل من الكسب بمرحلة واحدة ، وتتميز بكفاءة جيدة من DC إلى RF ، وعدد مكونات منخفض ، كما أنها سهلة البناء. يجب ألا تتجاوز تكلفة الأجزاء 50 جنيهًا إسترلينيًا ، وتكلفة FET المستخدمة في النموذج الأولي أقل من 25 جنيهًا إسترلينيًا

إذا تم استخدام هذا مكبر للصوت مع المثير النطاق العريض والجوي، والجمع مما يسمح للمستخدم للتبديل يحيل التردد في الإرادة مع عدم وجود تعديلات ضرورية على أي حال في سلسلة الإرسال.

مكبر للصوت يتطلب درجة عادلة من تجربة قوة الترددات اللاسلكية لتصل قيمتها، والوصول إلى المهنية معدات الاختبار RF

---

العمل في المستقبل

• بناء وحدات إضافية لتقييم التكرار
• تصميم الدوائر المطبوعة
• تحسين الاستقرار في ظل ظروف سيئة عدم تطابق المدخلات
• تقلل من عدد مكون متغير
• التحقيق متفاوتة التحيز FET الحالية لتعديل مكسب مكبر للصوت

 

---

ساهمت

التي تساهم بها إلكترونيات فريدة من نوعها (وودي وAlpy)
"هذا هو PCB لـ MRF171A ، 45 واط mosfet ، على صفحتك.
الملف بصيغة bmp. استخدم فيلم ليزر وطابعة ليزر ، وستتم الطباعة بالحجم المناسب ".

MRF171A_1_colour.bmp (14 KB)

لدينا غيرها من المنتجات:

وزير الخارجية الارسال 15W مع هوائي	اقتصادية كاملة محطة راديو FM	3KW حامل راديو FM الارسال
5KW بث التلفزيون الارسال	دائري الاستقطاب وزير الخارجية هوائي	أربعة فتحة خيط هوائي التلفزيون