Wzmacniacz mocy KF. Rozbieżności w mocy. Pomiar impedancji wyjściowej.

Witam,

mam pewien problem do rozwiazania. Chodzi o wzmacniacz mocy KF
http://www.communication-concepts.com/appnotes/EB27A300Sharp.pdf

Na wyjściu dodałem do niego filtry eliptyczne 5 rzędu. Problem polega na
różnej mocy na wyjściu wzmacniacza w zależności od rodzaju obciążenia. Gdy
wzmacniacz obciążam szerokopasmowym obciążeniam sztucznym 50 ohm, to dla
różnych częstotliwości i poziomów sygnału wejściowego wysterowuję go do CW
150W. W momencie gdy podłączam ten wzmacniacz do anteny ze skrzynką
antenową, to dla tych samych poziomów sygnału wejściowego jak przy
obciążeniu sztucznym moc na wyjściu wzmacniacza waha mi sie od 90 do 280W.
Przy czym głównie wzmacniacz daje znacznie większą moc niż 150W. Srednio
miernik wskazuje VSWR 1,2 i nigdy nie przekracza 1,4, a największe
rozbieżności mocy pojawiaja sie zazwyczaj dla małych wartości VSWR.

Czy takie rozbieżności w mocy to normalny objaw pracy końcówki? Z czego mogą
brać się różnice. Czym różni się 50 ohm obciązenia szerokopasmowego od 50ohm
jakie daje skrzynka antenowa i dlaczego może powodować takie rozbieżności w
mocy.

Dodatkowo nurtuje mnie problem pomiaru impedancji wyjściowej wzmacniacza. W
jaki sposób można ją pomierzyć na mocy? Czy impedancja malosygnałowa
wzmacniacza (gdy ma na wyjściu np. 10dBm) różni się znacznie od impedancji
wzmacniacza na mocy?

pozdrawiam
Marcin

Cześć


Jakbyś robił pomiary w takim układzie


TX > SWR > PA > SWR > FILTR > SWR > 50 ohm

a potem to samo z docelowym obciążeniem łatwiej było by ci interpretować wyniki i szukać problemu.

...jest to może kłopotliwe ale pomocne !!

Oczywiście nie wspomnę że do tego 50 om powinieniś mieć podpięty analizator widma żeby widzieć wszystkie harmoniczne i miec pewnośc że wskazania ostatniego miernika SWR pokazują ta moc na która czekasz -)


a ten filtr to jak wstępnie stroiłeś ???

/jarek

Sztuczne obciążenie nie ma składowej urojonej jest czystą rezystancją, W przypadku skrzynki antenowej dochodzą reaktancje, które mogą wpływać na pracę filtrów, zwłaszcza jak nie zostały precyzyjnie nastrojone. Przy strojeniu tych filtrów krytyczne dla nich są pojemności jeśli zastosowałeś pojemności o zbyt dużej tolerancji to mogą następować transformacje pojemnościowe i tak naprawdę nie wiadomo czy impedancja wyjściowa to 50Ω. W praktyce przy budowie filtru nie mamy możliwości dobrania kondensatorów z dokładnością do dziesiętnych lub setnych pikofarada, dlatego używamy elementów z dostępnego nam typoszeregu. Korzystniejsze wydaje się zastosowanie kondensatorów z typoszeregu E24 niż z E12. Rozumiem że zastosowałeś filtry Cauera 5 rzędu ze względu na bardziej strome zbocza niż w przypadku filtrów Czebyszewa czy Butterworth'a, ale tym samym narażasz się na większe niedokładności strojenia.
Jarek dobrze ci podpowiada, a bez odpowiedniego sprzętu pomiarowego ciężko Ci będzie dokładnie zestroić filtry. Sprawdzić należy też czy wzmacniacz pracuje liniowo, przy małej mocy może to mieć zasadnicze znaczenie. Sprawdzenie dwu sygnałowe i odczyt na oscyloskopie powinny dać Ci obraz jakości liniowej pracy wzmacniacza. Jakość sprzętu pomiarowego też nie jest bez znaczenia. Podrzuć mi schematy tych filtrów z wartościami elementów, na priv, zobaczę jakie mają charakterystyki z kondensatorami z typoszeregu.

Dziekuje za odpowiedzi,

Z filtrow 5 rzędu wyciskam prawie maksymalnie to co można z nich uzyskać. Ponieważ muszą być szerokopasmowe wsp. około 1,4-1,5 nie udaje mi sie idealnie ich zestroic na 50 ohm. Jednak nie dają one gorszego WFS niz 1,3. Harmoniczne na wyjściu filtrów ze wzmacniaczem mam około -40dB (sam wzmacniacz daje 3 harmoniczna około -13dB).

Głównie nurtuje mnie to co może powodować te wahania mocy i czy takie zachowanie wzmacniacza to normalna sprawa w tym układzie, bo może nie da się tego w prosty sposób poprawić.

Jarek SWJ: sprawdzę jakie harmoniczne są w linii wzmacniacz <-> sprzegacz antenowy dla dwóch rodzajów obciążeń. Może filtry się rozstrajają. Ale niestety nie jestem w stanie w tej chwili zmienić filtrów na np. 7-go rzędu. Czy filtry wyższego rzędu są bardziej odporne na rodzaj obciążenia? Na pewno uda mi się je zestroić na lepszy WFS i tłumienie, ale czy będą trzymać parametry ze sprzęgaczem lepiej niż 5-rzędu.

Driver-: zastanawia mnie Twoje zwrócenie uwagi na liniowość wzmacniacza. Wzmacniacz nie jest liniowy w całym paśmie oraz zmienia się jego sprawność. Zresztą sprawność dla niektórych częstotliwości jest gorsza (spada nawet do około 32%) niż ta, która jest podana w PDF.
W tej chwili nie mam przy sobie wyników pomiarów i nie mogę stwierdzić czy gorsza sprawność pokrywa się z częstotliwościami, na których występuje kompresja, ale jaki to może mieć związek z obciążeniem i poźniejszymi różnicami mocy. Kompresję stwierdziłem dla wysokich mocy (150W) na obciążeniu 50ohm. Co może powodować ewentulane polepszenie liniowości wzmacniacza w zależności od rodzaju dołączonego obciążenia??? Zastanawia mnie związek z polepszeniam liniowości gdyż mam problem głównie z większą mocą od spodziewanej przy obciążeniu sprzęgaczem z anteną.

pozdrawiam
Marcin
GG 2881066

nic nie wspominasz jakiem masz swoje laboratorium pomiarowe - a to pozwoliło by nam lepiej zrozumićtwoje mozliwości i problemy -)

Do domowego laboratorium pomiarowego polecam takie zabawki

http://www.sp2swj.sp-qrp.pl/IW3HEV/IW3HEV_AANW.htm
tym pomierzysz filltry i inne zabawki

ten miernik wcz
http://webx.dk/oz2cpu/radios/miliwatt.htm
posiada dwa wejścia pomiarowe i zobrazowaniu obu na ekranie PC
super do strojenia PA iobserwowania jego liniowości. wejście B podłaczamy przz spliter do wejścia PA a wejcie A jako obciążenie ( tłumik mocy 30 dB pozwala na pomar do 1000W)

ijest także wejście DC którym możemy mierzyć np napięcie zasilające


i jeszcze jeden domowy miernik
http://www.sp2swj.sp-qrp.pl/SQ4AVS/Analizator_by_SQ4AVS.htm

tego jeszcze nie mam zrobionego... -(

/jarek

Czuję przez skórę że to sprawka filtrów. Spróbuj je odłączyć i sprawdź jak zachowuje się wzmacniacz bez nich ze skrzynką antenową. Czy też będą przyrosty mocy i inne ciekawostki przyrodnicze. Swoją drogą, czemu zastosowałeś filtry Cauera. Czy masz ku temu aż tak ważne powody, czy też nadajnik transceiver'a jest tak marny, że trzeba wycinać jego produkty za wzmacniaczem. Dla mnie to bez sensu, lepiej wyczyścić sygnał wcześniej na niewielkich poziomach mocy dobrymi filtrami, niż później czyścić sygnał przy dużej mocy, im większa moc tym trudniej usunąć harmoniczne. Dolnoprzepustowe filtry Czebyszewa a w ostateczności Butterworth'a załatwiły by sprawę. Zawsze można zwiększyć rząd filtru. Eliptyki są kapryśne.