Grupa: Administrator 
Lokalizacja:: Kłodzko JO80IK
Posty: 39594 #5460988
Od: 2013-10-18
Ilość edycji wpisu: 2 | Wzmacniacz mocy 2,4 GHz 27W z MRF21045 - Matthias DD1US
1/11.Obecnie pracuję na mojej przenośnej konfiguracji dla QO-100. Ponieważ będę używał małego naczynia parabolicznego, potrzebuję więcej mocy, niż obecnie. Miałem stary mały moduł PA od Andrewsa oznaczony jako RF500449D. Jest oparty na tranzystorze MRF21045 i postanowiłem spróbować. Oto zdjęcie niezmodyfikowanego urządzenia: Ernst-Guenter DK5DN uprzejmie zamieścił opis na forum AMSAT-DL o niezbędnych modyfikacjach, aby obsługiwać go na częstotliwości 2,4 GHz. Oto zdjęcie z DK5DN przedstawiające jego modyfikacje:
2/11 Przestrzegałem dokładnie jego rady, bez żadnych dalszych modyfikacji. Jedynym punktem strojenia jest kondensator kondensatora na wejściu wzmacniacza. Oto zdjęcie mojego zmodyfikowanego modułu: Na następnych stronach znajdziesz kilka zdjęć z moją pełną konfiguracją:
3/11 Moduł PA jest montowany razem z regulowanym przetwornikiem DC-DC na napięcie polaryzacji bramki na radiatorze. Konwerter DC-DC jest przewymiarowany, ale miałem go tutaj w swojej pamięci i ma on możliwość pomiaru napięcia wejściowego (tj. napięcie spustowe MRF21045) i jego napięcie wyjściowe (tj. napięcie bramkowe MRF21045). Wentylator jest obowiązkowy do chłodzenia radiatora. Miałem dostępny PabstMultifan, który działa w zakresie 12–18 V prądu stałego. Podczas testów uruchomiłem go przy 28 V, ale mogłem dodać czujnik temperatury do radiatora i zmienić prędkość.
4/11 Wszystkie zdjęcia pokazują moduł PA bez pokrywy. Podczas testów okazało się, że wydajność wzmacniacza jest taka sama z pokrywą i bez. Oczywiście zaleca się zamontowanie pokrywy podczas pracy, aby zapewnić odpowiednie ekranowanie.
5/11
6/11.Czas przejść do wyników pomiarów ... Wszystkie pomiary zostały wykonane przy częstotliwości 2,4 GHz, chyba że zaznaczono inaczej. Napięcie zasilania wynosiło 28 V. Jest to charakterystyka częstotliwościowa zmodyfikowanego wzmacniacza. Zmierzono go przy poziomie napędu 20 mW zakresie częstotliwości 1,8 ... 2,8 GHz. Na wyjściu wzmacniacza wstawiono tłumik tłumika 40 dB przed doprowadzeniem sygnału do analizatora widma. Wraz ze stratami na kablach na wejściu i wyjściu wzmacniacza całkowite straty, które należy dodać do wartości na wykresie poniżej 41,5 dB. AUnitdBmSWT5msRBW3MHzVBW3MHz -18-16-14-12-30-10123 Marker1 [T1] -13.70dBm2.30000000GHz1 [T1] -13.70dBm2.30000000GHz2 [T1] -12.15dBm2.40000000GHz3 [T1] -16,40dBm2.50000000GHz Data: 25.NOV.201922 : 40: 33 Pasmo przenoszenia ładnie osiąga wartość szczytową przy 2,4 GHz zyskiem 16,3 dB. Pulsacja w odpowiedzi częstotliwościowej jest prawdopodobnie spowodowana moim ustawieniem pomiaru.
7 / 11Następnie można znaleźć zmierzone dopasowanie wejściowe wzmacniacza w zakresie częstotliwości 2,0 ... 2,8 GHz S11 strata powrotu przy 2,4 GHz to 10 dBBS Wykres Smitha wygląda ok, choć nie idealnie
8 / 11S11 VSWRat2.4 GHz to 1: 1.9 Podsumowując, dopasowanie wejścia powinno być wystarczająco mocne, aby nie powodować problemów podczas kaskadowania wzmacniacza ze wzmacniaczem sterującym.
9 / 11Następnie Zmierzyłem wzmocnienie, moc wyjściową i pobór prądu jako funkcję poziomu napędu. Aby uzyskać wystarczającą moc napędu, dodałem wzmacniacz średniej mocy oparty na module MHL21336 między generatorem sygnału a wzmacniaczem mocy. Oba PA pracowały przy napięciu zasilania 28 V i łącznym prądzie spoczynkowym 3,05 A. Na mojej stronie internetowej można znaleźć opis wzmacniacza średniej mocy pod tytułem „Wzmacniacz mocy 2,4 Ghz 1,3 W MHL21336”. wynik pomiaru 2 wzmacniaczy kaskadowych: łączne wzmocnienie wynosi 41 dB, punkt kompresji 1 dB P1 dB wynosi 41,9 dBm = 15 W, nasycona moc wyjściowa Psat wynosi 44,3 dBm = 27 W. W pełnej kompresji całkowity pobór prądu (obu wzmacniaczy) wynosi 4 A, a wydajność dodana wynosi 24%.
10 / 11Następnie odjąłem wzmocnienie wzmacniacza przetwornika i w ten sposób wyodrębniłem parametry samego PA opartego na MRF21045. Wzmocnienie wzmacniacza mocy wynosi 16,3 dB, punkt kompresji 1 dB P1 dB wynosi 41,9 dBm = 15 W, nasycona moc wyjściowa Psat wynosi 44,3 dBm = 27 W. Przy pełnym sprężeniu całkowity pobór prądu wynosi 3,4 A, a wydajność odpływu wynosi 28%.
11/11 Na koniec zmierzyłem zawartość harmonicznych wzmacniacza mocy, gdy pracowałem z pełnym nasyceniem. : 25.NOV.201923: 34: 15 Druga harmoniczna przy 4,8 GHz jest tłumiona o około 48dB, trzecia harmoniczna przy 7,2 GHz jest tłumiona o 43dB. Wyższe harmoniczne są niższe niż -50dBc. Są to bardzo dobre wartości. Prosty filtr harmonicznych jest odpowiedni do tłumienia zarówno o 60dB. W celu uzyskania maksymalnego wzmocnienia i pełnej mocy wyjściowej napięcie bramki wyregulowano do 4,4 V we wszystkich poprzednich pomiarach, co skutkowało prądem spoczynkowym o wartości 2,55 A. Podczas zmniejszania prądu spoczynkowego PA z 2,55A do 600mA wzmocnienie małego sygnału spada z 16,3dB do 14,5dB. Związane z nią napięcie bramki wynosi 3,8 V. Maksymalna moc wyjściowa Psat i tłumienie harmonicznych pozostają prawie takie same. Szczególnie do pracy w SSB, gdzie ważne jest zużycie energii, odpowiednio zmniejszę prąd spoczynkowy. Podsumowując, PA działa zgodnie z oczekiwaniami. Należy pamiętać, że tranzystor LD-MOSFET przeznaczony jest do stosowania jako wzmacniacz 45 W w zakresie częstotliwości 2110 .. 2170 MHzwz wzmocnieniu 15dB. Chciałbym podziękować Ernst-Guenter DK5DN za uprzejme przedstawienie jego opisu modyfikacji ROCZNIE. Zawsze jestem wdzięczny za opinie i chętnie odpowiem na pytania. Proszę kierować je na adres e-mail, który znajdziesz poniżej.
Pozdrawiam Matthias DD1US
Email: DD1US@AMSAT.ORG
Strona domowa: http://www.dd1us.de
_________________
Life above 50,000 MHz
73! Stanisław Kłodzko JO80IK
IC-7300 + IC-9700 + (2m - 9el + 250W),
(70cm - 21 el + 250W), (23cm - 55 el + 150W)
|
