PDA

Просмотр полной версии : Раскачать IRF от AD9850



nostromo
30.03.2013, 23:39
Здравствуйте!

Занимаюсь макетированием передатчика для "охоты на лис" на 80м диапазон. Наконец-то получил из Китая DDS плату AD9850. В качестве PA решил применить схему ON7YD (во вложении). Сигнал с DDS подаётся на вход IC1a. Так как напряжения с CMOS выхода DDS недостаточно для переключения 4001 при запитке микросхемы непосредственно от 12В, решил запитать 4001 от отдельного источника 9В. При этом транзистор не полностью открывается и сильно греется (уже спалил три штуки). Транзистор в корпусе DPAK, сток припаян на площадку площадью ~6см2. При этом мощность на эквиваленте не более 1,5Вт. Подскажите, пожалуйста, как с минимальными затратами (ограниченная площадь платы, батарейное питание) поднять амплитуду на затворе IRF, чтобы он полностью открывался?

Veka
31.03.2013, 01:34
Запитайте 4001 от 12В, а сигнал с DDS усильте транзистором с ОЭ.

shwonder
31.03.2013, 02:32
Сделать как здесь :
http://www.6p3s.ru/forum/index.php?showtopic=2353
только на входе убрать делитель.
Не обязательно ставить в паралель два , можно и один , и транзисторы IRFP240 в телеграфе до 100вт работают , но питание надо побольше.
Если вам достаточно мощности 1вт , то можно применить транзисторы BS170 , раскачивая их мс 74НС04, из расчета 1 транзистор на 1вт, можно паралельно ставить .

Выходной каскад строить и расчитывать как "класс Е" , программа расчета zдесь :
http://tonnesoftware.com/classe.html
нужны будут пояснения - спрашивайте, есть опыт , притом не бедный.

Если хочется перестать палить транзисторы быстро , поставте в буфер 74НС04 все элементы паралельно , питание 6-8в (при 8в они нормально себя чувствуют).

nostromo
31.03.2013, 12:59
Запитайте 4001 от 12В, а сигнал с DDS усильте транзистором с ОЭ.
Пробовал, но почему-то при частоте с DDS выше 1 МГц, на выходе транзисторного ключа (КТ315 и т.п.) всегда +12В. Пробовал также ставить ключ на выходе 4001, но тогда аккумулятор разряжается через резистор в коллекторе и резистор в затворе.


Запитайте 4001 от 12В, а сигнал с DDS усильте транзистором с ОЭ.
Пробовал, но почему-то при частоте с DDS выше 1 МГц, на выходе транзисторного ключа (КТ315 и т.п.) всегда +12В. Пробовал также ставить ключ на выходе 4001, но тогда аккумулятор разряжается через резистор в коллекторе и резистор в затворе.

Добавлено через 24 минут(ы):


Сделать как здесь :
http://www.6p3s.ru/forum/index.php?showtopic=2353
только на входе убрать делитель.

Спасибо, почитаю тему.


Если вам достаточно мощности 1вт , то можно применить транзисторы BS170 , раскачивая их мс 74НС04, из расчета 1 транзистор на 1вт, можно паралельно ставить .

Сначала хотел ставить BS170, но т. к. буду делать плату под SMD и была горсточка AOD408 с горелых видеокарт, решил потренироваться на AOD408. Для антенны длиной 8м достаточно 1Вт, а для более коротких антенн нужно ватта 2—3.


Выходной каскад строить и расчитывать как "класс Е" , программа расчета zдесь :
http://tonnesoftware.com/classe.html
нужны будут пояснения - спрашивайте, есть опыт , притом не бедный.

Если хочется перестать палить транзисторы быстро , поставте в буфер 74НС04 все элементы паралельно , питание 6-8в (при 8в они нормально себя чувствуют).

Думаю, класс E для телеграфа — это слишком. :smile:

Ivan_007
31.03.2013, 13:01
nostromo, посмотрите как это сделано в промышленном передатчике UPP-1. Микросхема в нижнем правом углу, с нее выход где то 12в136733

Veka
31.03.2013, 16:53
почему-то при частоте с DDS выше 1 МГц, на выходе транзисторного ключа (КТ315 и т.п.) всегда +12В
Подберите делитель на базе транзистора, чтобы сместить рабочую точку в линейный режим, не надо ключевого режима. Не забывайте о развязке входа транзисторного каскада конденсатором по DC.

shwonder
31.03.2013, 18:22
ошибочно

nostromo
01.04.2013, 00:35
nostromo, посмотрите как это сделано в промышленном передатчике UPP-1. Микросхема в нижнем правом углу, с нее выход где то 12в

Спасибо! HEF40098 — хорошая альтернатива инвертерам в 20-пиновых корпусах.


Подберите делитель на базе транзистора, чтобы сместить рабочую точку в линейный режим, не надо ключевого режима. Не забывайте о развязке входа транзисторного каскада конденсатором по DC.

В линейном режиме схема будет постоянно потреблять от аккумулятора, тогда придётся делать коммутацию PA по питанию. Попробую, конечно.

shwonder, Запараллелил входы и выходы 74HC04, а также запитал от 7,7В. Вижу, что транзистор стал открываться гораздо лучше, греется намного меньше. Теперь греются дроссель в стоке, а так же катушки выходного ФНЧ. По "+" в стоке поставил резистор 4Ом, без него боязно, т. к. если долго давать несущую, то от дросселя начинает валить дым. :smile:

Поясните, пожалуйста, назначение RC-цепочек на приведённых Вами схемах включения 74HC04. Сейчас у меня выход DDS включен напрямую на входы 74HC04. Форма сигнала на выходе запараллеленных инверторов нормальная.

shwonder
01.04.2013, 01:28
Резистор с выхода на вход переводит логический элемент в линейный режим , резистор на входе определяет входное сопротивление , емкость - разделительные. Получаются три последовательных усилителя на базе логических элементов. У меня при 0.05в на входе - на выходе нормальный меандр с размахом "напряжение питания" .
Если вам будет мало драйвера на 74НС04 , то можно поставить еще шинный формирователь в качестве драйвера полевика, например 74НС540 или 541, можно и 74НС240 но у них неудобная распиновка. Эти драйверы отлично раскачивают полевики с емкостью затворов до 2000пф и стоят копейки .
Есть у них и смд корпуса.

shwonder
01.04.2013, 09:51
Почти ваша задача, может будет интересно :
http://www.norcalqrp.org/files/class_e_amplifiers.pdf

nostromo
01.04.2013, 14:10
shwonder, Большое спасибо за разъяснения и статью! Особенно понравилось описание почему BS170 для QRP — это хорошо, а IRF510 — плохо.

nostromo
25.06.2013, 01:25
После поступления недостающих деталей продолжаю наладку передатчика. Один процессор STM8 и один BS170 уже спалил. Ещё валяются пару выпаянных AD9850, не знаю, рабочие или нет. :smile:

Чтобы не переводить драйвер в линейный режим, планировал воспользоваться встроенным в AD9850 компаратором. Однако видя тот ужас, что у него на выходе (иногда поддёргивающий и почти двоящийся "меандр") понял, что эта затея была плохой. В качестве драйвера использую 74ACT00. По схеме shwonder-а ёмкость с выхода ФНЧ DDS на вход логики 100n оказалась большой — существенно искажается сигнал от DDS. Я пока поставил 470pF и убрал резистор 51 Ом, т. к. тоже искажался сигнал. Теперь сигнал на входе логики выглядит почти как синусоида (отдалённо напоминая приподнятый косинус). На сколько я понял искажения происходят из-за рассогласования сопротивлений между выходом ФНЧ DDS и входом 74ACT00. Также добваил резистор 3,9 кОм со входа 74ACT00 на землю, чтобы выравнять duty cycle.

Вопрос к знающим: какие номиналы резисторов и конденсатора нужно применить в случае использования 74ACT00 (минимум искажений)? ФНЧ DDS расчитан и затерминирован на нагрузку (резистор) 200 Ом согласно datasheet-а AD9850. Диапазон, напомню, 80 м (3500—3600 кГц).

shwonder
25.06.2013, 02:16
Резистор 51 ом убирать нельзя, он определяет входное сопротивление каскада, если вам нужно 200ом (для 9850 ) то и поставьте 200ом .
Резистор с выхода на вход совместно с входным определяет Ку, для вашего случая нужно 1-2к. В этом случае на выходе вы поимеете меандр, вот и подайте его через драйвер на вход полевика. И вам не нужна синусоида на выходе логики , на затвор вам надо дать меандр.
Вам же нужен АМ или телеграф , зачем вам линейный режим ?

Приведенная схема применялась для работы со смесителем , у которого на выходе не более 0.1в, а если у вас 9850 , то все значительно проще.
Серия 74АСТ выбрана неудачно. Поставьте такую линейку 74НС04+74НС540+ИРФ5ХХ(питание 7-8в), это повторено десятки раз, притом полевик можно брать с емкостью затвора до 1300пф (ИРФП240) , всегда отлично работает , именно АМ в классе Е, КПД до 90-93% , в зависимости от частоты, на 4мгц с ирфп240 50-70вт телеграфа получается запросто.
На выходе всего устройства ставится фильтр 5-го порядка.

nostromo
25.06.2013, 12:19
Третья попытка ответить.


Резистор 51 ом убирать нельзя, он определяет входное сопротивление каскада, если вам нужно 200ом (для 9850 ) то и поставьте 200ом .
Резистор с выхода на вход совместно с входным определяет Ку, для вашего случая нужно 1-2к. В этом случае на выходе вы поимеете меандр

Привожу схему и осциллограммы на контрольных точках TP1 и TP2 при разных значениях R1, R2, R3:

Схема:

http://img268.imageshack.us/img268/2372/bqd7.png

=================================
1) R1 = 0, R2 = R3 = 1k

TP1:

http://img22.imageshack.us/img22/4228/f2p3.jpg

TP2:

http://img28.imageshack.us/img28/7704/s87m.jpg

================================================

2) R1 = 200, R2 = R3 = 1k

TP1:

http://img90.imageshack.us/img90/3505/wy0y.jpg

TP2:

http://img713.imageshack.us/img713/7656/ov31.jpg

===============================================

3) R1 = 0, R2 = R3 = 3,6 k

TP1:

http://img191.imageshack.us/img191/214/pyd6.jpg

TP2:

http://img850.imageshack.us/img850/3641/30r0.jpg

===============================================

nostromo
26.06.2013, 15:12
Извините, не писал, т. к. боялся испортить предыдущее сообщение. Две прошлые попытки ответить выражались в дублировании содержания на несколько сообщений.

Публикую 4-ю комбинацию R1, R2, R3:

4) R1 = 200, R2 = R3 = 3,6 k.

TP1:

http://img19.imageshack.us/img19/1714/a3ks.jpg


TP2:

http://img109.imageshack.us/img109/2536/6xb.jpg

================================================== ====



Серия 74АСТ выбрана неудачно. Поставьте такую линейку 74НС04+74НС540+ИРФ5ХХ(питание 7-8в), это повторено десятки раз, притом полевик можно брать с емкостью затвора до 1300пф (ИРФП240) , всегда отлично работает , именно АМ в классе Е, КПД до 90-93% , в зависимости от частоты, на 4мгц с ирфп240 50-70вт телеграфа получается запросто.
На выходе всего устройства ставится фильтр 5-го порядка.

74ACT00 была выбрана по причине минимально достаточной функциональности и размера (SMD), т. к. на плате очень мало места из-за того, что это тренировочная лиса. Плата вместе с аккумулятором помещается в маленькую коробочку и необходимо ещё место на плате под полигон достаточной площади, который используется только в качестве радиатора для LM1117, т. к. AD9850 нехило "кушает" и LM-ка нагревается, при этом ток, потребляемый цифровой частью около 125 мА. Сушественно снизить потребление можно путём перевода цифровой части на 3,3 В питание, но тогда снова встаёт проблема с раскачкой. Конечно, хотелось поставить 74HC04, но они были только в DIP и не помещались на плату.

По поводу полевика. Вы мне дали ссылку на PDF, где рассказано, что для QRP нет необходимости в применении чего-то большего, нежели BS170 или 2N7000. Я попробовал 5 Вт класс E на 3-х запараллеленных BS170 и ничего не грелось (кроме нагрузки :) )! Ещё раз спасибо за хорошие статьи и программу для расчёта передатчиков класса E. У меня будет стоять аккумулятор 500 мАч, поэтому мне не нужна мощность более 1 Вт. Таким образом, не вижу смысла в использовании мощных IRF, BS170 не греется.

Vitas56
26.06.2013, 17:50
Привожу схему и осциллограммы на контрольных точках TP1 и TP2 при разных значениях R1, R2, R3:
Явный самовозбуд. HC74... с отрицательной обратной связью использовать не рекомендуется. Гудят на свч и вы можете этого не заметить. Обычно увеличивается потребление тока в несколько раз. IRF610 низкочастотный высоковольтный транзистор и зачем его использовать в передатчике даже на 3.5МГц? Судя по даташиту его характеристики приводятся для частоты 1МГц. И если он загудит на более высоких частотах - ничего удивительного. Далее прежде чем макетировать полезно хотябы прикинуть на вскидку цепи согласования входного и выходного импеданса данного транзистора. По входу такой цепочки не наблюдается хотя выходное сопротивление логических микросхем на данной частоте может достигать 100 и более ом. Входное сопротивление выходного транзистора за счет большой входной емкости может быть порядка 10-20 Ом. Выходное -единицы. Рекомендую воспользоваться программой RFSimm99.

RV3LE
26.06.2013, 18:06
Это в каком таком даташите написано, что он низкочастотный? Кинь ссылку, почитаю.


IRF610 низкочастотный высоковольтный транзистор

Vitas56
26.06.2013, 18:33
http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/52976/FAIRCHILD/IRF610.html

shwonder
26.06.2013, 19:00
Похоже , они этого не знают.
И если им не говорить , что они низкочастотные , то можно на них сделать усилитель , даже линейный.
http://www.f4eoh.com/amplificateur_hf_mosfet__4_x_irfp250__209.htm

RZ3AGI
26.06.2013, 19:58
Похоже , они этого не знают.
И если им не говорить , что они низкочастотные , то можно на них сделать усилитель , даже линейный.
http://www.f4eoh.com/amplificateur_hf_mosfet__4_x_irfp250__209.htm
Меня одного смущает падение мощности с 520 до 7Вт на 10м? :smile:

UN-NS
26.06.2013, 20:34
Похоже , они этого не знают.
И если им не говорить , что они низкочастотные , то можно на них сделать усилитель , даже линейный.
http://www.f4eoh.com/amplificateur_hf_mosfet__4_x_irfp250__209.htm
Да , усилитель шедевр. Особенно для "шарманщиков" - самое то!

nostromo
26.06.2013, 20:55
Явный самовозбуд. HC74... с отрицательной обратной связью использовать не рекомендуется. Гудят на свч и вы можете этого не заметить. Обычно увеличивается потребление тока в несколько раз. IRF610 низкочастотный высоковольтный транзистор и зачем его использовать в передатчике даже на 3.5МГц? Судя по даташиту его характеристики приводятся для частоты 1МГц. И если он загудит на более высоких частотах - ничего удивительного. Далее прежде чем макетировать полезно хотябы прикинуть на вскидку цепи согласования входного и выходного импеданса данного транзистора. По входу такой цепочки не наблюдается хотя выходное сопротивление логических микросхем на данной частоте может достигать 100 и более ом. Входное сопротивление выходного транзистора за счет большой входной емкости может быть порядка 10-20 Ом. Выходное -единицы. Рекомендую воспользоваться программой RFSimm99.

Самовозбуд при резисторах 1 к и входном 200 Ом. Единственное, что меня смущает — комбинация 1) и 3), где на выходе одинаковая осциллограмма, а на входе синус и нечто искажённое. У меня, ещё раз повторюсь, серия 74ACT — с повышенным током нагрузки — до 24 мА на каждый выход! Т. е. таким инвертором можно и IRF5/6xx спокойно раскачать, но, как описано в вышеприведённом коллегой shwonder-ом PDF-нике — нет смысла, т. к. при меньших энергетических затратах справляется намного более дешёвый BS170 с малой входной ёмкостью. Если мощность нужна не более 0,5 Вт, то можно вообще 2N7000 поставить с ещё меньшей входной ёмкостью. Тем более, что я на выходе с полевиков поставил трансформатор на небольшом бинокле и малое выходное сопротивление полевика нагружается на трансф. Для моделирования я как раз использую RFSimm99. :)

nostromo
02.07.2013, 00:23
Заканчиваю макетирование передатчика. Остановился на варианте 3), только резисторы по 10 кОм поставил. Сейчас параллельно три штуки BS170. Трансформатор выкинул, сделал всё как выдала программа Class_E, добавил эллиптический фильтр. Выходная мощность получилась, судя по осциллограмме равна расчётной, отличная синусоида гладкая и гармоничная. Гармоники подавлены эллиптическим фильтром очень эффективно.

От размещения выходного каскада на одной плате (или плата должна быть двухслойной с разводкой всего внутреннего слоя сплошным земляным полигоном) с контроллером пришлось отказаться из-за сильных помех процессору. Наводка на некоторых выводах процессора могла достигать 0,6 В, поэтому вынес усилитель на отдельную платку, крепящуюся к основной двухсторонним скотчем.

Из непоняток пока остались:

величина дросселя RFC по питанию в схеме Class_E,
выходная индуктивность для согласования с укороченной антенной.


Сначала поставил в качестве RFC дроссель типа VK200. Он расчитан на ток в несколько ампер, индуктивность порядка 3—4 мкГн и предназначен как-раз для целей фильтрации по питанию и устранения самовозбудов на СВЧ. При работе передатчика этот дроссель очень грелся, я его заменил на намотанный на бинокле BN43-2402 дроссель 90 мкГн, который совершенно не греется. Непонятно, откуда такие потери в VK200.

Для выяснения величины индуктивности удлиняющей катушки подключил передатчик к антенне через вариометр и подобрал индуктивность по наибольшему уровню сигнала. Индуктивность получилась порядка 120—130 мкГн для антенны и противовеса длиной по 2,5 м. После этого намотал индуктивность на бинокле BN43-2402, но ожидаемого согласования не получил. Непонятно в чём дело, т. к. та же индуктивность намотанная на кольце М600НН прекрасно согласовала эту антенну. Просто нет в наличии колец нужного диаметра, поэтому попытался использовать имеющиеся бинокли.

Сергей 12701
02.07.2013, 00:41
Непонятно, откуда такие потери в VK200. Возможно этот дроссель ввиду своей малой индуктивности + собственная его емкость каким-то образом резонировал или на рабочей частоте , или на гармониках..


После этого намотал индуктивность на бинокле BN43-2402, но ожидаемого согласования не получил. Непонятно в чём дело Очевидно материал из которого выполнен бинокль не предназначен для резонансных цепей..

nostromo
02.07.2013, 11:33
Возможно этот дроссель ввиду своей малой индуктивности + собственная его емкость каким-то образом резонировал или на рабочей частоте , или на гармониках..

Можно ли, каким-либо образом, сорвать резонанс в данном случае?

Вот такого типа дроссель:

http://img62.imageshack.us/img62/3750/zmgs.png




Очевидно материал из которого выполнен бинокль не предназначен для резонансных цепей..

Да, вот из описания:


Application Freq Range
Wideband Transformers 5 - 400 MHz
Power Transformers 0.5 - 30 MHz
RFI Suppression 5 - 500 MHz

Прийдётся искать что-то на замену...

Сергей 12701
02.07.2013, 16:01
Можно ли, каким-либо образом, сорвать резонанс в данном случае? Для КВ 4 мкГн это очень мало. Нужно по крайней мере 20 - 30 мкГн , а лучше 50. Намотайте на кольце с большой мю такой дроссель .