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1

Sonntag, 20. Juni 2010, 14:35

100W PA-Neu, erstes Muster QRV

Wenn der QRPeter 100 Watt machen will.....

dann wird das irgendwie zum Abenteuer.
Die Platine zu bestücken war ja kein Problem, das ist ja kein Unterschied zu einem QRP Gerät. Die Schwierigkeiten für mich beginnen dann erst beim Zusammenbau. Erst mal muss ein ausreichender Kühlkörper her. Auch noch kein Problem, das lag so eine nutzlose, kaputte 100W 2m PA herum, die ich zu diesem Zweck zerlegen konnte. Die Bohrschablone aufgeklebt, die Löcher angekörnt, mit 2,6mm gebohrt .... alles einfacher als gedacht.
Platine auf den Kühlkörper, 3mm Abstand. Schrauben eingedrhet und prompt die letzte abgedreht. Natürlich nicht an einer unwichtigen Stelle, sonder eine der beiden Befestingungsschrauben für einen PA Transistor. Schraubenrest mit 0,8mm angebohrt, mit 2,6mm aufgebohrt. Prima, das hat geklappt. Damit die Schraube nicht wieder abreist, weil das Loch nicht tief genug ist, Loch tiefer bohren. Knack, Bohrer abgerissen, steckt im Loch....

Egal, dass muss auch so gehen.

Alles montiert, Eingang an den K3, Ausgang über Wattmeter und Leistungsteiler an Dummy und Spectrumanalyzer.

Ruhestromeinstellung geht problemlos, beide Transistoren auf je 1A

Power drauf, Eingangs SWR irgendwo im nirgendwo, Ausgangsleistung bei 50 W

Versuchsreihen mit gegenüber der Mitsubishi Aplication modifizierten Werten im Eingang enden mit zwei verschiedenen Ergebnissen:

Für die ganz kleinen QRPer:
3 Watt rein, 100 W out

Für die "normalen QRPer
5 Watt rein 100W raus

Beide Varianten sind sehr gutmütig, gefühlsmäßig gefällt mir aber die 5 auf 100 Watt Variante doch besser. ( zwischendurch habe ich auch locker aus 5W 140W auf 28 MHz gemacht, das ist aber eine Verstärkung, bei der ich doch schon etwas nervös werde :)

So wie sie jetzt eingestellt ist soll sie bleiben:
Bei 13,0 Volt, 18A 100W aus 5 Watt von 160m bis 10m
Eingangs-SWR auf allen Bändern < 1,6

DL11JGS soll in der kommenden Woche versuchen, das ganze mit dem nächsten Aufbau zu verifizieren. Nikolai muss Montag alle Löcher um 1cm nach vorne versetzt neu bohren und Gewinde schneiden, damit ich auch den zweiten Transistor ordentlich festschrauben kann :)
»DL2FI« hat folgende Bilder angehängt:
  • PA2.jpg
  • PA3.jpg
  • PA4.jpg
  • PA5.jpg
  • 2tone28100w.jpg
73/2 de Peter, DL2FI
Don´t follow the path. Make one! (Helena Martins, Fotografin, die im Erwachsenenalter ihr Gehör verlor)

2

Sonntag, 20. Juni 2010, 15:54

Sehr schön! Mein Tramp freut sich schon uaf etwas mehr Biss!
72 de Corny, Df6fR
DL-QRP-AG #1547 = AGCW #2839

3

Sonntag, 20. Juni 2010, 16:01

Sieht doch schon super aus!
Dann hoffen wir mal auf schnelle Serienreife;-)

73 Henning

  • »DK1RM« ist männlich

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4

Sonntag, 20. Juni 2010, 17:14

Moin Peter,
...und prompt die letzte abgedreht. ... Bohrer abgerissen, steckt im Loch...

unter diesen Umständen würde ich die Konstruktion lieber einen Tag beiseite legen, und morgen weitermachen (eigene Erfahrung). Anscheinend hast du heute Murphy "auf der Pelle";)

73 de Roland / DK1RM

5

Montag, 28. Juni 2010, 13:59

[img]index.php?page=Attachment&attachmentID=7571&h=66bdaa261d57c37c869e0d8c9865ece7aac43fa2[/img]
unter welchen Messbedingungen wurde die IMD Messung durchgeführt?
-Spannung
-Ruhestrom
-welche Leistung bezogen auf Pep
-die Art des Steuersignals ( TRX oder 2 combinerte HF Signale)
-Band

Die Gegenkopplung ist mit den 2W Metallfilmwiderstand etwas knapp, die werden unter Umständen schön heiß -> braun, 4W Typen sind besser

Geht die PA auch auf 6m?
Wäre ja ideal für diverse SDR Radios

mfg René
73´René

6

Montag, 28. Juni 2010, 14:51

[img]index.php?page=Attachment&attachmentID=7571&h=66bdaa261d57c37c869e0d8c9865ece7aac43fa2[/img]
unter welchen Messbedingungen wurde die IMD Messung durchgeführt?
-Spannung
-Ruhestrom
-welche Leistung bezogen auf Pep
-die Art des Steuersignals ( TRX oder 2 combinerte HF Signale)
-Band

Die Gegenkopplung ist mit den 2W Metallfilmwiderstand etwas knapp, die werden unter Umständen schön heiß -> braun, 4W Typen sind besser

Geht die PA auch auf 6m?
Wäre ja ideal für diverse SDR Radios

mfg René

13V
1A Ruhe
Mit Einton auf genau 100 W eingestellt (5 Watt Steuerleistung), Ansteuerung durch K3. Damit erhält man ein sauberes 2_ton Signal, da SSB beim K2 in der DSP erzeugt wird und die ALC dort arbeitet. Wattmeter zeigt genau 50W an.
28 MHZ, Eingangs SWR 1,1
Bei der Gegenkopplung hast du falsch geraten, die Widerstände sind ok. Gegenkopplung deutlich stärker anziehen habe ich schon hinter mir, IM3 bleibt gleich.
Nein, die PA geht nicht auf 6m. Haben wir auch nicht vor, weil wir illegalen Amateurfunk nicht untersützen (in DL max 25W ERP erlaubt)
73/2 de Peter, DL2FI
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7

Montag, 28. Juni 2010, 17:16

OK, also habt ihr knapp 50db IMD3 bezogen auf Einton bei 100W Pep und einer 12V Gegentaktendstufe, welche kaskadiert mit einem Steuersender, welcher mit 2mal bipolar 12V Transistoren 5W, mit einem IMD3 von mind. >56db und das noch auf 10m.
Die PA würde ich mir Patentieren lassen...
73´René

8

Montag, 28. Juni 2010, 17:53

OK, also habt ihr knapp 50db IMD3 bezogen auf Einton bei 100W Pep und einer 12V Gegentaktendstufe, welche kaskadiert mit einem Steuersender, welcher mit 2mal bipolar 12V Transistoren 5W, mit einem IMD3 von mind. >56db und das noch auf 10m.
Die PA würde ich mir Patentieren lassen...


Ich habe massive Schwierigkeiten aus deinen zusammengeschachtelten Halb- und Viertelsätzen irgend eine Information heraus zu lesen. Wenn das ein Versuch sein sollte, dich positv an unserer Arbeit zu beteiligen, bist du wie jeder andere willkommen. Es wäre dann aber sehr hilfreich wenn du ganze Sätze schreiben würdest. Die Zeit muss schon sein.

Wenn du aber mit deinen Halbsätzen nur stänkern willst, dann mach das bitte offline. Deinen Ton mögen wir in diesem Forum gar nicht.
73/2 de Peter, DL2FI
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9

Montag, 28. Juni 2010, 20:30

Zitat

OK, also habt ihr knapp 50db IMD3 bezogen auf Einton bei 100W Pep und einer 12V Gegentaktendstufe


30dB nach deiner Ablesemethode, ansonsten 36db IMD3 bzw. 35db IMD5 bezogen auf Einton PEP.
vy 72/73, Reinhold.

10

Montag, 28. Juni 2010, 22:09

Ah,

verdammt, ja, die Wärme macht mir wohl zu schaffen, richtig, ich habe anstatt, den >30db, >40db abgelesen, deswegen war meine Verwunderung recht groß, da diese Werte utopisch währen, für die PA unter den Bedingungen

Vieleicht kann man , falls es noch geplante Änderungen am Layout gibt, für die Gegenkopplung noch ein L einfügen, man muß es ja nicht unbedingt bestücken, so bekommt man die PA, falls das Kernmaterial des Ausgangstrafo´s passt, die PA bis 6m nutzbar.(dann wird sie auch für SDR Leute noch interressanter)
Zur Verdrosselung der Spannungsversorgung würde ich noch eine Ringkernspule vorsehen (52er Material von Amidon mit 2x1,5mm Cul eignet sich recht gut dafür), gerade auf den oberen Bändern ist die Drosselwirkung des Ausgangstrafo´s unzureichend.

Ruhestrom habe ich auf 2A per each eingestellt(senkt die IMD oberhalb der 3. um ca3-4db) , Kupferplatte (5mm) zwischen Fet und Kühlkörper.
Ich habe mir auch eine, an die App. von Misubishi angelehnt gebaut, das sind so meine Erfahrungen mit einer solchen PA.
73´René

11

Montag, 28. Juni 2010, 22:19

Zitat

OK, also habt ihr knapp 50db IMD3 bezogen auf Einton bei 100W Pep und einer 12V Gegentaktendstufe


30dB nach deiner Ablesemethode, ansonsten 36db IMD3 bzw. 35db IMD5 bezogen auf Einton PEP.

mmh...

dachte immer ablese Delta bei Zweiton(hier immer >30db, so ca 33-34db IMD3), das entspricht doch 2ton Delta +6db wenn ich es auf Einton Beziehe, also 39-40db auf Einton bezogen
73´René

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12

Montag, 28. Juni 2010, 23:02

Zitat

dachte immer ablese Delta bei Zweiton(hier immer >30db, so ca 33-34db IMD3), das entspricht doch 2ton Delta +6db wenn ich es auf Einton Beziehe, also 39-40db auf Einton bezogen


Ein IMD Abstand von 30dBc wäre richtig, nämlich die Differenz zwischen erwünschter und unerwünschter Aussendung. Jeder Ton/Träger hat 25W, zusammen 50W (+3dB == Durchschnittsleistung), was das Wattmeter auch anzeigt. Im AFU ist es üblich sich auf PEP zu beziehen (warum??) womit nochmal +3dB dazu kommen und wir bei den 100W PEP/CW wären.
vy 72/73, Reinhold.

13

Montag, 28. Juni 2010, 23:44

also deine Erklärung steht aber doch im Widerspruch zu diversen Puplikationen
um nur eine zu nennen (Seite 6 oben/11 unten)

Zitat:
"Seite 6 oben:
Es sei hier schon darauf hingewiesen, dass im 2-Ton-Test die Signalamplitude V0 der beiden
Einzelsignale nur
halb so groß wie bei der Einton-Aussteuerung gewählt werden darf. Ihre
konstruktive Überlagerung führt dann zur selben Spitzenausteuerung des zu testenden Verstärkers."

Zitat:
"Seite 11 unten:
=-34db
Dieser Wert ist für handelübliche transisitorisierte Verstärker ein durchaus guter Wert. Meist
wird die Amplitude des IMD3 nicht auf die Amplitude eines der beiden Testtöne, sondern auf
die Maximalamplitude bei Addition der beiden Testtonamplituden bzw. die Maximalamplitude
bei Eintonaussteuerung bezogen, mit der diese identisch ist. Der IMD3-Abstand
vergrößert sich bei dieser Definition um 6 dB und wäre in diesem Beispiel also -40 dB. Um
die veränderte Bezugsgröße (Einton = “carrier”) zu kennzeichen wird dies mit -40 dBc
bezeichnet.
Wird der Verstärker weniger stark ausgesteuert, z.B. nur auf die halbe maximale
Ausgangsleistung, die sich dann ergibt wenn statt mit V0 nur bis 0,707*V0 ausgesteuert wird,
so ist der IMD3-Abstand nach Glg. (15) dann schon etwa -40 dB. Eine PA nicht bis an ihre
Aussteuerungsgrenzen auszufahren, erhöht den Intermodulationsabstand wie man sieht also
ganz erheblich."


http://www.qrpforum.de/index.php?page=Do…DBData&dataID=1

Ich habe meine Messungen bei -3db des 100W Eintonträgers (100W) gemacht, also 50W bei 2 Ton an einem normalen Wattmeter, mit einem Pep-Meter gemessen waren es 100W (R&S NAP, AVG 50W) mit davorgeschaltenen TPF.
73´René

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14

Dienstag, 29. Juni 2010, 00:55

Zitat

also deine Erklärung steht aber doch im Widerspruch zu diversen Puplikationen
um nur eine zu nennen (Seite 6 oben/11 unten)

Zitat:
"Seite 6 oben:
Es sei hier schon darauf hingewiesen, dass im 2-Ton-Test die Signalamplitude V0 der beiden
Einzelsignale nur halb so groß wie bei der Einton-Aussteuerung gewählt werden darf. Ihre
konstruktive Überlagerung führt dann zur selben Spitzenausteuerung des zu testenden Verstärkers."


Bitte beachte das es in dem von dir genannten Artikel immer um Signalamplituden ... also reinen Spannungen geht!! Wir haben aber bis jetzt nur von Leistungen (Spannung geht quadratisch ein!) gesprochen!

Bsp.:
70,71 Veff. ==> 100W (U²/ 50 Ohm)
70,71 Veff / 2 = 35,35V ==> 25W!

Sind beide Signalamplituden nur halb so hoch wie die Eintonaussteuerung , wie im Papier richtig hingewiesen, hat jeder Ton/Träger nur noch 25W Leistung. Zusammen haben beide 50W (Average Power) bzw. 100W PEP. Dein R&S Wattmeter ist also verdammt gescheit :thumbsup:.

Zitat

Ich habe meine Messungen bei -3db des 100W Eintonträgers (100W) gemacht, also 50W bei 2 Ton an einem normalen Wattmeter, mit einem Pep-Meter gemessen waren es 100W (R&S NAP, AVG 50W) mit davorgeschaltenen TPF.


Ist auch völlig in Ordnung, bei meiner Erklärung war nur die "Richtung" anders herum. Addiere einfach 6dB zu den auf dem SA ermittelten IMD Wert und du hast die im AFU übliche, auf PEP bezogene, Angabe.
vy 72/73, Reinhold.

15

Dienstag, 29. Juni 2010, 06:08

Guten Morgen Reinhold,

dann haben wir an einander vorbei gesprochen.
Dann passt das ja.

Und ja, andere haben eine Glaskugel, ich mein NAP :D
73´René

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16

Dienstag, 29. Juni 2010, 10:37

Hallo,



Ihr habt schön die unterschiedlichen Messwerte heraus gearbeitet. Als Problem sehe ich aber, das die PEP-Leistungsangabe ohne jeden Bezug auf einen bestimmten Intermodulationsabstand angegeben wird. Ansonsten schafft keines der handelsüblichen aktiven Leistungsbauelemente einen Intermodulationsabstand größer 35 dB ohne aktive Entzerrung.



73 Gerd, DM2CDB

17

Dienstag, 29. Juni 2010, 10:41

Hallo Rene,
prima, da die Sache mit den IM3 ja nun geklärt ist, und es da nichts zu beklagen gibt, können wir uns den anderen Baustellen zuwenden.

Ah,

Vieleicht kann man , falls es noch geplante Änderungen am Layout gibt, für die Gegenkopplung noch ein L einfügen, man muß es ja nicht unbedingt bestücken, so bekommt man die PA, falls das Kernmaterial des Ausgangstrafo´s passt, die PA bis 6m nutzbar.(dann wird sie auch für SDR Leute noch interressanter)

Ich versuche das gerne mal, bin aber eigentlich nicht sehr begeistert davon. Erfahrungsgemäß machen Induktiv basierte Gegenkopplungen ne Menge Schwierigkeiten beim Nachbau.

Zitat


Zur Verdrosselung der Spannungsversorgung würde ich noch eine Ringkernspule vorsehen (52er Material von Amidon mit 2x1,5mm Cul eignet sich recht gut dafür), gerade auf den oberen Bändern ist die Drosselwirkung des Ausgangstrafo´s unzureichend.

Du meinst, dass HF in die Spannungsversorgung zurück schlägt? Ich prüf das noch und probiere deinen Vorschlag mal aus, ob es da Verbesserungen gibt.

Zitat


Ruhestrom habe ich auf 2A per each eingestellt(senkt die IMD oberhalb der 3. um ca3-4db) , Kupferplatte (5mm) zwischen Fet und Kühlkörper.

Ich bin noch mit den Ruheströmen zu Gange, muss die Ergebnisse noch verifizieren. Wir fahren ja unsere PA dramatisch zahmer als du die deine. Wenn ich mich richtig erinnere, dann machst du aus 1 Watt 100 Watt. Da habe ich bei entsprechender Einstellung des Eingangs auch hin bekommen, wir halten aber die Verstärkung dann für viel zu hoch. Bei unseren 5 auf 100 Watt ist - wie gezeigt - der IMD eigentlich auch bei 2x0,5A schon sehr gut, da will ich nicht unnötig Ruhestrom verbraten.

Zitat



Ich habe mir auch eine, an die App. von Misubishi angelehnt gebaut, das sind so meine Erfahrungen mit einer solchen PA.

Ich hätte da noch ein paar Fragen zu deinem Aufbau bzw. deinen Werten.
1. Die original Mitsubishi Eingangsschaltung arbeitet m.E. katastrophal. Das Eingangs SWR liegt auf allen Bändern deutlich > 10, teilweise bei 15. Ich komme jetzt auf allen Bändern auf ein SWR besser 1,3

2. Diese Art von Transistoren hat auf 3,5 MHz und 1,8MHz trotz symmetrischem Gegentakt Aufbau nur einen Oberwellenabstand von -15 dBc. Auf 7 MHz sind es knapp 40 dB und bei 28 MHz dann >70 dB. Ich bin deswegen dabei unser TPF für 160m und 80m auf SPLIT Filter, d,h, eine Kombination auf TPF und HPF mit dickem 50R Abschluß umzubauen, da ich davon ausgehe, dass bei -15dBc nicht unerhebliche Leistung zurück in die PA reflektiert wird was eventuell doch unschöne Effekte bewirken könnte.

Frage: hast du die Oberwellen direkt am Ausgangsübertrager, ohne zusätzliches TPF mal gemessen? Wie gehst du damit um, splittest du auch, oder schiebst du sie einfach durch.
73/2 de Peter, DL2FI
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18

Freitag, 2. Juli 2010, 17:27

Hallo, Gerd,

Zitat

Ihr habt schön die unterschiedlichen Messwerte heraus gearbeitet. Als Problem sehe ich aber, das die PEP-Leistungsangabe ohne jeden Bezug auf einen bestimmten Intermodulationsabstand angegeben wird. Ansonsten schafft keines der handelsüblichen aktiven Leistungsbauelemente einen Intermodulationsabstand größer 35 dB ohne aktive Entzerrung.


30dBc IMD Abstand bei 100W PEP/CW. Völlig normale Werte für eine 12V PA. Ich nehme jetzt nicht an (?) das es vorgesehen ist jedes mögliche Watt aus dem Verstärker herauszukitzeln :D.
vy 72/73, Reinhold.

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19

Freitag, 2. Juli 2010, 18:24

Hallo Reinhold,

mir ging es nur darum, darauf hinzuweisen, das eine Leistungsangabe in PEP keinerlei Qualitätsmerkmale beinhaltet. Die betrachtete Kette Zweitonaussteuerung -> Eintonaussteuerung -> PEP gilt nur bei sinusförmiger Aussteuerung. So hat z.B. ein Radarsender mit 350 W eff eine PEP von 3,5 MW. Auch beim CW-Sender wird ein Tastverhältnis von 50% vorausgesetzt.

Was bedeutet das für den Amateur: Neben der PEP Angabe sollte man auf jeden FAll sich den dazugehörenden IM-Wert ansehen. Es ist ein gewaltiger Unterschied, ob man 23 db Intermodulationsabstand oder 30 dB hat und dies insbesondere, wenn man noch einen Meinungsverstärker nachschalten will.

PEP ist die Impulsspitzenleistung des Funkamateurs. So macht die Industrie aus einem NF-Verstärker mit einem 12V, 1A Netzteil einen 200 W Verstärker. Der vorgestellte 100W Verstärker ist in dieser Hinsicht vollkommen ok. Ich würde mir aber mal einige neuere Produkte aus neuerer Zeit daraufhin ansehen.

73 Gerd, DM2CDB

20

Freitag, 2. Juli 2010, 18:51

Hallo Reinhold,

mir ging es nur darum, darauf hinzuweisen, das eine Leistungsangabe in PEP keinerlei Qualitätsmerkmale beinhaltet. Die betrachtete Kette Zweitonaussteuerung -> Eintonaussteuerung -> PEP gilt nur bei sinusförmiger Aussteuerung. So hat z.B. ein Radarsender mit 350 W eff eine PEP von 3,5 MW. Auch beim CW-Sender wird ein Tastverhältnis von 50% vorausgesetzt.

Was bedeutet das für den Amateur: Neben der PEP Angabe sollte man auf jeden FAll sich den dazugehörenden IM-Wert ansehen. Es ist ein gewaltiger Unterschied, ob man 23 db Intermodulationsabstand oder 30 dB hat und dies insbesondere, wenn man noch einen Meinungsverstärker nachschalten will.


Tut mir leid, Gerd, aber ich kann der Kritik nicht folgen.Ich habe den Streit um die Definition für PEP auf HAM Radio Board, bei dem du beteiligt warst verfolgt und werde mich nicht auf dieses Glatteis begeben, bei dem mehrere ausgewiesene Experten sich nicht einigen können. Ich orientiere mich an den Funkamateuren, die zu 90% gehobene Hobbyisten sind und keine Sende Ingenieure.

Was alle verstehen:
Ich steuere die PA so an, dass sie bei Eintonaussteuerung auf einem der üblichen Wattmeter genau 100 Watt heraus bringt.
Danach steuere ich sie in SSB mit einem Zweitonsignal (die meisten OM nehmen stattdessen in der Praxies ein langgezogenes AAAAAAHHHHHHH) so an, dass das gleiche Wattmeter die halbe Leistung anzeigt. Mit dem Zweitonsignal habe ich den IMD ermittelt, damit sich jeder selbst überzeugen kann auch noch das Schirmbild angehängt.

Ich wäre froh, wenn diese einfache Methode, ohne PEP Streit endlich Eingang in die Shacks finden würde. Üblich ist dagegen besonders bei den FT817 Benutzern, die Mike Gain so weit aufzureissen, dass beim Sprechen auch die mit Eintonaussteuerung erreichbare Leistung angezeigt wird. Damit ist dann 1. der IMD im Eimer, was für ein richtig breites Signal sorgt,
und 2. ist zeigt das Wattmeter nicht mehr die Leistung am Transistorausgang an, weil das Tiefpassfilter die jetzt produzierten Oberwellen nicht bis zum Wattmeter durchläßt.

Warum ich den 817 als Beispiel nehme? Weil es da so deutlich wird: Schau die PSK an.
5 Watt Nominell, bei Dauerstrich die Hälfte erlaubt = 2,5 Watt (SK ist 100% Duty Cycle)
Das Idle Signal entspricht ziemlich genau einer 2Ton aussteuerung, also darf die MikeGain nur so weit aufgedreht sein, dass das Wattmeter nur noch 1,25 Watt anzeigt.
Nun zeige mir die 817 Besitzer, die PSK mit 1,25 Watt betreiben, das ist eine Hand voll. Die anderen stellen dann alle möglichen Theorien auf, wieso ihre Endstufen sterben.

Zitat



PEP ist die Impulsspitzenleistung des Funkamateurs. So macht die Industrie aus einem NF-Verstärker mit einem 12V, 1A Netzteil einen 200 W Verstärker.
73 Gerd, DM2CDB


Ja, auch das haben ich schon woanders von dir gelesen, kann die Aussage aber nicht in den Zusammenhang mit unserem Entwicklungsprojekt einordnen. Ja, ich habe bei meinen Versuchen locker 150 W bei 5W Ansteuerung herausgequetscht oder auch 100W aus 1W Steuerleistung. Da wir aber seriösen Betrieb im Auge haben und nach unserem technischen Verständnis eine solche PA nicht so viel Verstärkung machen sollte, selbst wenn sie es an der Dummy kann, haben wir die Beschaltung so gewählt, das es bei 100 aus 5 bleibt. Da viele QRP Geräte nur 3 Watt liefern, wird es einen Hinweis geben, wie man auch aus diesen 3W noch 100 machen kann, ohne dass sich IMD und Oberwellenanteil verschlechtern. Das ist aber dann die absolute Grenze für unser Projekt.
73/2 de Peter, DL2FI
Don´t follow the path. Make one! (Helena Martins, Fotografin, die im Erwachsenenalter ihr Gehör verlor)