Geeignete Transistoren für Class E Endstufen

Moin Alois,

Zitat von dl8ram

Eine geringe Eingangskapazität setzt ich voraus.

genau das ist der "Knackpunkt" bei MOSFETs. Nicht nur, daß die Gatekapazität bei den etwas streßfesteren Typen oftmals in den nF-Bereich geht, nein, die Kapazität ändert sich auch noch mit der Gatespannung (wenn der Transistor beginnt, durchzuschalten). Du brauchst vermutlich auch eine sehr niederohmige (stromfressende oder aufwendige) Ansteuerung.

73 de Roland / DK1RM

Moin !

Es gibt doch extra HF Power Fets in den verschiedensten Leistungsklassen.
ZB die Mitsubishi RDxxHHF Reihe.
Ich würde mal in der Richtung suchen.

73!

Jörg

Im gestern angekommenen QRP Report 2011/1 geht es auf 8 Seiten um Klasse E Verstärker.

Hallo liebe OM's,

Ich habe diese Woche nach Transistoren gesucht für ein Bastelprojekt, und bin auf einen Hersteller gestoßen den ich noch nicht kannte. Dort gibt es auch eine Applikation für seinen "Großen" die sehr interessant ist. Mit Klasse E Verstärkern hatte ich mich auch noch nicht wirklich befasst, deshalb kam der QRP-Report wie auf Kommando, danke dafür.
So nun ein Link http://www.ixysrf.com/pdf/swit…/appnotes/4apprf_1150.pdf , bitte zerreißt mich aber hier nicht in der Luft ich weis das das kein QRP ist, aber die Schaltung ist interessant und die Transistoren gibt es auch kleiner, allerding nicht so klein.

73 de Andre'

Hallo Andre',

interessanter Artikel. Nur um Dein Gewissen zu beruhigen: dies ist das Forum für QRP und Selbstbau. Darunter verstehe ich viel mehr als selbstgebaute QRP-Geräte. Also auch QRP-Betrieb mit Yaesu FT-871 oder Icom IC-703. Und auch selbstgebaute QRO-Stationen.

73 Daniel DM3DA

Hoffentlich kommt in dem Artikel über Klasse E auch ein Teil über die Frage, was die Schaltung macht, wenn die Antenne aufgrund äußerer Einwirkungen nun mal keine 50 Ohm hat und welchen Schutz es dagegen für die Transistoren gibt.

Meine PA-Stufen baue ich daher bisher immer so, daß die Transistoren den vollen Input auch bei Verstimmung aushalten, der Wirkungsgrad ist mir nicht so wichtig. Bei der Nutzung der Klasse E in Langwellensendern auf 136 kHz waren dann etliche Stationen mit Klasse-E-PAs plötzlich weg, oder sie kamen gar nicht erst wie angekündigt auf das Band, weil beim Einfahren der Antenne etwas passiert war! Ich habe immer noch die ersten Transistoren seit 1998 in meiner PA drin.

HW?

Vielleicht auch eine interessante Seite in diesem Zusammenhang
http://www.classeradio.com

Hallo Freunde,

zuerst danke an die Hersteller und Autoren des QRP-Reports. Diesmal interessierten mich besonders der Beitrag NiMH-Akkumulatoren und passendes Ladegerät DK3RED, NS-40 - ein Telegrafiesender im Klasse-E-Betrieb von von NM0S, WA0ITP sowie der Beitrag Entwurf von Leistungsverstärkern im Klasse-E-Betrieb (1), NM0S.

Den Abschnitt Entwurf von Klasse-E-Leistungsverstärkern kann ich nicht nachvollziehen bei der ersten Formel auf Seite 7, wo der Lastwiderstand berechnet wird. Der Autor gibt nicht an wie groß RDS im Beispiel ist, kommt aber auf einen Lastwiderstand von 11 Ohm. Nun habe ich mal gerechnet und verschiedene Werte für RDS eingesetzt. Selbst wenn ich RDS = 0,00 Ohm einsetze, komme ich in diesem Beispiel auf 11,84 Ohm, bei allen höheren RDS-Werten erhöht sich R. Bei RDS 2,0 Ohm wird R 29,6 Ohm. Ist da ein Fehler in der Formel oder bei der Übersetzung? Oder habe ich einen Denkfehler?

Es wäre sehr wünschenswert, wenn anhand eines konkreten Beispieles, z.B f = 7,030 Mhz, Q = IRF510 (Rds = soundsoviel) B = 14,0 V P = 5W eine nachvollziehbare Berechnung aller nötigen Bauteilwerte erstellt würde. Dann kann man die Werte nach eigenen Vorstellungen einsetzen und selbst Berechnungen für andere Frequenzbänder erstellen. Auch Hinweise zu den Datenblättern der div. MOSFETs wären interessant, wie man den Rds dort genau ermittelt.

Habe den NS-40 schon voriges Jahr bestellt und zusammen gebaut. Da kommen wirklich 5W raus und es ist ein sauberer Sinus zu sehen!

73 es CW forever!
de Dieter OE6WTD

Hallo Dieter,

Zitat von Dieter - OE6WTD

Den Abschnitt Entwurf von Klasse-E-Leistungsverstärkern kann ich nicht nachvollziehen bei der ersten Formel auf Seite 7, wo der Lastwiderstand berechnet wird. Der Autor gibt nicht an wie groß RDS im Beispiel ist, kommt aber auf einen Lastwiderstand von 11 Ohm. Nun habe ich mal gerechnet und verschiedene Werte für RDS eingesetzt. Selbst wenn ich RDS = 0,00 Ohm einsetze, komme ich in diesem Beispiel auf 11,84 Ohm, bei allen höheren RDS-Werten erhöht sich R. Bei RDS 2,0 Ohm wird R 29,6 Ohm.

die Formel ist korrekt. Bei Verwendung von B = 12 V, P = 5 W, R_DS = 0,54 Ohm ergeben sich 10,998 Ohm.

73/72 de Ingo, DK3RED - Don't forget: the fun is the power!

Hallo Ingo,

als Beispiel sind aber nicht 12V sondern explizit 13,6V Betriebsspannung ausgewiesen. Und es sollte im Beispiel zum besseren Verständnis des interessierten Lesers auch angegeben werden, für welchen MOSFET mit welchem Rds die Berechnung gilt.

73 de Dieter OE6WTD

P.S.: Deinen Beitrag über die NiMH-Akkus finde ich sehr gut. Habe mich auf der Conrads-Seite umgesehen. Der Preis ist ziemlich geschmalzen für diese hochstrom-verträglichen Akkus. Da kommt die Überlegung auf, ob man nicht gleich auf Lipos oder Lifepos samt den zugehörigen Ladegeräten mit Balancern bzw. Equalizern setzen sollte.

Hallo Dieter,

LiPo sind nicht mehr der letzte Schrei. Es gibt inzwischen LiAkkus, die deutlich anwenderfreundlich sind. Sie werden deshalb auch in Elektroautos verwendet. Ich habe einen solchen Akku auf meiner Homepage beschrieben. http://www.dm2cdb.homepage.t-online.de/life.htm

Daneben gibt es Einzelzellen, die einen preislich günstigeren Aufbau ermöglichen.Interessant ist das geringe Gewicht, der geringe Innnenwiderstand und daraus resultierend der hohe Kurzschlußstrom. Auch die Schnellademöglichkeiten sollen nicht unerwähnt bleiben.

73 Gerd, DM2CDB

Hallo, miteinander,

dieses Jahr wurde ein schon länger "bebrütetes" TX-Projekt rechtzeitig zur MAS fertig; mein "Erstlingswerk".

Details: Ein LC-Oszillator mit 2N3904 bei 1780 kHz +/-, Ausfilterung von 3560 +/- aus dem oberwellenreichen Kollektorsignal durch passenden Bandpass, dann eine Treiberstufe mit 2N3904, noch ein Bandpass, und schließlich eine PA mit BD139. Die Auskopplung aus der PA habe ich nach Klasse E dimensioniert. Dahinter kommt dann noch ein "peaked Low-Pass" Filter, das einerseits 1780 kHz und 5340 kHz wirkungsvoll unterdrückt und andererseits von 24 auf 50 Ohm konvertiert. Nach MAS-Zählung B39.

Der gesamte TX (einschl. Oszillator und Treiber) schluckt 4,1 Watt und pumpt 2,3 W in die Antenne, kommt also auf einen Wirkungsgrad von 56 % über alles. Nicht weltbewegend, aber auch nicht schlecht für's erste Mal. Ich war jedenfalls stolz.

Für die Auskopplung nach Klasse E habe ich weniger den Artikel im QRP-Report herangezogen, als vielmehr das Paper "Class E high-efficiency RF/microwave power amplifiers: Principles of operation, design procedures, and experimental verification" von Nathan O. Sokal, WA1HQC.

Das Schaltbild auf Seite 31 musste ich erst mal finden. Danach fand ich zumindest den Anfang recht lesbar. Ich war faul und habe einfach einen der Q-Werte aus der Tabelle Seite 6 benutzt. Damit konnte ich mir sparen, die Formeln in eine Tabellenkalkulation zu tippen: Die nötigen Werte kamen aus der Tabelle (beinahe) direkt herausgepurzelt.

Insgesamt bin ich recht hemdsärmelig vorgegangen: Die Restspannung bei durchgeschaltetem Transistor mit 0 V angenommen. Mir keinen Kopf gemacht, die Kondensatoren präzise auszumessen, zusammenzustückeln oder gar mit Trimmern zu fummeln. Ungefähre Werte waren mir gut genug.

Trotzdem ist die Kollektorspannung sehr nahe an dem, wie ich mir Klasse E vorstelle:

Mir hat das Experiment Spaß gemacht. Ich nehme für mich mit:

• Normale, gut gekühlte PA-Transistoren eignen sich auch für Klasse E,
• wenn sie die hohe Spannung abkönnen (Faustregel: 4 x Speisespannung)
• und noch etwas Frequenzreserve haben (Faustregel: sollten in normaler Endstufe die anderthalbfache Frequenz schaffen). (Da hakt es beim IRF510, wenn Ihr die Folien von N7VE kennt.)
• Man kann auch Klasse E perfektionistisch angehen,
• (für die Perfektionisten hat das Paper sogar Instruktionen bereit, welchen Kondensator wie zu ändern, um die ideale Kurvenform hin zu kriegen)
• aber hemdsärmelig geht auch und macht auch Spaß.
• Dass ich eigentlich auf 3 W gezielt hatte und hinterher 2,3 W getroffen, brauch ich ja niemandem zu erzählen.
• Selbst hemdsärmelig kommt schon ein ziemlich beeindruckender Beinahe-Sinus raus, relativ wenige Oberwellen schon vor dem Filter:

(Wenn man genau hinschaut: Die positive Halbwelle ist etwas "spitzer" ist als die negative.)

Schade war dann nur, dass bei der eigentlichen MAS mir mein Empfänger zwar reichlich Rauschen (S9), CW-Signale aber nur mit R2 präsentierte. Schlussendlich kam kein einziges QSO zu Stande. "Dabei sein ist alles", sehr minimal gesehen... (Wenn jemand meine CQ-Rufe gehört hat, wäre ich für eine Nachricht dankbar!)

Vielleicht nächstes Jahr auf 40. Da waren die Empfangsverhältnisse wesentlich besser.

Vy 73, Andreas

Nachtrag: Wer sich für den TX an sich interessiert: http://www.qrpforum.de/index.p…ad&postID=51252#post51252

Hallo Günter,

bei dem Link kommt :
http://www.qslnet.de/system/bilder/error.gif
Errör

73, eric1

Hallo !

Bei mir geht der Link auch nur, wenn ich ihn mit der Maus in ein neues leeres Fenster ziehe.

.

Hallo,

wer Erics Meldung per Mail nach Hause geschickt bekommen hat, kann den Link in der Mail anklicken und die PDF Lesen, Speichern, Drucken usw.

Vielleicht kann mir einer der Experten mal den Unterschied zwischen C- und E-Betrieb einer PA erklären, da ich keinen sehe.

73 Gerd, DM2CDB