Markus, du kannst oben links unter den Simulation paramters das entsprechende Band einstellen. Default ist das 6m Band eingetragen. .param METER=6.
Für andere Bänder einfach auf diesen Parameter klicken und eines der anderen vorgesehen Bänder eintragen.
73, de Günter
Hallo Markus,
die Sim, deren Bild du gepostet hast, sind nur die Filterbänke mit der Band-Umschaltung. Es ist noch eine zweite sehr viel umfangreichere .asc in dem zip Paket, die zusätzlich den kompletten Sendezug mit der BS170 PA enthält. Die habe ich in meinen vorherigen Posts benutzt.
73, de Günter
währst Du so nett und könntest Du mir, oder hir, das LTSpice File schicken/anhängen.
@ Markus
die Simulation benötigt die Version 24 von LTSpice, die aktuelle 24.1.9 läuft bei mir.
Nicht über die alte LTSpice XVII update Routine auf die neue Version 24 updaten. Es gab da einen Generationenwechsel, neueste Version bitte runterladen und neu installieren. Vorher deine Libs sichern, falls du sie noch brauchst.
https://www.analog.com/en/resources/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html
73, de Günter
Aber natürlich bekommt die PA Leistung zurück, zumindest innerhalb einer Periode, sie arbeitet doch auf eine Impedanz R + jX. Im Sperrbereich des Filters arbeitet die PA auf Reaktanzen, auf Blindwiderstände. Das sind Energiespeicher, die in der positiven Halbwelle Energie speichen und diese Energie in der negativen Periodenhälfte wieder zurückspeisen und umgekehrt. Dieses Pendeln von Energie muss der BS170 als Schalter handhaben. Die Simulation zeigt die Spannungen, die Ströme und ihre Vorzeichen eindeutig. Eine komlizierte Wellenbetrachtung wie auf Leitungen ist dazu gar nicht erforderlich, zur Beschreibung dieser quasistationären Vorgänge reicht die komplexe Wechselstromrechnung mit Streuparametern (S11, S21), wie sie in LT-Spice implementiert ist.
73, de Günter
Diplexer findet man häufig am Ausgang von Dioden Ringmischern. Sie sollen verhindern, dass Harmonische in den Mischer zurückreflektiert werden. Es ist im Grund eine Hochpass-Tiefpass Frequenzweiche, bei der der Hochpass mit einem Abschlusswiderstand terminiert ist, der die Oberwellenleistung dissipiert. Der Mischer sieht dann über seinen gesamten Nutzfrequenzbereich einen reellen Abschluss.
Ob ein Diplexer bei dieser PA irgendwas Gutes bewirken kann? Abgesehen davon, dass die Kurvenform des Drainstroms für den Betrachter ungewöhnlich aussieht, ist das ein zu erwartendes Verhalten, wenn man ein Rechteck aus einer Quelle mit Innenwiderstand auf ein im Sperrbereich reflektierendes Tiefpassfilter gibt.
73, Günter
Zum Vergleich dazu die Kurven des kompletten QMX mit Filtern und Diodenumschaltung etc.. Betriebsspannung = 9V
Panel oben, V-Out ist die Ausgangs-Spannung an Last 50 Ohm: ca 19 Vpeak = 13,43 Vrms ergibt ca. 3,6 W out
Ursache für das Klingeln des Drainstromes sind nach meiner Interpretation die vom Tiefpass total-reflektierten Oberwellenanteile des geschalteten Rechtecks, wie es oben in der Sim. ohne Filter an 50 Ohm reeller Last sichtbar ist. Dieses Klingeln, was einem Mehrfachschalten entspricht, erzeugt wahrscheinlich eine höhere Verlustleistung in den BS170, als ohne Tiefpassfilter. Nach der Tiefpassfilterung, ohne die reflektierten Harmonischen-Anteile, erscheint - wie beabsichtigt - ein sauberer Sinus. Im Oszillogram am realen QMX war nach meiner Erinnerung gleichartiges Verhalten zu sehen. Die BS170 PA mit Filtern verhält sich m. E. wie zu erwarten.
Ich kann jedenfalls aus der Simulation ansonsten keine grundsätzliche Änderung in der Arbeitsweise der BS-170 PA erkennen, wenn man statt des Tiefpasses direkt mit 50 Ohm abschließt. Die Ausgangs-Rechteckspannung ohne Tiefpass an 50 Ohm entpricht bis auf die Filterverluste nahezu der Sinus-Ausgangspannung mit Tiefpassfilter. Nur dass dort die in die PA reflektierten Oberwellenanteile des Rechtecks fehlen, die vom Tiefpass an die BS170 PA zurückgereicht werden.
73, de Günter
Wie versprochen hier die Simulationseergebnisse der QMX PA auf 20m direkt an 50 Ohm, ohne Tiefpass. Betriebsspannung ist 9V.
Ich lasse das mal unkommentiert, die Kurven sprechen für sich.
gerechnetes FFT Spektrum von V-Out mit den Oberwellenkomponenten
Schaltungsauszug aus der LT-Spice Sim.
73, de Günter
Beim JetStream gibt es ein Poti, mit dem man notfalls die Taktfrequenz ein wenig aendern kann, um auszuweichen.
Böse Zungen behaupten, wo ein Poti ist, um die Frequenz der Störsignale zu verschieben, da gibt es offensichtlich Störungen, die so groß sind, dass sie verschoben werden müssen.
Jetstream (und baugleiche OEM) hätte besser ihr EMV-Design in Ordnung gebracht, anstatt in diese zweifelhafte Trickkiste zu greifen.
73, de Günter
währst Du so nett und könntest Du mir, oder hir, das LTSpice File schicken/anhängen.
voila
die LT-Spice Simulation ist wirklich gekonnt aufgesetzt. Der Mann hat Erfahrung mit LT-Spice.
Hier mal auf die Schnelle der Plot bei 7 MHz. Die Kurven sind großteils selbsterklärend. Die simulierten Drainspannungen enstprechen übrigens ziemlich genau dem realen Oszillogramm.
Die türkis Kurve ist die Ausgangsleistung ?, die grüne Kurve oben die Spannung der PA zwischen Gegentakttrafo und Tiefpass-Filtereingang.
Als Nächstes werde ich mal den Tiefpass abhängen und den PA-Gegentaktübertrager auf einen 50 Ohm Widerstand arbeiten lassen. Mal sehen ob ich heute noch dazu komme.
73, de Günter
Ich bin da ganz bei dir, Markus. Ich glaube auch, dass der zu erwartende Messfehler sich im Rahmen hält und quantifizierbar ist. Es kann sich m. E. nur um die Oberwellenleistung handeln, die verfälscht.
Mir ist auch noch nicht so ganz klar geworden, in welcher Art und Weise die "Arbeitsweise der PA weg von der notwendigen Arbeitsweise" geändert wird, welcher Mechanismus im Gegentakt-Schalter geändert wird und welche Auswirkungen die Bemessung respektive die Grenzfrequenz des Tiefpasses auf die Ausgangsleistung hat. OM mit Erfahrung bei Class-D Endstufen sollten da etwas Licht ins Dunkel bringen können.
Ansonsten werde ich mir mal die LTSpice Simulation von Tony, AD0VC bei groups.io runterladen und versuchen dies nachzuvollziehen. Der OM hat sich eine riesen-Mühe gemacht um alle Parameter zu erfassen.
Hier in diesem Post findet sich der Link, wo man sie runterladen kann:
https://groups.io/g/QRPLabs/message/148927
73, de Günter
Welchen Nutzen hat ein Test, welchen Wert hat das Ergebnis, wenn:
die Arbeitsweise der PA weg von der notwendigen Arbeitsweise geändert wird und
der dann gewonnene Messwert prinzipbedingt falsch ist?
Wobei noch zu belegen ist, ob und wie sehr (quantitativ) der so gewonnene Messwert durch einen Tiefpass mit höherer Grenzfrequenz verfälscht ist. Mir leuchtet ein, dass die Eingangsimpedanz des Tiefpassfilters mit den BS170 Ausgangsparametern interagiert. Ich bin mir noch nicht ganz über die Auswirkungen der Interaktion im Klaren, im Durchlassbereich "sieht" der BS170 Gegentaktschalter durch den Tiefpass die angepasste Last. Im Sperrbereich eine reflektierende Reaktanz. Die Energiespeicher im Filter wirken so als Sinusformer, so lange die Grenzfrequenz des TP unter der Frequenz der Harmonischen liegt. Darüber sind Messfehler (wie groß) zu erwarten. Hab ich einen Denkfehler?
73, de Günter
Hier habe ich die EN 55032 Class B Tabelle gefunden, auf welche MeanWell hinweist. Das MeanWell macht somit 65 dBuV QP Rauschen, was unter 2 mV ist. Dies mit FG, was vermutlich Frame Ground heisst.
https://www.ti.com/lit/ta/sszt673…s=1752569651752
Noise und Ripple auf der DC-Ausgangsspannung eines Netzteils hat rein gar nichts mit der EMV-Norm EN55032 zu tun. Aus den EMV-Grenzwerten für geleitete Störungen kann man umgedreht nicht folgern dass das Meanwell nur 65 dBuV Rauschen auf der DC-Ausgangsspannung produziert. Für die EMV Grenzwerte nach EN55032 gibt es eine exakte Messvorschrift. Die Werte werden auf der Netzleitung mit einer LISN (Netznachbildung) und einem Messempfänger oder Spektrumanalyzer nach CISPR 16-1 mit exakt spezifierter Messbandbreite und Quasi-Peak Detektor mir spezifizierter Ansprech-Zeitkonstante gemessen. Dabei werden Gleichtakt (gegen Erde/PE, common mode) und Gegentakt (differential mode) Emissionen berücksichtigt.
Abschnitt 2.3:
Skript zur Vorlesung EMV [Wiki der Fakultät Elektro- und Informationstechnik]
73, de Günter
alles recht, von störungsfrei würde ich auch niemals ausgehen.
Ist schon klar Jochen, ich wollte ganz allgemein und unabhängig von deiner Daitron Netzteil Empfehlung darauf hinweisen, dass die Datenblatt-Spezifikation der Reinheit der DC-Ausgangsspannung (noise and Ripple) nichts über die unerwünschten Störemissionen eines Schaltnetzteils aussagt. Das ist nur ein Kenn-Wert für die DC-Filterung der Aussgangsspannung und erlaubt keine Rückschlüsse auf die Störemissionen, die sowieso überwiegend über die Primärseite ins Netz abgegeben werden.
Man darf auch nicht in jedem Falle davon ausgehen, dass ein medical grade Netzteil in Bezug auf Störemissionen zwangsläufig besser ist, als ein nicht-medical Netzteil. Ich habe störarme Consumer Schaltnetzteile erlebt, andererseits auch medical grade Netzteile, die die EMV-Grenzwerte zwar einhielten, aber dennoch mehr störten.
Der Grund liegt darin, dass die in den harmonisierten Normen für CE-Konformität geforderten Grenzwerte für leitungsgeführte Störemissionen großzügig hoch sind. Auch wenn sie eingehalten werden, ist noch genügend Störpotential für empfindliche Funkanwendungen vorhanden. Am besten ist daher ein Schaltnetzteil, das die Störgrenzwerte in der Praxis nicht nur einhält, sondern sie deutlich unterschreitet.
73, de Günter
Welchen Nutzen hat diese Betrachtung auf Basis der verwendeten Methode?
Sind die Schlussfolgerungen korrekt?
So wie ich es verstanden habe, will Markus mit der Methode dem Grund für dem Leistungsabfall hin zu den höheren Bändern auf den Grund gehen. Zu zeigen, dass eine höhere HF-Leistung von den BS170 erzeugt wird, diese aber teilweise im Filter dissipiert wird? Das erklärt er aber besser selber.
Damit dies zustande kommt, muss die Endstufe mit einem Tiefpass abgeschlossen werden welcher die Grundwelle resistiv, Oberwellen jedoch möglichst niederohmig abschließt.
Alles d'accord mit einer kleinen Präzisierung in der Definition. Ein Tiefpass oder allgemein ein wellenwidersandsrichtig mit einer Last terminiertes Filter sollte im Durchlass reell sein, aber möglichst nicht resisitiv. Eine resistive Komponente ist für Filter-Verluste verantworlich. Umgekehrt sollte es im Sperrbereich reaktiv sein, also im Idealfall nur aus verlustfreien Blindwiderständen zusammengesetzt. Ein reales Filter hat zwar immer unerwünschte resisitive Verluste, die man jedoch möglichst minimal hält.
Markus vermutet, so verstehe ich seine Einwände, dass sein Tiefpassfilter für die Leistungsverluste verantwortlich ist. Wenn das resistive Verlustleistung in den Filterkomponenten wäre, müsste man das eigenlich durch eine Temperaturmessung nachweisen können?
73, de Günter
Die AFU-Nutzlast im Ballon mit kleiner Sendeleistung hat eine eingebaute zeitliche Begrenzung des intermittierenden Sendebetriebes in Form der Batteriekapazität. Batterie leer - Sender aus. Außerdem ist die Flugzeit des Ballons bis zum Platzen zeitlich begrenzt und vorausberechnet. Ein Ballon zählt nicht als fernbediente oder automatische Station im Sinne von §13 der AFuV, denn dann wäre dafür eine eigene Rufzeichenzuteilung erforderlich. Es zählt als unbemanntes Fluggerät, und dafür gelten besondere Bestimmungen, insbesondere hinsichtlich der Flughöhe, der maximalen Betriebszeit und der zulässigen Sendeleistungen und der vorgegebenen Frequenzbereiche.
Vor dem Aufstieg ist Einiges an Bürokratie (Aufstiegserlaubnis) mit den jeweiligen Luftverkehrsbehörden des Bundeslandes erforderlich. Recht unkompliziert agiert die DFS, für uns die Flugsicherung in Langen, die einen Startzeitslot vorgibt, Die Bundesnetzagentur wird formlos informiert. Richtig teuer ist die zwangsläufig erforderliche Haftpflichversicherung. Bei den Kameraaufnahmen sind die in DL m.E. schon obsessiv ausgelegten Regeln der DSGVO und des Persönlichkeitsschutzes zu beachten, daher fehlt im Video die Sequenz mit der Landung im Wohngebiet.
73, Günter
Wir haben uns mittlerweile zwangsläufig mit den "Aussendungen" von Schaltnetzteilen abgefunden. Die Formel: Schaltnetzteil = Störung muss aber nicht zwangläufig zutreffen. Heute findet man in empfindlichen AFU TRX und in Messgeräten Schaltnetzteile, die nicht stören. Die Praxis zeigt also, dass man ein Schaltnetzteil durch entsprechende Maßnahmen und EMV-gerechtes Schaltungsdesign auch ruhig halten kann. Aus Kostengründen erfolgt das im Consumer Bereich leider zu selten. Auch die vorgeschlagenen "Medical Grade" Schaltnetzteile sind vom EMV -Standpunkt her nicht per se besser. Für sie gelten ähnliche Emissions Grenzwerte wie für Consumer Netzteile. Allerdings wird die Einhaltung der Grenzwerte strenger kontrolliert, da diese Netzteile zertifiziert sein müssen.
Ansonsten sind die Anforderungan an die Basissicherheit - elektrische Sicherheit, mechanische Sicherheit und thermische Sicherheit - strenger gefasst. Diese Schutzstufe, die in IEC 60601-1 definiert ist, stellt sicher, dass Patienten vor elektrischen Gefahren geschützt sind. Medizinische Netzteile müssen zum Beispiel strenge Grenzwerte für Ableitströme einhalten, um die Sicherheit von Patienten zu gewährleisten. Medizinische Netzteile müssen auch eine gewisse passive Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Feldern aufweisen, um sicherzustellen, dass sie auch in einer Umgebung mit anderen elektronischen Geräten zuverlässig funktionieren. Das allein ist jedoch keine Garantie, dass ein "medical" zertifiziertes Netzteil immer störungsfrei ist.
73, de Günter
In der Zwischenzeit ist eine geraffte Zusammenfassung des Fluges als Youtube Video abrufbar. Ruhige Bilder von unserem schönen Planeten und seiner verletzlichen Atmosphäre, Infos zum Flug sporadisch eingeblendet. Erinnert an die Space-Night im BR, Ab 8:00 platzt der Ballon in ca 30 km Höhe und dann geht es in schönen Bildern abwärts auf Neustadt/Aisch. Rufzeichen der Amateurfunknutzlast war: DF70UKW.
73, de Günter
Die Verwendung des falschen TP ändert den Betriebszustand der PA weg vom Normalbetrieb.
Meine Überlegung: man kann bei einem korrekt dimensionierten und abgeschlossenen Filter davon ausgehen, dass es in seinem gesamten Durchlassbereich seinen definierten Übertragungs- und Reflexionsfaktor behält. Im Sperrbereich erfolgt idealerweise Totalreflexion. Von daher erkenne ich auf den ersten Blick auch nicht, warum der "falsche" Tiefpass (gemeint ist wohl: Tiefpass mit höherer Grenzfrequenz als notwendig) den Betriebszustand maßgeblich ändern soll, so lange die Endstufe in seinem Durchlassbereich sendet. Allenfalls für die Reflexion von Harmonischen könnte sich was ändern, wenn die nun auch in den Durchlass fallen würden und dann nicht mehr reflektiert werden. Im Idealfall kann ein Tiefpass in seinem Durchlassbereich virtuell durch einen Draht ersetzt werden.
73, de Günter
Info von QRP-Labs
Hans Summers benutzt in seinen Kits und Geräten die BS170 des Markenherstellers OnSemi und empfiehlt diese auch als Ersatz im Falle einer Reparatur.
https://www.onsemi.com/download/data-sheet/pdf/mmbf170-d.pdf
OnSemi Halbleiter sind bei professionellen Distributoren wie Digikey, Mouser, Farnell etc. erhältlich. Auch Reichelt hat BS170 von OnSemi für 25 ct / Stk im Angebot. Daneben noch BS170 von DIYI für 15 ct / Stk.
73, de Günter
