{"id":22265,"date":"2022-05-11T13:18:55","date_gmt":"2022-05-11T11:18:55","guid":{"rendered":"https:\/\/saure.org\/cq-nrw\/?p=22265"},"modified":"2022-05-11T16:02:08","modified_gmt":"2022-05-11T14:02:08","slug":"eine-neuer-pa-fuer-den-charly25-trx-zur-ham-radio-2022","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/saure.org\/cq-nrw\/2022\/05\/11\/eine-neuer-pa-fuer-den-charly25-trx-zur-ham-radio-2022\/","title":{"rendered":"Eine neue PA f\u00fcr den Charly25 TRX zur HAM Radio 2022"},"content":{"rendered":"

Hallo OM’s,\"\"<\/span><\/p>\n

f\u00fcr alle diejenigen die zur HAM Radio kommen – wir bringen mal wieder etwas HW mit.<\/span><\/p>\n

Neu ist ein 250W PA Modul f\u00fcr unsere Charly Ger\u00e4te.<\/span>
\nDer Plan ist es, dieses Modul als Basis f\u00fcr gegenw\u00e4rtige und zuk\u00fcnftige Ger\u00e4te zu nutzen und zwar in verschiedenen Konstellationen:<\/span><\/p>\n

– 1 oder 2 PA’s in einem Geh\u00e4use der gegenw\u00e4rtigen Charly TRX gr\u00f6\u00dfe, also mit entweder 250W oder 500W out<\/span>
\n– evtl. auch 4 Module in einem gr\u00f6\u00dferen Geh\u00e4use f\u00fcr 1KW out<\/span>
\n– mit l\u00fcfterlosem integriertem 1,2KW Hochleistungsnetzteil (zugelassen f\u00fcr die Medizintechnik – nat\u00fcrlich 2x bei Einsatz f\u00fcr 4 Module) <\/span>
\n– f\u00fcr einen zuk\u00fcnftigen gr\u00f6\u00dferen Charly TRX im 19″ Format mit integrierter PA<\/span><\/p>\n

Nun w\u00e4re ein 250W PA Modul normalerweise nicht der Rede wert, es gibt Mengen davon mit Traum-(Fantasie) Angaben von 600W und 1,2KW. zum Spottpreis im Internet…<\/span>
\nWir haben uns allerdings M\u00fche gegeben und in Abweichung der allgegenw\u00e4rtigen Kopien des ehemaligen EB104 Designs von Motorola eine verbesserte Schaltung entwickelt.<\/span>
\n(unter Anderem durch den Einsatz hochwertigerer VHF tauglicher Ferrit Kerne, Elimination der \u00fcblichen Speisedrossel, TL gerechtem Aufbau und damit Minimierung von Streuinduktivit\u00e4ten – dies erm\u00f6glicht uns den kompletten Verzicht auf Kompensations C’s ) <\/span><\/p>\n

Zielsetzung war es<\/strong> <\/span>
\n– den Frequenzbereich zu erweitern – erreicht haben wir 600m bis 4m <\/span>
\n– einen gutern Frequenzgang zu erzielen – Messdaten: 160m bis 4 m mit 19,5dB +\/-1dB – 600m mit 22dB Verst\u00e4rkung<\/span>
\n– ein robustes Design zu entwerfen – daher 250W mit 2 x 300W tauglichen Transistoren und bei guten IMD Werten (die S\u00e4ttigungsleistung liegt bei >400W das w\u00e4ren dann die Angaben f\u00fcrs Werbeblatt im Internet…. hi)<\/span>
\n– reduzierte SWR Empfindlichkeit durch \u00dcbernahme des \u00dcberstrom Schutzschaltungskonzeptes aus unserem Charly TRX mit 20W PA ( bei der 250W PA kommt allerdings ein Hallsensor f\u00fcr +\/-20A zum Einsatz und kein High Side Mosfet Schalter wie in der 20W PA)<\/span>
\n– die PA erst dann abzuschalten wenn der Transistorstrom zu hoch wird – Abschaltung bei 15A – typischer Betriebsstrom max. 13A bei 50V <\/span>
\n– kleine Bauform – 100mm x 160mm<\/span>
\n– extrem symmetrisches Design mit aussergew\u00f6hnlich guter Unterdr\u00fcckung der 2. Harmonischen – diese liegt im Bereich -50dBc (dies vereinfacht den Aufau der TP Filter)<\/span>
\n– einfache K\u00fchlm\u00f6glichkeit durch Einsatz eines 100mmx160mmx10mm Kupfer Heat Spreaders<\/span>
\n– m\u00f6glichst geringe Eigneerw\u00e4rmung und Reduzierung der Verluste bei hohen Frequenzen (wird m\u00f6glich durch VHF taugliche Ferrite)<\/span><\/p>\n

Dieses Modul enh\u00e4lt keine Tiefpassfilter weil diese ein Zusammenschalten mehrerer Module behindern w\u00fcrden.<\/span><\/p>\n

Wir planen ein eigenes TP-Filter Design dass dann auch den erweiterten Frequenzbereich (also 600m und 4m) mit abdeckt, ob das bis zur HAM Radio noch fertig wird steht noch nicht fest.<\/span>
\nUnd nat\u00fcrlich planen wir auch passende Splitter und Combiner zu entwerfen.<\/span><\/p>\n

Hier ein paar Bild des gegenw\u00e4rtigen Test Boards:<\/strong><\/p>\n

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Und last but not least kann dieses Modul nat\u00fcrlich auch in beliebigen anderen Transceiver Designs zum Einsatz kommen – mit den ben\u00f6tigten 2W am Eingang ist es zu allen g\u00e4ngigen 5W QRP Ger\u00e4ten kompatibel.<\/span>
\nPassende TP Filter finden sich auch kosteng\u00fcnstig im Internet (natr\u00fcrlich ohne Erweiterung f\u00fcr 600m und 4m)<\/span><\/p>\n

Soweit ein kleiner update und dann bis zur Ham Radio.<\/span><\/p>\n

73,Edwin – DC9OE<\/span><\/p>\n

Hier noch ein Messbeispiel bei etwas mehr als 200W PEP:<\/strong><\/p>\n

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\"-214_167.jpg\"<\/a><\/dt>\n
Hier die Erg\u00e4nzung auf 160m.<\/strong>Betriebspannung 50V\/Ruhestrom 1A ich habe bisher keine Versuche zur Optimierung des Ruhestroms unternommen.
\nOutput 2x -47,73dBm = 236W PEP, input ca. 1 Watt.<\/p>\n
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\"-214_171.jpg\"<\/a><\/dt>\n
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\n<\/dt>\n<\/dl>\n

Hallo J\u00f6rg,<\/p>\n

danke f\u00fcr Dein Interesse an unserem neuen kleinen Projekt.<\/p>\n

Ich mach jetzt schon sehr lange an dem Thema rum (d\u00fcrften schon mindestens 3 Jahre sein) weil ich mit den bestehenden (im Internet mit Traum-\/Fantasiedaten angebotenen) Designs nicht so happy bin.<\/p>\n

Sie basieren alle mehr oder weniger auf der Vorarbeit von Motorola mit dem EB104 Board (70er oder 80er Jahre des letzten Jahrhunderts und damit ca. 50Jahre alt\u2026).<\/p>\n

Das bringt ein paar Beschr\u00e4nkungen mit sich die mir f\u00fcr unser Projekt nicht gefallen haben und deshalb habe ich im Verlaufe der Zeit gr\u00f6\u00dfere Berge an Ferrit Material und Trafo Konzepten auf ihre Tauglichkeit hin getestet.<\/p>\n

Ziel war es einen m\u00f6glichst simplen Aufbau mit gr\u00f6\u00dferer Breitbandigkeit zu kombinieren und dabei flexibel in der Auslegung der Ausgangsleistung zu sein.<\/p>\n

(Messdaten anbei, Verst\u00e4rkung im Kleinsignal Bereich ist abh\u00e4ngig vom Ruhestrom \u2013 ca. 20dB bei 1A )<\/p>\n

\"\"<\/a> \"\"<\/a> \"\"<\/a><\/p>\n

Das ist glaube ich gelungen:<\/strong><\/span><\/p>\n

– Frequenzgang 1,8MHz bis 70MHz  – Verst\u00e4rkung +20dB (abh\u00e4ngig vom Ruhestrom) +\/-1dB, bei 600m\/472KHz 22dB<\/p>\n

– zuverl\u00e4ssiger Betrieb bei 36V,42V,50V<\/p>\n

– Zugeh\u00f6riger Output (-1dB) 195W, 263W,360W<\/p>\n

– Ansteuerleistung f\u00fcr >200W ist <2W<\/p>\n

– gute IMD Werte von ca. -36dBc bei >200W<\/p>\n

(Beispiel f\u00fcr 160m anbei \u2013 236W PEP auf 1,9MHz, ich habe 160m als Beispiel gew\u00e4hlt um zu zeigen dass dies mit dem 61er Material funktioniert)<\/p>\n

Besonderheiten:<\/strong><\/span><\/p>\n

– wir Nutzen 61er Material anstatt der \u00fcblichen Rollenkerne, das f\u00fchrt zu handwarmen Trafos selbst bei voller Ausgangsleistung<\/p>\n

– das erm\u00f6glicht auch den erweiterten Frequenzbereich bis 4m, trotzdem erreicht der Trafo mit >80uHy Induktivit\u00e4t auch das 600m Band am unteren Ende (Frequenzgrenze ist 383KHz)<\/p>\n

– Konsequentes Transmission Line Design ohne die \u00fcbliche Twisted Pair Speisedrossel bringt ein paar technische Vorteile<\/p>\n

                – keine Kompensation der Trafos notwendig also keine C\u2019s an den Drains oder an den Trafos<\/p>\n

                – gute Symmetrie der Schaltung f\u00fchrt zu extrem hoher Unterdr\u00fcckung der 2. Harmonischen (>50dB \u2013 Beispiel anbei)  <\/p>\n

– Schutz der PA \u2013 wir verzichten auf die \u00fcbliche Abregelung bei SWR > 1,5 und messen stattdessen den Strom durch den Transistor, dieses Konzept hat sich in unserer 20W PA bew\u00e4hrt<\/p>\n

– wie bei unserer 20W PA wird es dadurch m\u00f6glich auch bei schlechteren SWR\u2019s zu senden u.U. ist lediglich die Leistung zur\u00fcckzunehmen damit der \u00dcberstrom Schutz nicht ausl\u00f6st<\/p>\n

                – Betriebsstrom ist <13A bei Vollausteuerung, die PA schaltet bei >15A ab<\/p>\n

                – Die Abschaltung ist temperaturabh\u00e4ngig gestaltet \u2013 wird die PA zu hei\u00df schaltet sie zu einem fr\u00fcheren Zeitpunkt ab, d.h. der Funkbetrieb muss nicht unterbrochen werden sondern kann mit reduzierter Leistung fortgef\u00fchrt werden (z.B. 150W statt 250W), wichtig vielleicht im Notfunkbetrieb<\/p>\n

                – Die Gates der Mosfets erhalten Zenerdioden zum Schutz<\/p>\n

                – auf dem Board ist ein 20W\/-3dB D\u00e4mpfungsglied vorgesehen, so dass die PA bei Einsatz des Charly TRX mit seinen max 20W nicht zerst\u00f6rt werden kann<\/p>\n

Interessant ist der Wirkungsgrad Verlauf der PA, dieser wird bei den meisten Designs zu den oberen B\u00e4ndern hin schlechter (durch das verwendet Ferrit Material) . Bei uns ist es genau umgekehrt der Wirkungsgrad wird umso besser je h\u00f6her die Frequenz ist.<\/p>\n

70MHz konnte ich \u00fcbrigens bisher nur mit 1,25W Input testen weil ich noch keinen Treiber habe \u2013 Output 280W, Verst\u00e4rkung ca. 23dB, das sollte zun\u00e4chst einmal ausreichen!<\/p>\n

Es fehlen jetzt noch:<\/strong><\/span><\/p>\n

– ein Tiefpassfilter mit integriertem Predistortion Koppler<\/p>\n

– Splitter und Combiner um mehrere dieser Boards zusammenschalten zu k\u00f6nnen (2 f\u00fcr 500W oder 4 f\u00fcr 1KW)<\/p>\n

(ob sich die volle Bandbreite mit der Combiner\/Splitter Variante abdecken l\u00e4sst ist noch nicht klar, bisher habe ich noch keine Ver\u00f6ffentlichung gesehen bei der 600m bis 4m abgedeckt wird\u2026)<\/p>\n

N\u00e4chste Schritte:<\/strong><\/span><\/p>\n

– am Layout gibt es noch ein paar kleine \u00c4nderung wegen nicht lieferbarer Bauteile (LM317HV) und der \u00c4nderung einiger Widerst\u00e4nde<\/p>\n

– Der Masseanschluss wird verlagert um 4 Befestigungsl\u00f6cher zu haben<\/p>\n

Die bisherige Erfahrung zeigt die PA als sehr robust, an dem Testaufbau sieht man dass ich sie nicht auf dem K\u00fchlk\u00f6rper festgeschraubt habe, Leistungstests bis >450W Output (11W Input) haben bisher nicht zu Ausf\u00e4llen gef\u00fchrt, auch hab ich einmal vergessen den Dummy Load anzuschlie\u00dfen \u2013 ging auch problemlos.<\/p>\n

Sobald die TP Filter fertig sind teste ich mal an der Antenne bei schlechteren SWR\u2019s um sicherzugehen dass es keine \u00dcberraschungen gibt.<\/p>\n

Zukunft:<\/strong><\/span><\/p>\n

Da diese PA doch recht gut funktioniert kommt nat\u00fcrlich der Wunsch auf einen Schritt weiter zu gehen.<\/p>\n

Sollte es uns gelingen die anvisierten Industrie Transistoren geliefert zu kriegen (was sich als ziemlich schwierig erweist\u2026) wird es eine 600W PA mit gleichem Design Prinzip und 72V Betriebsspannung geben.<\/p>\n

Allerdings sind wir da auf spezielle Halbleiter angewiesen \u2013 die \u00fcblichen BLFxxx sind f\u00fcr diesen Zweck ungeeignet.<\/p>\n

(der Beschaffungsvorgang ist aber dank Industrie Connections auf einem guten Wege \u2026 hi)<\/p>\n

Gru\u00df\/73, Edwin \u2013 DC9OE  <\/p>\n<\/div>\n

Weitere Informationen und Beitr\u00e4ge zum Projekt findet Ihr im Forum von saure.org\/cq-nrw<\/span><\/strong><\/a><\/p>\n

250V Mosfet<\/a><\/dt>\n<\/dl>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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