Noch ein PA Update - "Kurzwellen" PA geht jetzt von 472KHz bis 160MHz....

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DC9OE
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Noch ein PA Update - "Kurzwellen" PA geht jetzt von 472KHz bis 160MHz....

Beitrag von DC9OE » Mi Feb 15, 2023 5:16 pm


Liebe OM's,
manchmal lernt man auch aus Denkfehlern und Fehlannahmen und die daraus gewonnen Erkenntnisse möchte ich Euch nicht vorenthalten.

Im übrigen würde ich es klasse finden wenn hier mal wieder so etwas wie ein Ideenaustausch stattfinden könnte , ich würde denken das auch anderswo noch gute Ideen und Erkenntnisse in den Schubladen schlummern.
Also nur raus damit!!!

Aber zurück zur PA - was ist passiert?

Zunächst einmal habe ich ein funktionierendes PA Modul zerlegt mit der Idee den Unterschied zwischen den derzeit eingesetzten Ferrit Doppellochkernen und den Standard Ferriten zu testen die für EMV Anwendungen verwendet werden.
Eingesetzt habe ich dafür 4 Stück Würth Rollenkerne Typ 742 700 77, Material 7W380.

Jeweils 2 Kerne wurden mit 25Ohm/RG316 bewickelt und zu einem 1:4 Transmission Line Trafo verschaltet.

Hier ein Bild:
!zu4 Rollenkerntrafo.JPG
Die Kerne habe ich im Gegensatz zum vorher verwendeten Doppellochkern nur mit 2 Wdg. belegt weil die Permeabilität der Würth kerne höher ist, der ursprüngliche Trafo erreicht mit 3Wdg. 85uH auf der 50 Ohm Seite, bei den Würth Kernen sind es trotz reduzierter Windungszahl 161uH.

Erster Test 250W CW Output bei 51MHz - Wirkungsgrad etwas schlechter als mit Doppellochkern - ABER meine Erwartungshaltung war die das sich die Kerne erwärmen - tun sie aber nicht - lediglich das Kabel wird warm....
Okay wenn sich bei 6m nix erwärmt dann bei 160m - Test mit 250W Output - Kerne erwärmen sich nicht.

Damit ist meine Annahme und auch die Erfahrung mit vielen anderen Trafos wiederlegt - ein korrekt ausgeführter TL Trafo führt zu Minimalbelastung der Kerne und vermeidet daher deren Aufheizung (schreiben auch die Lehrbücher, liess sich blos bisher in der Praxis nicht umsetzen)
Lediglich die mit 61er Ferritkern erfahrene verbesserte Effizienz bei höheren Frequenzen zeigt sich nicht mehr, aber ich denke das ist zu verschmerzen....

Hier wäre der Test eigentlich beendet gewesen, mit der Erkenntnis das herkömmliches Ferrit Material sehr wohl gut geeignet ist eine KW PA zu bauen - wäre mir nicht aufgefallen dass sich auch der Frequenzgang verändert hat....

Also wurde der Eingangstrafo, der vorher schon mal auf seine Tauglichkeit bis 160MHz getestet worden war mit kleineren Kompensations C`s versehen um einen erweiterten Frequenzbereich zu ermöglichen --- und siehe da - 2m schien plötzlich erreichbar.....

Ein Test mit dem gerade herumliegenden BAOFENG 5R mit 3,3W Output ergab dieses Bild:
3300mW Baofeng 2m.jpg
88Watt Output auf 146MHz bei 3,3W input - macht ca. 17dB Verstärkung .... erstaunlich.... 2m war erreicht....

Es wurden noch ein paar kleinere Optimierungen vorgenommen und im Endergebnis konnte sich ein Frequenzgang von 472KHz bis 160MHz sehen lassen:
(den Ruhestrom hab ich für die Messung auf 600mA/Transistor erhöht weil es mehr dem realen Power Betrieb entspricht - bei höheren Strömen steigt bei Mosfets die Verstärkung das ist im echten Betrieb der Fall)
1-2A Ruhestrom.jpg
Damit erübrigt sich nun die Entwicklung einer eigenständigen 2m PA für unseren zukünftig erweiterten Charly 25 TRX und wir können uns bei der PA Entwicklung auf 70cm,23cm und 13cm konzentrieren.

Anbei noch die detaillierten Daten des verwendeten Rollenkerns, dieser kostet bei Mouser 2,88€/Stück, ein Trafo also 11,52€ (plus MWSt und Kabelkosten für ein paar cm RG316/25)

Ich hoffe damit mal wieder zum Basteln angeregt zu haben - eine 100W Version eines solchen Verstärkers sollte auch problemlos mit MRF101 realisierbar sein - dabei lassen sich die Trafos aber nicht verkleinern weil sonst das Kabel nich mehr durch die Kerne passt.

73,Edwin - DC9OE
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Würth_Kern.JPG

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DC9OE
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Re: Noch ein PA Update - "Kurzwellen" PA geht jetzt von 472KHz bis 160MHz....

Beitrag von DC9OE » Do Feb 16, 2023 6:14 pm


... noch eine kleine Ergänzung - ich habe mal die Oberwellen auf 2m gemessen (Ansteuerung mit BAOFENG UV5R)
Die PA erweist sich als fast Antennentauglich - lediglich die 2.Harmonische sollte mit einem Kabel Notch auf 290MHz noch etwas abgesenkt werden.
Mehr scheint nicht nötig.

Werde bei Gelegenheit wenn ich einen passenden Treiber habe mal sehen was passiert wenn man sie auf 250W Output aussteuert - die BAOFENG Handfunke liefert nur 3W.
(selbst die 3W würden fast reichen wenn ich das im Eingang befindliche 2,9dB Dämpfungsglied ausbauen würde...)
2m Oberwellen.jpg
73,Edwin - DC9OE

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Re: Noch ein PA Update - "Kurzwellen" PA geht jetzt von 472KHz bis 160MHz....

Beitrag von dj1yr » Mo Feb 20, 2023 2:41 am


Hallo Edwin,

ja, die Würth Kerne werden gerne unterschätzt, benutzte die 380er Kerne von denen schon viele Jahre.
Vielleicht kannst du ein Schemata vom Eingangstrafo zeigen.
Wenn man den Frequenzgang sieht, gibt es wohl nicht mehr viel Verbesserungspotenzial, durch den Frequenzgang hat man schon eine schöne LPF Wirkung.

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Re: Noch ein PA Update - "Kurzwellen" PA geht jetzt von 472KHz bis 160MHz....

Beitrag von DC9OE » Di Feb 21, 2023 11:20 am


Hallo Rene,

der Eingangstrafo ist eigentlich simpel und dann doch wieder nicht.
4:1 Transmission Line mit 50 Ohm Kabel - kompensiert mit 45pF Glimmer C (33pF+12pF)

Problem war die untere Bandgrenze deshalb doch nicht so simpel, ich habe zwei Kerne gemischt, 43er Material und 73er Material so erreiche ich die 472KHz am unteren Ende.
Eingangstrafo.JPG
73,Edwin

PS. hier noch ein Thermobild der Würth kerne bei 330W Output (Soll output der PA 250W)
Für unsere geplante 600W PA brauche ich dann vermutlich dickere Kabel - die scheinen die Limitation zu sein....
PA Trafo 330W.jpg
PA Trafo 330W.jpg (20.79 KiB) 1285 mal betrachtet

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