Форум за любителите на Стара електроника
Общ раздел => Технологии и джаджи => Темата е започната от: ahedproductions в 20 Май, 2015, 11:19:51
-
Привет колеги!
След местене, рамонти, боледуване и други разсейвания съм обратно на работното място. Преди няколко дни реших да се върна към старата тема - модулирани стъпала в клас D. Този път реших да опитам да съгласувам поне за една честота изходното съпротивление на транзистора и входното на филтъра. Резултатът, напълно задоволителен, е приведен в следната схема:
[attach=1]
За възбуждане изполвам моя DDS с AD9850, който изкарва хубавки правоъгълни импулси с 5 волтова амплитуда. С тях бутам драйверът на Майкрочип TC4422, който се грижи за бързото насищане на транзистора. Търкаляха ми се няколко прозаични IRF510 и реших да видя какво мога да изцедя от тях в такава схема. Въпреки приликите с предавателя ВТа5510, тук има няколко разлики. Първо, модулаторът е с втори паралелен транзистор, което му позволява да си работи хладен и стабилен без вентилатор. И тъй като основните загуби в схемата са върху модулатора, реших да го заякча с още един транзистор и да го преопаковам на една малка платка на български радиатор. Стана компактно и удобно за монтаж. Второ, изходът на възбудителя е предвиден за 50 омов товар, а не за 2 метра жицъ. Това позволи не само съгласуващо звено, но и добавянето на изходен филтър от 5 ред за добро потискане на хармониците.
Захранващото напрежение е 13.7V от импулсно на V-Tac за 8А. Върху модулатора падат най-малко 2.1V до 11.6V максимално на изхода при 100% модулация (при 2А имаме 4.2W загуби върху него!), за това застопорих носещата на 5.5V, където получавам 2.5W носеща на изхода.
Останалото може да видите от снимките!
Изчисление на съгласуващото звено. Съвсем нарочно избрах толкова високо Q.
[attach=2]
Изчисление на филтърът от 5 ред.
[attach=3]
Общ изглед на възбудителя.
[attach=4]
Поглед отгоре. Горе ляво - захранване. Долу ляво - модулатор, амперметър, аудио вход и ключ за прекъсване на захранването на модулатора. Нито един транзистор не обича да бъде захранен без драйв - гърмят като пуканки. Така че захранвам първо DDS модула и драйвера и след това подавам напрежение към крайното стъпало. Малката платка по средата с радиаторчето е стабилизатор с 7805 за DDS-а. Драйверчето е на малката вертикална платка между модула и транзистора с радиатора. Съгласуващото звено и изходния филтър са в дясно.
[attach=5]
Друг изглед, изходния филтър се вижда ясно. Сърцевините са Т50-2.
[attach=6]
Изход върху товара. 10V на деление, 32V пиково - 10.24W пик в товара. Вентилатора не е наложителен, но предпочитам да се застраховам.
[attach=7]
Друг ъгъл.
[attach=8]
Това е за сега от мен! Мисля че успях да подкарам прекрасно малко възбудителче, което може да се изполва за възбуждане на линеен усилвател или самостоятелно, като се добави подходящ тунер за някакъв вид компактна антена - наклонен лъч, хеликс с капацитивна шапка или дори вертикал с няколко радиала. Възможностите са много! На дъската има място за аудио процесор (филтър и компресор), както и за МР3 плейър, например.
Желая успехшна седмица и хубав уикенд на всички!
Билян
LZ1SWE
:hi:
-
[attach=1]
И ето какво се случва, като забравя да пусна първo възбуждането, а после захранването на крайното стъпало - въпреки резистора между сорса и гейта. Това е от вчера, страшно силно пукване. :master2:
-
Супер разработка! Относно пукането на транзистора, проблема явно е в това че остава постоянно отпушен когато няма още импулси от DDS-а. Мисля си че е силно редно да се реши този проблем по някакъв схемотехнически начин, било то ограничение по ток от модулатора при достигане на такива големи токове, или пък да си сигурен че транзистора стои запушен преди да дойдат импулсите. Второто май е за предпочитане, и може би може да се постигне с разделяне по постоянен ток между DDS-а и драйверчето на микрочип. Като входа на драйверчето се свърже с резистор към маса (за неинвертиращ драйвер). Не знам дали това ще реши проблема, но определено според мен си заслужава да се потърси истинската причина за горене на транзистора и да се елиминира. Просто иначе може тока да спре докато не наблюдаваш схемата после да тръгне, и да ти остане работа да сменяш транзистор. Иначе останалото - импулсното захранване някак си не ми се връзва с АМ радиоразпръскването, все пак точно те са едни от най-големите източници на смущения в този спектър, вярно е че има такива които са с всички необходими филтри и не правят проблеми, както и че за големи мощности е по-трудно, тежко и скъпо да се слагат линейни захранвания и импулсните са почти неизбежни, но все пак аз мисля „ретро“ и бих заложил на конвенционално линейно захранване.
-
А, достатъчно е да сложа 1 килоом на гейта и ще го дърпа надолу, обаче ми маже импулсите и ми пада КПД-то. В ВТа5510 го пробвах, спирах генератора - няма проблем. Иначе се прави с логика на входа, още една схемка и го държи запушен без импулси, но не ми се занимаваше. Цъкам си го подред, работи си. Импулсното е много послушно и има добра филрация. Не усещам каквото и да е от него в аудиото, заземен му е корпуса и всичко си е ок. Да, може и едно 5А трафче да се сложи, ще стане супер 100%. Дори ако се повиши захранващото напрежение може да се измъкнат и повече ватове от тоя транзистор, предполагам някъде 20 пик / 5 носеща, обаче не ми се искаше. Идеята ми е всичко да работи с голям резерв и да е стабилно неограничено време, както се прави по принцип в предавателите. Гледах едно наскоро едно възбудителче с ГУ-81М на края. Направено е да бута 10 киловатово крайно стъпало. 800 вата пиково / 200 вата носеща вади, а трафът за анодното е 5 киловатов, страшна котва. Та и аз така, исках не толкова мощност, колкото сигурност. Иначе за генератора - до сега никога не ми е забивал DDS-а. Нито той, нито ПИК-чето дето го управлява. Не че не може да се случи де... :) Импулсните правят проблеми при радиоприема повечко, при предавателите не са проблем, ако са оразмерени и построени адекватно на нуждата. Все пак едни от най-безшумните специализирани захранвания на света са импулсни, едни модули на Vicor. Имат някакъв 1uV шум при 24V изход, или нещо такова беше. Ако си намеря линка ще пратя.
-
Схемата на модулатора има две големи ограничения - големите загуби (при по-големи токове се минава в т.нар. клас Н иначе пече много) и максималното захранващо напрежение на операционния усилвател (18 волта). Най-добрия начин за постигане на по-големи мощности е повишаването на напрежението. За целта е нужен операционен усилвател с по-високо максимално захранващо напрежение, като за щастие сме заобиколени от такива - интегралните НЧУ! Ето линк към сайта на FAT5 - http://www.shortwaveradio.co.uk/fat5_mod_1.htm (http://www.shortwaveradio.co.uk/fat5_mod_1.htm) - неговите модулатори с перфектни за целта! Дори има вариант за лесна доработка на стъпалото с LM3886 за клас Н - най-долу - http://www.shortwaveradio.co.uk/fat5_circuits_mod.htm. Освен това има и прекрасна, но малко по-сложна схема на PWM модулатор, аудио процесор с модерен филтър от 8 ред и други готини работи. Определено ще пробвам някои от нещата!
:hi:
-
Ако питаш мен най-добрия модулатор ще стане с модулиращ трансформатор и НЧУ, ще намалиш значително загубите в статичен режим без модулация, и остава чисто КПД-то на НЧУ-то т.е. може да разчиташ на 50 - 60%. Модулаторите клас Д са отлични разбира се още повече че тук не се търсят честоти по-големи от 4.5к следователно една 50к носеща ще дойде прекрасно, обаче си мисля че за такива ниски мощости все още не си заслужава, виж ако се прави в крайното стъпало на 200+ ватов усилвател вече все повече се налага.
-
Модулаторът не е в клас D а ВЧ стъпалото. Серийния модулатор дефакто е модулируем регулатор на напрежение, с всичките му недостатъци и плюсове. Иначе има модулатори клас Н и ШИМ модулатори, които могат и да бъдат определени като клас D.
Ето тук има информация - http://www.classeradio.com/modulate.htm
-
Именно това имах предвид за модулатора с ШИМ който си споменал едно мнение преди моето. В тази схема се вижда че е линеен модулатора.
-
Та като стана дума днес в темата за AD9850 на LZ2XL се присетих за възбудителя. Преди 2 дни намерих един обработен от циганите импулсен адаптор от нещо на НР, даващ 19 волта и 12 волта на общо 120 вата. Бяха му отрязали кабела и го бяха захвърлили в едни храсти по пътя ми към работата. Взех го, пуснах го и останах приятно изненадан. Не само че работи, но и е изпълнен страшно качествено, екраниран е, с добри компоненти. Веднага се сетих за възбудителя и че ще му дойде дюшеш по-високо напрежение на модулатора. Освен това 12-тте волта са си нужни за вентилаторите и ДДС-а. Смених захранването и ето какво се получи!
Условия:
Честота - 1200кХц
Захранване - 19.1V, 57.3W
Захранване крайно стъпало при носеща - 7.6V, 22.8W
Ток - 3А
Мощност върху модулатора - 34.5W - ето защо се прави PDM модулатор...основните загуби са тук.
Товар - 52.2 ома
Изходна мощност при носеща - 48Vp-p, 5.51W
Изходна мощност при 85% модулация - 80Vp-p, 15.32W, 67.2% КПД крайно стъпало (2.8А ток)
Изходна мощност при 90% модулация - 88Vp-p, 18.54W, 81.3% КПД крайно стъпало (2.8А ток)
[attach=1]
[attach=2]
Това е някъде 85% модулация:
[attach=3]
Ще се опитам по-нататък да модифицирам модулатора по този начин - http://www.shortwaveradio.co.uk/puwma.htm и ще видим. Общото КПД е 32% при 90% модулация. Тепърва ще си поиграя с този възбудител. Но мисля първо да махна изходните вериги и да видим какво ще изкараме в клас E! Очаквайте новости.
:hi:
-
Както е в момента на осцилоскопа се забелязва изкривяване на модулацията. Дали това е заради прекалено висок Q фактор на изходния филтър поради което вече напрежението в изхода на модулатора е станало 0 но все още трептенията в изхода на схемата затихват по експоненциален закон? Може би трябва да бъдат взети мерки за разумно разширяване на изходната лента, та да пропуска поне 10kHz без значителни затихвания.
-
Кривините са от серийния модулатор. Тази вечер сглобявам ШИМ вариант и ще го махам, че само грее и криви и нищо смислено не прави.
[attach=1]
-
Успех! ШИМ модулатора е хубаво нещо и ще повиши значително КПД ако бъде изпълнен както му е реда. Но мисля че кривенето не е от модулатора, мисля че е заради тясна изходна честотна лента и с ШИМ модулатора ще си остане по същия начин. Ако е по-силно изразен този ефект с кривоча при високи честоти на модулиращото трептение от колкото при по-ниски (например 200 херца) то значи почти сигурно е заради теснолентов изходен филтър. И с моя предавател със съвсем различен вид модулация имах много подобно кривене при тясна изходна лента и високи честоти на модулиращото трептение, затова подозирам че от там е проблема и тук, но е възможно и да не е.
-
Аз не меня модулационната честота, 400 херца е. Кривоча е от режимът на работа на транзисторите в модулатора.
-
Това доказано ли е? С осцилоскоп в емитера на модулиращите транзистори криво ли е? Ако все пак там в емитера не си личи много добре, то в базата със сигурност ще си личи защото ОУ ще се опитва да компенсира изходното напрежение което не следва входното и ще даде рязко изхода си към потенциал близък до маса. Т.е. кривоча ако е причинен от модулатора ще си личи като рязък и нелинеен спад в изходното напрежение на ОУ. Ако наистина това е проблема (макар че аз силно се съмнявам) схемата на модулатора следва да се направи двутактна, т.е. като на стандартно НЧУ. Винаги горния транзистор разбира се ще носи почти целия товар но няма да възникват такива нелинейности. Пробвай, направи измервания, но личното ми мнение е че нелинейността е от нещата след модулатора. Модулатора си е идеален, само КПД е единствения му кусур според мен. Честотната лента на филтъра след стъпалото клас D е много тясна и модулиращата честота е с намалена амплитуда (страничните съставки в спектъра са потиснати) и въпреки че на осцилограмата се вижда около 70 процента модулация, в същност модулацията от модулатора вече над 100 % т.е. той е довел до ограничение на амплитудата вече и от там и изкривяванията в изхода. Започни да намаляваш дълбочината на модулация да видиш как в един момент ще стане линейна формата. Виж и в емитера на модулиращите транзистори кога точно се получава премодулация и ще си обясниш процесите. Ето начертах набързо какво имам предвид:
[attach=1]
Със зелено е как би трябвало да се развива носещата във времето при безкрайно широка изходна честотна лента, със синьо е разликата на носещата във времето спрямо идеалната форма. Отдолу със синусоида как възникват изкривяванията според мен. С моя предавател имах същите проблеми и те са от висок качествен фактор и тясна честотна лента на изходния филтър.
-
Интересно. Не би казал, че Q-то в изхода е много високо, но пък след като прочетах какво си написал си дадох сметка, че звената в изхода са 3 едно след друго и цялата комбинация се получава от 7 ред. Възможно е да си прав, но има една особенност. В същност като замодулирам повече формата не става като тази, която си нарисувал, а като прикачената. Същия ефект се получава и на пика горе. Това явление може да се поизследва повече.
Но така и така махам линейния модулатор, след като направя ШИМ-а ще се позанимавам подробно с този ефект. По принцип ми се иска да избягам от клас Д и да го превърна в клас Ф. Там КПД-то ще е по-високо и хармоничния състав ще е по-нисък.
[attach=1]
-
Ама и мен ми е рано и пиша глупости. Лентата няма нищо общо тук, при мен Q-тата са много ниски на изхода, това не са резонансни кръгове а филтри. Твоя предавател е с резонансен изход и имаш високо кю и проблемите, свързани с него. При мен изхода е бая широколентов и нямам такива грижи, работя в 50 ома товар, а не високоомна къса антена. Проблемът при мен е достигане на границите на серийните модулатори с транзистори - закривената част на кривата в началото. Съвсем си е нормално. По-добрия вариант е МОСФЕТ за сериен елемент, но имах тези дарлингтони под ръка. Пробвал съм с мосфет и няма такъв проблем, при тях може и по-висок процент модулация линейно. Дано днес да успея да налепя ШИМ-а, нямам търпение да видя как ще работи.
Ето тук има интерсено четиво:
http://www.aoc.nrao.edu/~pharden/hobby/_ClassDEF1.pdf
http://www.aoc.nrao.edu/~pharden/hobby/_ClassDEF2.pdf
-
Закачи една сонда в емитера на дарлингтоните и ще е още по-лесно за диагностика, защото ще се вижда кое е от там, кое от след него. Все пак не вярвам че при 400 херца серийния ти модулатор предизвиква тези нелинейни изкривявания още повече като е обхванат от ООВ на операционния усилвател. Не мисля че проблема е в него или че мосфет ще реши проблема все залагам че е нещо от него нататък т.е. във ВЧ стъпалото клас Д. Очаквам с нетърпение отзиви от модулатора с ШИМ как е като линейност, честотна лента и изкривявания и КПД. На каква носеща честота мислиш да е ШИМ-а?
-
150кХц най-малко, ще го видим
-
Привет сандъкчии!
Тази вечер изпълних ШИМ модулатора по схемата по-горе с успех! Най ме радва, когато нещо заработи от раз. Напоих схемата, без да слагам интегралките подадох 12 волта и измерих на всички пинове захранващи по цоклите дали всичко идва наред. Всички интегралки са на цангови цокли. След това боднах 555-цата и погледнах с осцилоскопа на пин 3 на компаратора:
[attach=1]
Хубавка триъгълница. След това боднах 311-ката и погледнах на изхода ѝ:
[attach=2]
Прваоъгълници, чиито коефициент на запълване успях да меня с потенциометъра. Измерих честотата. С дадените стойности на схемата 555 изкарва максимум 148 килохерца. Уреждат ме. Погледнах какво идва на гейта на MOSFET-а:
[attach=3]
Закачих за товар два резистора по 5.6 ома, очаквайки максимален ток от малко над 1А. Получих го. Ето и напрежението върху тях:
[attach=4]
И с това приключих за тази вечер. Стана късно, за това една финална снимка в ръка и отдолу за вас:
[attach=5]
Утре ще го закача за възбудителя, ще му подам 12 и 19 волта и ще видим истината в очите!
:hi:
-
Замислено и по-важното изпълнено.
Поздравления, чакаме финалните резултати!
-
Забелязах, че имам звънене в гейта, което се предава върху товара. По използваната схема няма гейтов резистор и мисля, че това е проблем. Ще пробвам една RD група, надявам се че ще се подобри ситуацията. Снимката е при модулиране с такава честота, че да предизвикам биене с носещата. Така може да се видят ясно пикчетата от драйвера.
[attach=1]
-
Прекрасно! Много е радващо да се види клас Д докаран до такова добро работно състояние, стига и ключовите транзистори да са студени на пипане, направо си е успех! 10-тина ома в гейта наистина са си препоръчителни и никак няма да навредят. Този феритен пръстен сигурно ли е че не се насища от постоянната съставка на тока и от това да му пада индуктивността? Иначе на първата осцилограма се виждат леееки нелинейни изкривявания на отрицателната полувълна, ама май са преглътваеми за приложението за което се готви :). А пробва ли до какви честоти на нискочестотния сигнал има равна амплитудно-честотна характеристика?
-
Транзисторът е един, виж схемата по-горе, другото е дебел диод. Ще пресметна по режима и капацитетите какъв гейтов да сложа, но предполагам 10-20 ома ще е някъде. С един диод наобратно, разбира се. Транзисторът стои студен съвсем, тоя радиатор изглежда огромен направо. Феритът е гарантиран до 3А, има си още един преди крайното стъпало с 510-ката, няма грижи с него. Да, леко са заоблени отдолу, забелязах. Ще го видим в действие. Не съм го мерил и пробвал още, довечера сигурно.
-
Здравей, имам едно питане? За схемата на ШИМ модулатора, интересува ме коефициента на запълване. Пробва ли в какъв диапазон се движи коефициента на запълване. За честотата разбрах ,че покрива 100 Khz. ще стане за целта. Трябва ми да заместя част от генератор за правоъгълни импулси, с тази схема на ШИМ. Понеже коефициента сега е 70 на 30 и не ме устройва, и е с лек наклон на правоъгълниците. Гледам твоята снимка, правоъгълниците са изпънати. Измерено в изхода на LM 311 какъв е резултатът.
-
От нула до 100 процента е коефициента на запълване на изхода на компаратора че и над това т.е. може ди изкара постоянно ниско ниво и постоянно високо. Ограничение няма, триона се развива между 1/3 и 2/3 от захранващото напрежение, а опорното спрямо което се сравнява може да се изменя почти в целия диапазон на захранващото напрежение (зависи от делителя в клона за опорно напрежение и динамичния диапазон на входното стъпало на компаратора). Аз лично в изхода на компаратора към + бих сложил схема с един диод и транзистор а не само резистор та да може да стане малко по-стръмен и покачващия фронт както спадащия, но в случая не клати големи капацитети така че и това върши работа още повече с драйвера за мосфет след него.
-
Ами не съм го гледал точно, обаче ако следваме логиката, триъгълника колкото и да е волта от връх до връх, все ще е под 12, по-скоро няколко волта. А пък на другия вход на компаратора напрежението зависи от делителя 3.9/10/1кОм, който е сложен, за да се регулира в някакви граници, отговарящи на нивото на триъгълника. Така че имаш място за игра и и съм сигурен, че можеш от 0-100% да докараш. Още не съм сколасал да седна да се позанимавам... Ще измеря триъгълника пак и ще ти кажа точно.
Но пък в твоята схема нищо ли не може да се направи? Има къде по-прости схеми за генериране на правоъгълници с регулиране на запълването, тази е такава заради нуждата от модулиране с външен сигнал. Ако просто искаш друг коефициент на запълване няма нужда да го правиш по този начин. Ето тази схема , пак с 555, може да ти даде импулси с широчина от 1-99%. Друг върос е каква стабилност на честотата ти трябва.
http://electronicdesign.com/analog/wide-range-pulse-width-modulator-uses-555-timer
(http://electronicdesign.com/site-files/electronicdesign.com/files/archive/electronicdesign.com/files/29/11028/figure_01.gif)
Само спазвай условието от статията - Choose R3 = R1, and R2 = 100 X R1. This will allow a duty factor of 1% to 99%.
П.П. Уау, какъв удобен чип! http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/69921234fc.pdf
-
Няма какво да му мериш на триъгълника той е точно 4 волта от връх до връх (1/3 от захранващото напрежение) това са двата прага на 1/3 и 2/3 от захранващото напрежение които се изработват от вътрешния за таймер 555 резистивен делител, между тях се зарежда кондензатора и превключва изходния тригер за справка блоковата схема на таймер 555 на страница 2 от дейташийта: http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00000479.pdf (http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00000479.pdf).
Може да се изработи ШИМ и по други начини естествено.
-
Верно бе! Мерси. :)
-
Вариант от LU1AGP (10W CW Tx на 40m) без специални драйверни ИС и развръзка на крайното стъпало.
-
Привет коледно!
Закачих модулатора, давам 3 снимки и няколко сметки. Много ми се искаше да ви поздравя с нещо коледно с едно клипче на предавателя как бута моя Орион, но на този модулатор му трябват цели 2 волта на входа, че да дръпне докрай. Само генератора ми го може, така че ви спестявам тестовия тон. Ще добавя усилвател на една платчица и тогава! :)
[attach=1]
[attach=2]
[attach=3]
Такаа... консумация 1.4А при 19.14В = 27.1 вата. Изход носеща 44В в-в, правещо 4.63 вата. Изход 90% модулация 80В в-в или 15.3 вата. КПД(м=90%) = 56.46% Не е зле. Може и още, но това си е първи опит със старата ВЧ част. Определено е по-добре от линейния модулатор.
:hi:
-
Благодаря за информацията във връзка с генератора.
-
:drinks:
-
Направо трябва да сменим заглавието на темата!!! Днес имах голям успех с клас Е топологията! Нека започна с постигнатото КПД - 90%. И това е преди доизкусуряване на схемата. Но нека карам подред.
Реших да опитам класическата топология на клас Е с трансформатор за напасване на товара към изходния импеданс на стъпалото. Както виждате от сметките, съпротивлението е 3.3 ома.
[attach=1]
Навих 4 различни трансформатора, но със всичките имах проблеми и големи загуби. Не можах да изкарам повече от 2-3 вата от стъпало, което трябваше да ми даде поне 7 носеща. Реших да пробвам друг вариант - заграждащ филтър за втория хармоник. Използвах оптимизираните формули на Деайвид Крипе NMØS, които може да си свалите удобно накичени в екселски файл. Освен удобството на калкулатора, имам възможност и да променям стойности, за да ги напасна към наличните чаркове. Възползвах се изцяло! Направих изчисленията за захранващото без модулация (9 волта).
[attach=2]
Наместих 10 нанофарада за изходния филтър от което се получиха удобните 3.3 нано за С4, натамъних бобинките и пробвах. Резултатът е много по-добър! При консумация 2А и захранващо напрежение 19.1В вкарвам 38.2 вата в машинката, от която получавам при около 92% модулация 120 волта от връх до връх на товара, което по моите сметки е 34.5 вата! От тук и КПД от 90%. Е наздраве!!! (На осцилоскопа съм му бутнал калибровъчния бутон, че да попобера вълната в екрана за снимката, иначе се губи нагоре и надолу, мерих я като свалих нулата на долната линия и гледах нагоре половин вълна.)
8)
[attach=3][attach=4]
[attach=5][attach=6]
[attach=7]
Голямо удоволствие е този клас Е. Цената за лесното построяване и настройка е в относително тесния полезен обхват без пренастройка на стойности, в моя случай от 1160 - 1240 кХц, като най-правилна за класа форма на дрейновото напрежение има на 1210кХц. Разликата идва от малки толеранси в стойностите на чарковете, но това се оправя. Следва игра и донастройка, обмислям да го оформя по-добре и в една кутия да заляга, но ще видим. Много съм доволен от ШИМ модулатора, загубите върху него са минимални и бачка съвсем студен, както си и трябва.
:hi: :drinks:
-
Радвам се че се е получил добре клас Е. Интересно обаче защо все още се наблюдават нелинейни изкривявания на модулацията? Относно мощността, не съм сигурен че е коректно сметната ефективността, защото до колкото разбрах смяташ при 90 процента модулация с амплитудата на носещата във върховете на модулацията. Това не е средната изходна мощност а пиковата, средната мощност си остава същата както с 0 процента модулация докато мериш входящата средна мощност. Така че според мен трябва да смяташ КПД със 0 процента модулация. Извинявам се ако не съм разбрал нещо около постановката и сметките ти.
-
Ами да помислим, може и да греша. Нека за да елиминираме ефекта на модулацията, изчислим RMS мощността. Напрежението ми е 120в-в, което според Vrms=Vp*0.3535, от където имаме 42.42 волта. Това на квадрат върху товарното дава (42,42*42,42)/52 = 3 :)60 вата. Това е енергитичния заряд, който ми грее резистора в дъмито. Входната мощност си е все тая, 38.2 вата.
Ако греша ме поправете... :)
Намерих един документ, ще пробвам по-късно друг метод на изчисление, по-точен.
-
Не зная как съм написал безмислицата горе, имам пред вид 34.6 вата.
-
120V от връх до връх носещата без модулация ли е или това е в пика на модулацията? Защото по мои сметки ако това е амплитудата на носещата изходната мощност трябва да е 120/2 = 60волта амплитуда / 50 ома = 1.2 ампера амплитуда * 60 волта амплитуда = 72вата пикова мощност /2 = 36 вата ефективна мощност. Деля на 2 което е (sqrt(2))^2 вместо да деля отделно напрежението и тока на по 1.41...
Това е вярна сметка за КПД на стъпалото в случай че имаш носеща без модулация 120 волта от връх до връх. Ако това е във върха на модулацията не е коректно сметнато КПД защото следва полупериода в който носещата е почти 0. Средната изходна мощност няма да бъде равна на пиковата. С модулатор клас Д мисля че най-коректно ще е да определиш КПД на стъпалото с нулева модулация. Грешката ще е минимална, а най-лесно и точно ще стане според мен. Но това е мое мнение, не твърдя че е общовалидно правило или че е 100% коректно.
P.S. Сега видях че товара ти е 52 ома а не 50 от където и идва малката разлика между твоите и моите сметки но така или иначе принципно въпроса остава същия.
-
Абе и аз не знам вече, може и да си прав. Спирам модулацията, остават ми 9 волта захранване на 1.6А за носеща, 30 волта половината са 8,62 вата или 59.86% КПД. Ама пък с пълна модулация ефективната ми мощност е вярна и там КПД е 90%, това си е вярно - 34.6 вата. Клас Е имат много аспекти, които все още не познавам добре и един от тях е, че КПД зависи от 100 неща, освен от настройката за добра форма на дрейна. Какви ли не обяснения съм чел. Малко по-късно ще се опитам по тия сметки да мина - http://bulletin.pan.pl/%2855-4%29411.pdf . Човек се учи докато е жив! :drinks:
-
Освен това тия 9 волта... те са от модулатора. При запълване към 46% стигам 9 волта, гледах го на осцилоскопа какво излиза - има някакви пулсациики, но са нищожен процент. Не зная какъв е изходния импеданс на модулатора, че да го сметна за източник на постоянно напрежение чиста монета, с нисяък импеданс. Много бих се зарадвал някой от колегите по инициал да изкоментират и да приключат мъките ми по въпроса, че и твоите, Ориго. :)
-
Привет на всички!
Реших да опростя конструкцията, избирайки фиксирана честота. В клас Е практически пренастройката не става лесно. Избрах ХО в миниатюрен корпус на 1.554МХц от Фарнел и единичен драйвер MCP1416 за МОСФЕТ транзистор - http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20002092F.pdf . По този начин задаващия генератор и драйвера ще заемат заедно със стабилизатора 3.3 волта за осцилатора само около 2 кв.см., като смятам да запоя тяхната платчица директно до мосфета на главната. Към момента съм завършил основната платка с усилвателя. Като я подкарам ще я окомплектовам с ШИМ модулатора и захранването за един комплектен СВ предавател!
[attach=1]
-
Пуснах симулация на горната схема на LTSpiceIV, резултатът очаквано добър.
[attach=1]
-
Привет сандъкчии!
Ех че хубаво стъпалце стана! Но да караме подред...
Първо на малка експериментална платка запоих стабилизатора 3.3 волта, осцилатора и драйвера за мосфета. Може да видите драйвера в дясно под SMD електролита 1мФ, захванат отгоре му.
[attach=1]
Платката запоена към усилвателя. Добавих ценер 18 волта за защита на гейта при обърквации.
[attach=2][attach=3]
След като махнах вярната ми основа за тестване на ключови усилватели, монтирах новото стъпало и го свързах за модулатора.
[attach=4]
Всико си тръгна както се очакваше, че и отгоре! Компактния монтаж на ВЧ тракта и точната настройка на LC веригите в изхода казаха своята дума. 1.8А консумация при 9 волта (носеща) - 16.2 вата.
[attach=5]
Форма на сигнала върху товара, платката с филтъра отгоре НЕ СЕ ИЗПОЛЗВА, каквото излиза от стъпалото е на осцилоскопа. След като сложих едно малко вентилаторче да духа радиатора схемата разгъна малко и достигна 76 волта от връх до връх, 38 половинката или 13.8 вата, или 85.2%. Не е лошо начало, но определено може още. Тепърва ще си поиграя със стойностите на LC веригата.
[attach=6]
И модулация за красота...
[attach=7]
Още малко електроника и ще стане компактен и стабилен предавател - предусилвател/филтър за аудиото, автоматичен сикуенсър, който да пуска крайното след като е тръгнал осцилатора и ВЧ амперметър на изхода за лесна настройка на антените.
Това е за днес,
бъдете здрави!
Билян
:drinks:
-
Поздравления, стъпалото работи прекрасно! Отлична форма на изходния сигнал без филтър и се вижда и как модулацията сега е МНОГО по-линейна, бих казал вече напълно достатъчно линейна!
-
Мерси!
Въпреки хубавия сигнал трябва още малко филтрация. Мисля един филтър от седми ред до 1700кХц ще изправи и малкото останали кривини и ще изчисти спектъра. Тази вечер започвам с останалите компоненти.
:)
-
Да, разбира се на око на осцилоскопа не се виждат нелинейни изкривявания под 1-3 процента а в случая се интересуваме от доста под 40 децибела хармоници извън излъчваната лента така че има необходимост от филтър, но е хубаво че дори без него не е много зле положението.
-
[attach=1]
Ето, Чебишев от 7 ред, гранична 1.7МХц. В симулацията имам 76 волта на входа, при 2 мегахерца са 2.5 волта или 15 миливата. Този ще е.
Снощи монтирах предавателя в една кутия от китайско захранване. Сложих му една интелска турбина да го хлади, но се отказах да монтирам НЧ усилвател вътре. Пробвах, обаче забърсваше много шум. Трябва да измисля как да стане външно, имам 1-2 идеи. Още не съм монтирал ВЧ амперметъра, но пък съм нанизал трафчето на изхода.
[attach=2][attach=3]
[attach=4][attach=5]
Пуснах го с модулация да го чуя, обаче чувам някакъв импулсен шум на радиото пак, точно като в малкия предавател. Тук идва нещо по мрежата и не мога да се отърва от него. Ще го мисля по-натам.
-
Готово!!!
Малко филтрация и всичко се оправи. Едно китче с TL081 с усилване 4.7 пъти, захранено през CLC филтър и още един такъв за турбинката, че генерира зззззззз и сега е тих! Е, не съвсем, но това идва по мрежата.
-
Пак ще си признавам крайна глупост. След толкова години ръчкане пак правя някакви малоумни грешки, защото тук наистина съм си бил рекорда.
Вчера изкопах стъпалото и го пуснах да го огледам добре как работи. След известна настройка на осцилоскопа успях да видя това "бззззз", което се носи върху вълната и чувам в радиото. След 15 секунди прекарани в чудене с какво да заменя проклетото импулсно, реших да направя нещо, което не ми беше минавало до сега през акъла - да врътна потенциометърчето за честотата на ШИМ генератора с 555. И познайте колко бях слисан, като видях как тези мънички ВЧ пикчета започнаха да се разреждат и сгъстяват на екрана, като шумовете преминаваха през палитра от хармонични хорови изпълнения!!! Секунда по-късно вече ми беше ясно всичко, и определено не се гордея със себе си.
Нека погледнем веригата, на изхода по схемата на модуатора:
[attach=1]
Това НЕ Е товарната индуктивност за крайното стъпало на предавателя, това Е ФИЛТЪР за честотата на ШИМ!!! Омешал съм нещата и съм го игнорирал, решавайки, че мога да получа необходимата товарна индуктивност с един дросел 330мкХн и кондер 0.1мкФ на изхода и край. И така съм си инжектирал тия 148 килохерца директно в крайното стъпало, като резултата бяха тия странни свистенета, невъзможността да модулирам линейно в дълбочина, някакви призрачни ВЧ генерации и сваляне на КПД на стъпалото. Дори докато снощи си играх с един набързо нахвърлян филтър, за да потвърдя опасенията, изгорих транзистора на крайното. Ок, спирам поялника и осцилоскопа, и си лягам. По нощите не се мисли добре.
Тази сутрин станах и пак загледах схемата. Филтъра е малко особен - L вход и звено на Кауер. И тъй като нямам стойностите на индукторите, реших да погледна какъв филтър са ползвали в предавателя FAT5, където модулатора е много подобен и е със същата честота на ШИМ:
[attach=2]
Ок, това е доста по-ясно. Изкопах 2 ядра дебелички феритни с НЧ материал, които ми дават около 5.4 микрохенри на навивка. Сега остава в понеделник да мина през комет и да задигна 6 броя кондери Wima по 1мкФ.
Освен това се замислих и друго. Този модулатор е направен да работи с малък ток и ВН, по схема е на 120В. Ако взема една тлъстичка интегралка драйверна и бутам IRFP250N, дали ще изкарам 70-80 вата? Първо ще сменя обаче транзистора IRF510 на това стъпалце и ще пробвам отново цялата схема, вече направена грамотно.
Е, човек се учи, докато е жив. Понякога по няколко пъти! Ще качвам резултати!
:drinks:
-
Днес докопах и купих на сляпо 2 дебелки ядра сиво боядисан ферит. Една навивка ми даде около 4.3мкХн, което ми подсказва, че материала е НЧ. Освен това тежи бая и мисля, че е железен прах, не ферит. Цифрата е малко височка за Аl, но реших да пусна симулация на филтъра с тях. Навих 3 навивки на едното, получих 36.4мкХн, баш в целта. На второто при 5 навивки получих 100мкХн, но при 4 е някъде 54мкХн, и е малко. Симулацията е съгласна, ето ги и тях!
[attach=1]
[attach=2]
Дебелка жичка сложих. Ще бъдат на фолиран гетинакс, заедно с кондензаторите. Да видим какво ще излезе! При 148кХц има потискане -62дБ или 1259 пъти по-ниско напрежение, т.е. при 9 волта при носеща, би трябвало шумовете от ШИМ да са 7.2мВ и това е преди товарната индуктивност на крайното стъпало. Супер.
:hi:
-
Защо кондензаторите са вързани паралелно? не става ли с един с необходимият капацитет?
-
В коя от схемите? В тази от модулатора моя - не знам, така е решил човека. А в тази на ФАТ5 съм убеден, че е от икономически съображения - просто са поръчали кило и канче бройка за производството и слагат.
-
Може и от съображения за по-ниска индуктивност и по-малко натоварване на всеки кондензатор макар че за тези честоти едва ли.
-
Ще го видим как ще работи. Утре ще взема пратката от Фарнел за предавателчето керамиците, и с тях ще взема и кондери за този филтър. И да не забравя 510-ки... :D
-
Готово!
[attach=1]
НИЩИЧКО не засичам след филтъра, никакви импулси! На осцилоскопа съм на 5мВ на деление. Чистичко е вече, доволен съм. Дори вързах на изхода паралелно с товара високоомните ми слушалки. В тях се чуват чудни неща, като ги има, но ниц.
От друга страна реших да зарежа стъпалото с IRF510 и да се пробвам с IRFP250N. Той е до 200 волта, но му трябва як драйвер, който имам в лицето на TC4422. Както винаги, пуснах сметките в екселския файл и после ги хвърлих в LTSpiceIV... И тоталллна енигма!
[attach=2]
Това са сметките... Задал съм 120 вата мощ на 48 захранващо.
[attach=3]
А това симулацията!!! Е как е възможно, 56.3 волта пик - 31.7 вата! Както казали на един конгрес на гинеколозите "Колеги, къде бъркаме?!"
Някой да има някаква идея? Всички модели в спайса са ок.
-
Туку-що зумнах дрейновото напрежение и какво да видя?! Формата му точно каквато трябва да е формата на ТОКА! Б..х м...у! :crazy:
[attach=1]
-
Ок, съвсем откачам май.....
[attach=1]
Ама като го симулирам...
[attach=2]
Пак подобна глупотевица. И вижте тока в червено! Дали нещо модела на 250-ката е прецакан...
-
По първата схема според мен бъркаш че е сметнато за товар 6 ома а ти слагаш 50 и затова не изкарваш цялата мощност. По втората вече не знам къде е проблема че излизат тия пишки. Попринцип не винаги се доверявай на 100% на моделите, имат някои издънки, но предполагам че ако си ползвал и други модели на MOS транзистори сега нямаме основание да мислим че тези са сбъркани.
-
Не, 6 ома е товара към дрейна. Звеното на изхода преобразува в 50. А по втората схема се ползва траф по принцип. Не знам, днес ще пробвам да направя малък модел с 2Н7000 да видя дали не е въпрос на модел на мощен транзистор.
-
Ок, очевидно нещо не е наред с първия екселски спредшит. Сега се загледах, че звеното на изхода няма как да преобразува, като входни и изходния му кондензатор са еднакви по стойност. Нищо чудно, че имах грижи с 10 ватовото стъпало. Реших да постъпя по друг начин, дръпнах друг спредшит с класическите формули на Сокал и син, сметнах за 120 вата и после, взимайки пред вид, че при този клас настройките за минимални загуби и за максимална мощност са различни, донатамъних компонентите, докато получих идеална вълна. За преобразуване сметнах нископропускащо ПИ звено и чрез регулиране на неговата индуктивност, мога да изменям в малки граници характера на товара и да контролирам подскока на тока, при отпушване на транзистора. Резултата е повече от приемлив, успях да докарам и като цяло стандартни стойности, които вече имам на сребро/слюда. Тия дни ще налепя стъпалото и захранването, да видим какво ще излезе! :)
[attach=1]
[attach=2]
3.3А (не съм показал трейса на тока през L1, но се колебае малко със тази средна стойност) при 48В дават 158 вата консумация. 121 волта върху 50 ома дават 146 вата полезна мощност. КПД е 92%. Имайки пред вид, че ще имам пад върху ШИМ модулатора, захранващото ще е по-ниско и може да се събера в 120 вата пик. Би било чудесно! Ако успея с това стъпало ще окомплектовам един хубав СВ предавател на 1.544МХц, честота на която антената ще е по-човешка, от колкото на 1МХц.
-
[attach=1]
Няма ми се смеете за трафа с изправителя! Знам, че може да даде 30А, ама нямам друг. Кондерите на трафа са 182мкФ, на модулатора има още 100 микро, напълно са достатъчни. Товара на модулатора е 26.5 ома / 20 вата, на входа идват 51.2 волта, виждате го настроен на 24 за носеща. Отдава кротко 900мА.
[attach=2]
Започнах да поподреждам стъпалото. Няма ги бобините още. Радиатора ви е познат от първия усилвател на него, АВ с 2 броя IRF510, който мина в резерва. Ако някой се интересува от него и има с какво да си го бутне и радиатор, да пише, не ми е нужен вече.
Тая седмица следва стъпалото!
:drinks: