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Forum: HF, Funk und Felder 12 W Linearer Verstärker 1-30MHz für RFID 13.56 MHz


Autor: Janusz Piwek (piwi)
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Moin,

ich habe folgendes Problem.
Ich entwickle zur Zeit an einem RFID Reader bei 13.56MHz. Die 
Ausgangsleistung von diesem kann ich wahlweise auf 100mW oder 200mW an 
50Ohm einstellen.
Um die Tags auch bei größeren Reichweiten zu detektieren, brauche ich 
einen Verstärker von 12W. Die 12W möchte ich an einen PowerSplitter 
hängen um zwei Schleusenschenkelantennen zu bedienen.
Folgende Infos:

P_out (RFID Transceiver) : 0.1 / 0.2 W an 50Ohm
Modulation: ASK 10-30% oder OOK
f = 13.56MHz
Kenntnisse: ich bin nicht gerade der HF Guru

Ich bräucht am besten ein kleine Anleitung wie man Class A und Class A/B 
Amplifier mit Feedback dimensioniert.

Schönen Gruß
Piwi

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo,

Schau Dir den folgenden Verstärker mal an. Ich habe ihn selbst mehrmals 
erfolgreich aufgebaut.

Frequency Range    1.6 to 30 MHz
RF Power Gain           25 dB (typical)
RF Power Input           100 Milliwatts
RF Power Output   20 Watts
DC Input Voltage   12.5 Volts
DC Input Current   5 amps (typical)

http://www.communication-concepts.com/an779L.htm

Kosten: etwa 120 €

Im Leerlauf braucht der Verstärker etwa 1.8A bei ungefähr 12V. Auf 13,8V 
wie in dem Original-Bausatz von Motorola würde ich nicht gehen, da es 
sonst zu heiß wird (steht auch in der Bauanleitung).

Zusätzlich brauchst Du ein ordentliches Netzteil, und einen PC-Lüfter 
zum Kühlen.

Ob Du mit derartiger Leistung senden darfst, weiß ich nicht. Mit 
Sicherheit benötigst Du zumindest ein Bandpaßfilter für die 13 MHz, 
damit Du nicht auf dem gesamten Frequenzbereich Störungen einstrahlst.


Gruß,
  Michael

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Michael Lenz wrote:

> Ob Du mit derartiger Leistung senden darfst, weiß ich nicht.

Hatte mich auch gerade interessiert.  Das Ganze zählt als ,,induktive
Funkanwendung'', d. h. es wird in erster Linie von einer magnetischen
Feldkomponente ausgegangen (bedingt durch die im Vergleich zur
Wellenlänge kleinen Antennen).  Für RFID-Anwendungen im Bereich
13553-13567 kHz ist dabei eine maximale Feldstärke von 60 dBµA/m
in 10 m Entfernung zulässig (bei nicht-RFID-Anwendungen sind es nur
42 dBµA/m).  Außer der Leistung geht da also im Wesentlichen der
Antennenwirkungsgrad noch mit ein.

Autor: Janusz Piwek (piwi)
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Der Amplifier ist nicht schlecht.
Ist es irgendwie möglich die Leistung von außen nachträglich 
runterzuregeln?
z.B. über die Verstärkung??????
Ich will den User die Leistung in 1W oder 250mW Schritten einstellen 
lassen über ein Konfigurationstool.

Danke schon mal für den guten Tip!!!

Autor: Ohh (Gast)
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Indem man den eingang runterregelt ? Ein VGA am Eingang

Autor: Janusz Piwek (piwi)
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> Indem man den eingang runterregelt ? Ein VGA am Eingang

Danke für diesen schnellen Tip...
Das kam ja wie aus der Kanone!!!!

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Janusz,

>> Indem man den eingang runterregelt ? Ein VGA am Eingang

Ja, runterregeln des Eingangs funktioniert natürlich! Der Verstärker ist 
nicht darauf angewiesen, daß 100mA am Eingang ankommen.

Statt eines normalen Spannungsteilers nimmst Du allerdings am besten 
einen Abschwächer, der auf den Wellenwiderstand angepaßt ist.

Ich würde an ein normales Pi-Glied denken, das sowohl 50 Ohm Eingangs- 
als auch 50 Ohm Ausgangswiderstand hat. Es besteht aus drei Widerständen 
(R1, R2, R1) und sieht folgendermaßen aus:

               R2
o-----*------||||||-------*--------o
      |                   |        |
|    ###                 ###       |    |
|U1  ### R1           R1 ###       50   | U2
v    ###                 ###       |    v
      |                   |        |
o-----*-------------------*--------o

U1 ist die Eingangsspannung (vom RFID kommend), die 50 Ohm am Ausgang 
sind der Eingangswiderstand des Verstärkers.

Die Widerstände berechnest Du über die Gleichungen:

                         !
R1 || (R2 + R1||50)      = 50            (Eingangs-/Ausgangswiderstand)
(R1||50) / (R2 + R1||50) = F             (gewünschter 
Abschwächungsfaktor)

Wenn Du nicht rechnen willst, tippst du die Abschwächung (z. B. 6dB) und 
den Wellenwiderstand 50 Ohm hier ein:
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-pads.htm

Darauf kannst Du höchstens verzichten, wenn die Leitungslängen kleiner 
als lambda/20...lambda/10 sind.



Gruß,
  Michael

Autor: Janusz Piwek (piwi)
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Hi Michael,
Danke!

Das mit den Pi- oder T-Dämpfungsglieder ist mir bekannt.
Ich möchte die Leistungseinstellung dem Enduser überlassen, so dass 
dieser über ein Webinterface die Möglichkeit die Leistung in 250mW oder 
1W Steps einzustellen. Es gibt ja auch digitale Dämpfungsglieder für 
kleine Leistungen habe ich gesehen!

Autor: Janusz Piwek (piwi)
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@Michael

hast du eine HowTo oder eine Application Note wie man Class A oder Class 
AB für HF Amplifier dimensioniert oder eine Literaturempfehlung????
Ich habe schon das halbe Netz durchsucht und nix gefunden. Der AN779L 
ist super, wenn ich jedoch in Zukunft etwas daran ändern will, dann ist 
es halt problematisch.
z.B. ist der RFID 13.56MHz Transceiver IC TX-Pin direkt auf den RX-Pin 
zurückgekoppelt, so dass ich wieder eine Strippe von PA-Out zum RX-Pin 
ziehen muss.
Das ist nicht besonders elegant...sieht so nach Rumgebastel aus ;-)
ICh wäre dir echt dankbar, wenn du da einen Tip hättest...

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Janusz,

> hast du eine HowTo oder eine Application Note wie man Class A oder Class
> AB für HF Amplifier dimensioniert oder eine Literaturempfehlung????
Leider nein. Ich habe das vor ein paar Jahren mal erfolglos mithilfe des 
Tietze-Schenk probiert und war dann froh, daß ich den ANL-Verstärker 
gefunden habe.

Wenn ich heute nochmal danach suchen würde, würde ich in den 
Amateurfunkforen nachfragen und mich nicht mit einer Suchmaschine auf 
die Suche machen.
Die Forschung beschäftigt sich schon seit langem nicht mehr mit 
MHz-Verstärkern; dort bewegt man sich in der Größenordnung von 60 GHz, 
was nur auf ICs denkbar ist. Ich denke daher, daß die Amateurfunker - 
und für spezielle Anwendungen die Ultraschalltechniker - die einzigen 
sind, die sich noch ernsthaft mit MHz-Verstärkern auseinandersetzen.

Für Class C habe ich recht nette Beschreibungen gefunden:
http://www.loetstelle.net/grundlagen/verstaerker/v...
http://www.microsemi.com/micnotes/APT9702A.pdf


Gruß,
  Michael

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo nochmal,

ich werde mir demnächst mal

RF Circuit Design, 2e  von Christopher Bowick
http://www.amazon.com/RF-Circuit-Design-Christophe...

ansehen.

Ein Ausschnitt befindet sich hier:
http://www.rfdesignline.com/205800662?printableArticle=true

Ich könnte mir gut vorstellen, daß die Sachen dort recht verständlich 
erklärt werden.


Gruß,
  Michael

Autor: René H. (dj1yr)
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Hallo,

ich würde für das Projekt, Mosfets empfehlen, zum einen haben diese eine 
höhere Verstärkung (zirka 18db), das IMD verhalten ist besser, eine 
Leistungsregelung kann man über die Gatevorspannug relativ einfach 
bewerkstelligen.
Die sind relativ einfach zu bekommen im großen Auktionshaus.
Bei A-Betrieb ist auf eine sehr gute Kühlung zu achten(bei 12V bipolar 
ca. 5A Ruhestrom), zu überlegen wäre bei Fets die Gatevorspannung im 
Ruheszustand abzuschalten, so das kein Strom mehr fliesst.


Es gibt diverse 28V/50V Typen, dadurch werden die Netzteile etwas 
kleiner.

Autor: Joe (Gast)
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Ich würde Buggy bzw. uns Udo S. mal anrufen. Die haben bestimmt ne tolle 
P-Spice-Lösung parat. Hinni hat keine Zeit und der Ing. hinter den 7 
Bergen bei den 7 Zwergen leider auch nicht.

73

Joe W.

Autor: Janusz Piwek (piwi)
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ich bestelle mir den 10W qrp-projekt amplifier... ich hoffe, dass der 
mir weiterhilft...
ich danke allen für die hilfe... auch dir JOE!!!!!

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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> ich bestelle mir den 10W qrp-projekt amplifier... ich hoffe, dass der
> mir weiterhilft...
> ich danke allen für die hilfe... auch dir JOE!!!!!

Hallo Janusz,

was ist denn das für einer? Hast Du da nen Link; würde mich auch 
interessieren.

Gruß,
  Michael

Autor: Janusz Piwek (piwi)
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Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Janusz Piwek wrote:
> hier der Link:
> http://www.qrpproject.biz/QRPPA2008.html

Danke, das merk ich mir mal vor!

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