Hallo (Amateurfunker),
kennt jemand noch andere Anbieter von Leistungsverstärkern,
Größenordnung 10-150 MHz, 300W in 50 Ohm.
Ich kenne standardmäßig:
http://www.communication-concepts.com/ (Bausatz Leistungsverstärker)
http://www.minicircuits.com (für die Vorverstärker)
Mit den Verstärkern soll ein Plasma für einen Ätzprozess gezündet und
aufrecht erhalten werden, die Anregefrequenz wird von einem
Signalgenerator/Arbitrary Waveform Generator vorgegeben und kann
innerhalb der o. g. Bandbreite variieren.
Zur Impedanzanpassung bei den verschiedenen Frequenzen brauche ich
einstellbare Spulen und Kondensatoren, die die auftretenden Ströme und
Spannungen abhalten können. (Kondensatoren: >500V DC zusätzlich zu den
AC-Spannungen; die Gleichspannung kommt durch die unterschiedliche
Beweglichkeit von Ionen und Elektronen im Plasma zustande).
Gruß,
Michael
Dürfte schwierig sein, da fündig zu werden. Der Frequenzbereich ist
nicht amateurfunktypisch, da man dort typischerweise 1,8...30 MHz,
50 MHz und dann erst wieder 144 MHz braucht. Einen Verstärker, der
von 10 bis 150 MHz geht, braucht man dort in dieser Leistungsklasse
eher selten, und die PAs für KW und VHF sind halt üblicherweise
separat.
Das soll nicht heißen, dass das nicht gehen würde, aber ich denke,
dass du das zumindest im Großserienmarkt für den Amateurfunk kaum
finden wirst. Auch die Nachnutzung älterer Schiffsfunksender (war
im Afu-Bereich lange üblich) dürfte daran scheitern, dass da alles,
was Leistung hatte, nur bis 30 MHz ging.
Ich fürchte beinahe, da ist ein Eigenbau angesagt. Du könntest noch
in <news:de.comm.funk.amateur> oder <news:de.sci.electronics>
nachfragen.
Ein Freund von mir benutzt für ein sehr ähnliches Projekt (AWG ->
Breitbandverstärker -> Kapazitiv gekoppeltes Plasma) Verstärker von
Amplifier Research. Das ist allerdings nicht die billigste Lösung :-)
Wenn du wirklich mit einer arbiträren Signalform ans Plasma willst, wird
es mit einem Anpassnetzwerk sehr schwierig da in dem Signal
üblicherweise viele Frequenzkomponenten enthalten sind. Deshalb wird
dort auch (meines Wissens nach) nur ein Blockkondensator zwischen
Verstärker und der kapazitiven Elektrode um die DC Ströme aus dem
Selfbias zu unterdrücken. Alles andere muss der Verstärker schlucken :-)
Ansosnten hat Dressler (jetzt Advanced Energy ?) recht viel im Programm
um Plasmen zu erzeugen. Kann sein das die in ihrer Produktlinie für
gepulsten Bias Komponenten anbieten die man auch für arbiträre Signale
Da mein Interesse allerdings nicht so wirklich bei den technischen
Plasmen liegt sondern in der Fusion, bin ich aber nicht der allerbeste
Ansprechpartner :-)
Grüsse aus der Provence
Timo
Hallo Timo,
> Ein Freund von mir benutzt für ein sehr ähnliches Projekt (AWG ->> Breitbandverstärker -> Kapazitiv gekoppeltes Plasma) Verstärker von> Amplifier Research. Das ist allerdings nicht die billigste Lösung :-)
Das ist schonmal eine interessante Firma; auch was Ultraschallverstärker
angeht (mein eigentliches Beschäftigungsfeld).
> Wenn du wirklich mit einer arbiträren Signalform ans Plasma willst, wird> es mit einem Anpassnetzwerk sehr schwierig da in dem Signal> üblicherweise viele Frequenzkomponenten enthalten sind.
Ich will nicht gleich über den ganzen Bereich sweepen. Wenn ich die
ungefähre Impedanz des Plasmas im Betrieb kenne, kann ich zumindest eine
ungefähre Impedanzanpassung für einen gewissen Frequenzbereich
realisieren. Ich denke zunächst an ein einfaches T- oder Pi-Anpaßglied
mit einstellbaren Spulen und Kondensatoren.
Bei geringer Leistung betrieben gehen die Verstärker nicht gleich
kaputt, wenn man an der Anpassung rumspielt.
> Deshalb wird> dort auch (meines Wissens nach) nur ein Blockkondensator zwischen> Verstärker und der kapazitiven Elektrode um die DC Ströme aus dem> Selfbias zu unterdrücken. Alles andere muss der Verstärker schlucken :-)
Der Blockkondensator gehört unbedingt rein. Der sollte aber nur ein Teil
des Anpassungsnetzwerkes sein. Es geht ja nicht nur darum, wieviel
Energie zum Verstärker zurückkommt, sondern auch, wieviel Energie
tatsächlich ins Plasma geht.
> Ansosnten hat Dressler (jetzt Advanced Energy ?) recht viel im Programm> um Plasmen zu erzeugen. Kann sein das die in ihrer Produktlinie für> gepulsten Bias Komponenten anbieten die man auch für arbiträre Signale
Auch eine gute Idee. Die verwenden wahrscheinlich umschaltbare
Anpaßnetzwerke. Es ist aber wahrscheinlich etwas aufwendig, sowas selbst
zu bauen.
> Da mein Interesse allerdings nicht so wirklich bei den technischen> Plasmen liegt sondern in der Fusion, bin ich aber nicht der allerbeste> Ansprechpartner :-)
Doch, danke. Das waren gute Hinweise.
Gruß,
Michael
Hallo Jörg,
ok, danke. Dann brauche ich beim Amateurfunk nicht zu suchen. Höchstens
nach den einstellbaren Kondensatoren/Spulen für das Anpassungsnetzwerk.
> Ich fürchte beinahe, da ist ein Eigenbau angesagt.
Ja, denke ich auch. Der Bausatz von communication-concepts wird schon
funktionieren. Davon habe ich schon mehrere verbaut. Wenn man von der
manchmal etwas komischen Dokumentation absieht, sind die auch sehr gut.
Mit dem Anpassungsnetzwerk muß ich dann mal meine Erfahrungen sammeln.
Ich kenne nur die Theorie, aber nicht die Widrigkeiten in der Praxis.
Gruß,
Michael
Michael Lenz wrote:
> Ich will nicht gleich über den ganzen Bereich sweepen.
Ich bin jetzt etwas verwirrt. Sinus variabler Frequenz oder arbiträres
Signal?
Warum willst du dein Anregungssignal eigentlich ändern? Geht es dir (i)
darum Plasma Dichte und Randschichtsapnnung unabhängig voneinander
einzustellen oder geht es (ii) darum wirklich die Ionenenergieverteilung
gezielt zu beeinflussen? Im ersten Fall sind Zweifrequenzplasmen
vermutlich die erste Wahl. Da
und
kann man man mit einer einer hohen Frequenz das Plasma erzeugen und dann
mit einer kleineren Frequenz gezielt die Randschicht beeinflussen. Da
das in der Industrie häufig benötigt wird, gibt es dafür fertige
Lösungen zu kaufen.
Wenn man aber wirklich die Ionenenergieverteilung beeinflussen will,
kommt man um arbiträre Signale eher nicht herum. Dann bräuchte man aber
breitbandige Anpassfilter, oder man verzichtet ganz auf sie.
> Wenn ich die> ungefähre Impedanz des Plasmas im Betrieb kenne, kann ich zumindest eine> ungefähre Impedanzanpassung für einen gewissen Frequenzbereich> realisieren. Ich denke zunächst an ein einfaches T- oder Pi-Anpaßglied> mit einstellbaren Spulen und Kondensatoren.
Mmmhh. Ich habe mir bisher nie wirklich Gedanken gemacht wie groß die
Impedanz an den Elektroden wirklich ist - Ist vermutlich auch schwierig
den echten Wert vorauszusagen, da der ja entscheidend von den
Plamaparametern (z.B. Dichte und Temperaturen) abhängt. Da diese
Parameter aber wieder Funktionen vieler anderer Faktoren
(Reaktorgeometrie, Wandverluste, Plasmachemie etc) sind, dürfte es
schwierig sein das zu modellieren.
Anderseits ist es ja eine recht wichtige technische Frage und deshalb
werden sich bestimmt schon viele darüber Gedanken gemacht haben und es
sollte ausreichend Literatur geben.
>> Bei geringer Leistung betrieben gehen die Verstärker nicht gleich> kaputt, wenn man an der Anpassung rumspielt.
Meistens :-)
> Der Blockkondensator gehört unbedingt rein. Der sollte aber nur ein Teil> des Anpassungsnetzwerkes sein. Es geht ja nicht nur darum, wieviel> Energie zum Verstärker zurückkommt, sondern auch, wieviel Energie> tatsächlich ins Plasma geht.
Korrekt. Bei dem Aufbau den ich kenne war es aber nicht so entscheidend
weil der Verstärker deutlich mehr Leistung liefern konnte als Proben und
Messaufbau vertragen :-)
Grüße aus der heute leider nicht sehr sonnigen Provence
Timo
Das Plasma ist eh nichtlinear. Wenn man schon mit einem 50 Ohm System
draufgeht, dann mit Leistungsregelung, so dass die Reflexionen die
Endstufe nicht beschaedigen.
Hallo Verstärkerfinder,
> die Idee mit einem Gerät von Amplifier Research hat ja schon jemand> gepostet aber den Link solltest Du Dir trotzdem mal ansehen:>> http://www.mbmt.com/gb_frameset_list_search_sel.php?scv=200L&status=search&Sel=&Sel2=3794
Oh, das sieht sehr gut aus. 53 dB Verstärkung sind ganz schön viel; das
kann man dann wie's aussieht mit einem einfachen Signalgenerator
treiben!
Dafür ist es natürlich auch 20dB teurer als der Verstärker von
Communication Concepts. Selbst wenn es nicht für das Plama verwendet
wird, wäre es was für den Ultraschall.
200W in 50 Ohm sind immerhin
P = U^2/R
U = sqrt{200*50} = sqrt{10000} = 100V
und der Frequenzbereich ist nach oben hin sicher ausgelegt.
Gruß,
Michael
Hallo Timo,
>> Ich will nicht gleich über den ganzen Bereich sweepen.>> Ich bin jetzt etwas verwirrt. Sinus variabler Frequenz oder arbiträres> Signal?> Warum willst du dein Anregungssignal eigentlich ändern? Geht es dir (i)> darum Plasma Dichte und Randschichtsapnnung unabhängig voneinander> einzustellen oder geht es (ii) darum wirklich die Ionenenergieverteilung> gezielt zu beeinflussen? Im ersten Fall sind Zweifrequenzplasmen> vermutlich die erste Wahl.> Da>
und
> kann man man mit einer einer hohen Frequenz das Plasma erzeugen und dann> mit einer kleineren Frequenz gezielt die Randschicht beeinflussen. Da> das in der Industrie häufig benötigt wird, gibt es dafür fertige> Lösungen zu kaufen.> Wenn man aber wirklich die Ionenenergieverteilung beeinflussen will,> kommt man um arbiträre Signale eher nicht herum. Dann bräuchte man aber> breitbandige Anpassfilter, oder man verzichtet ganz auf sie.
Laß Dich nicht von dem Sweep verwirren. Mein Gebiet ist Ultraschall; von
den Plasmasachen hab ich nicht viel Ahnung.
> Mmmhh. Ich habe mir bisher nie wirklich Gedanken gemacht wie groß die> Impedanz an den Elektroden wirklich ist - Ist vermutlich auch schwierig> den echten Wert vorauszusagen, da der ja entscheidend von den> Plamaparametern (z.B. Dichte und Temperaturen) abhängt.
Nichtlinear ist das Plasma sagt "neeee" ja; das stimmt wahrscheinlich
auch. Trotzdem ist eine durchdachte Anpassung immer besser als eine
zufällige.
>> Bei geringer Leistung betrieben gehen die Verstärker nicht gleich>> kaputt, wenn man an der Anpassung rumspielt.> Meistens :-)
Bei denen von communication concepts steht extra dabei, daß sie unter
20V Versorgungsspannung nicht kaputtgehen.
Gruß,
Michael
Michael,
bin bei den Preisen für Bausätze überhaupt nicht im Film. 20 dB teurer,
war das jetzt auf Spannung (20 dB = Faktor 10) oder Leistung (20 dB =
Faktor 100) gesehen? Egal, das Basteln entfällt.
Ja, 53 dB Verstärkung sind die wahre Wonne und als Treiber reichen die
+10dBm eines Arb- oder Signalgenerators locker aus. Die PA ist nominal
mit 200 Watt angegen, da kommen dann locker auch über 300 Watt heraus.
Mit Plasma als Senke kenne ich mich so gar nicht aus aber der 200L
verträgt lt. Datenblatt ein VSWR von 2:1 und wenn ich da mal schnell auf
meinen Kaffeebecher sehe, ist das 11% rücklaufende Leistung. Da musst Du
schon einen Zirkulator vorsehen, wenn Du das Plasma nicht auf 50 +/-
einige Ohm eingepegelt bekommst.
Grüße
>> Michael Lenz wrote:> Selbst wenn es nicht für das Plama verwendet> wird, wäre es was für den Ultraschall.
Hallo Michael,
Ultraschall ist (wenn ich mich nicht irre) alles zwischen 35 kHz und 1
GHz. So "breit" sind die leistungsstarken Labor-Verstärker nicht, die
funktionieren auch nur optimal im jeweils angegebenen Frequenzband.
Du sagtest, dass Deine Domäne eher im Ultraschall liegt und da nehme ich
mal an, dass Deine Antenne optimal an 50 Ohm angepasst ist. Wenn Du da
noch Verstärker suchst, kann ich Dir ggf. helfen, z.B. 1 - 400 MHz mit
nominal 50 Watt oder 220 bis 400 MHz mit 200 Watt (der ist auch
unkritisch gegen höhere Reflexion).
Klar, das sind Markengeräte, die haben auch gebraucht ihren Preis aber
Versuche bei den Frequenzen mit der Leistung macht ja auch kaum jemand
als finanzinteressenloses Hobby. Bei Interesse schickst Du mir bitte
eine PM.
Jahreszeitliche Grüße
Tach Michael
Michael Lenz wrote:
>>> Bei geringer Leistung betrieben gehen die Verstärker nicht gleich>>> kaputt, wenn man an der Anpassung rumspielt.>> Meistens :-)> Bei denen von communication concepts steht extra dabei, daß sie unter> 20V Versorgungsspannung nicht kaputtgehen.
Dann ist die Amplitude der Hochfrequenz auch nur 20V ? Das wird recht
knapp.
Auch wenn ich nicht weis was für ein Gas ihr verwenden wollt und bei
welchem Druck, denke ich 20V sind zuwenig sowohl um Plasma zu erzeugen
und um zu ätzen.
Ueberlicherweise sollte man mit der RF Amplitude deutlich über der 1.
Ionisierungsenergie liegen (H2, O2, Ar > 10eV, He ~ 25eV) um ein Plasma
zu zünden und zu erhalten. Das Stichwort dazu heißt Paschenkurve.
Ein weiteres Problem ist das das Selfbiasing maximal so groß wird wie
die angelegte RF Spannung. Selbst wenn wir idealisiert davon ausgehen
dass die ganze RF Spannung an der Randschicht der getriebenen Elektrode
abfällt, hast du nur 20V um die Ionen zu beschleunigen. Damit haben die
Ionen aber nur sehr wenig Energie um zu aetzen (durch physical
sputtering). Das ganze wird u.U. etwas besser wenn man reaktive Gase
einsetzt ( plasma enhanced chemical etching) haengt aber entscheidend
von eurem Materialsystem ab.
Das führt zu der Frage: Was wollt ihr eigentlich ätzen? Wie oft?
Insbesondere wenn ihr nur wenig Erfahrung mit Plasmen habt ist es
vielleicht einfacher an einer Uni eures Vertrauens eine Kooperation
einzugehen.
Gruesse Timo
p.s. Ich kann die Skripten zur Plasmaphysik und
Plasma-Oberflaechenwechselwirkung von Professor von Keudell unter
http://www.ruhr-uni-bochum.de/reaktiveplasmen/german/skripten/skript.html
sehr empfehlen wenn man sich mit der Plasmaphysik auseinandersetzen
will.
>> Bei denen von communication concepts steht extra dabei, daß sie unter>> 20V Versorgungsspannung nicht kaputtgehen.>>Dann ist die Amplitude der Hochfrequenz auch nur 20V ? Das wird recht>knapp.
Ja - aber nur bezogen auf den Ausgang des Verstärkers OHNE
Anpassnetzwerk. Der Strom liegt dann ebenfalls im zweistelligen Bereich,
also wenige Ohm, außerdem meist auch nicht reell. Von der
Frequenzabhängigkeit auch noch abgesehn.
Wenn die Last hochohmig genug ist, kommt man mit der HF-Spannung schon
in den dreistelligen Bereich - durch das Anpassnetzwerk (im einfachsten
Fall ein breitbandiger Trafo). Auch bei 20 V Drain/Collector-Spannung.
Ein SWR von 2 auf 50 Ohm bezogen bedeutet übrigens einen Kreis im
Smith-Diagramm mit halber Länge. Der geht dann auf der reellen Achse
durch jeweils durch 25 Ohm (Z0 / 2) und durch 100 Ohm (Z0 * 2). Und
selbst diese vermeintlich schlechte Anpassung bedingt nur einen Verlust
von etwa 11 %. Damit wird deutlich, dass die Anpassung nur so ungefähr
im richtigen Bereich liegen muss. Sonst hätte bei mehr als einer Oktave,
wie verlangt, auch sein Problem. Aber das geht schon recht ordentlich
mit o. g. Verstärkern.
Es gibt noch ein Stabilitätskriterium für Verstärker, damit die bei
Fehlanpassung (auf jeglicher Frequenz - also nicht nur auf der momentan
getriebenen Frequenz) nicht das Schwingen anfangen (ggf. das nicht
überleben). Das hängt aber von allen Vierpolparametern ab, also auch
insbesondere von der Eingangsbeschaltung. Hier helfen oft
Dämpfungsglieder bei sonst ausreichender Verstärkung - oder der
Verstärker ist selbst schon als "absolut stabil" einzuordnen.
Gruß von einem dieser Funkamateure
(Habe auch nichts gegen das (falsche) Wort Amateurfunker - ein Amateur
ist dem Wortstamm nach ohnehin nicht mehr als ein "Liebhaber". Aber was
für ein schönes Wort also ...)
