Hallo
Ich bastle an einer LD-Mos Pa mit dem bfr188. Dabei taucht folgende Frage auf.
Laut einer Tabelle von DJ0ABR (https://www.dj0abr.de/german/technik/kwpa/kwpa_performance.htm) erzeugt eine solche Pa heftige Oberwellen die im ungünstigstem Fall nur 4db niedriger als das Nutzsignal sind. Wenn ich nun ein TP-Filter dahinter schalte, was passiert dann mit der Leistung in der Oberwelle? Die müsste dann doch reflektiert werden.
Wenn ich also ein SWR-Meter zwischen Pa und TP-Filter habe, würde mir dort ein SWR ca. 3 angezeigt werden, selbst wenn ich einen perfekten 50 Ohm Abschlusswiderstand habe!
Nun habe ich nicht nur ein SWR-Meter hinter der Pa, sondern auch noch eine Schutzschaltung die bei zu hohem SWR die Versorgungsspannung abschaltet.
Also was tun? Die Schutzschaltung auf SWR 3 einstellen, das SWR ignorieren und ein anderes SWR-Meter hinter dem TP-Filter benutzen? Und die Welt ist in Ordnung?
Ich kann natürlich auch die Schutzschaltung hinter dem TP einbauen. Nur wenn dann mal das falsche Filter geschaltet wird, wird sie nicht auslösen.
Ich habe das ganze Netz nach dieser Problematik durchsucht, merkwürdigerweise scheine ich der Einzige zu sein der diese Problem hat. Oder habe ich hier einen Denkfehler?
Nein, das ist bei meiner Class-D PA auch so. Aber die Leistung in den Harmonischen ist glaube ich nicht so extrem.
Das SWR messe ich erst nach dem Tiefpassfilter. Die Reflexionen der Harmonischen werden wohl teilweise im Snubber und teilweise im Tiefpassfilter absorbiert, die MOSFETs bleiben bei mir kalt.
Als Schutzschaltung kannst du vielleicht einen thermischen Schutz einbauen oder den Schutz halt auf ein wirklich hohes SWR am PA-Ausgang einstellen.
Hallo Kurt danke für die schnelle Antwort. Aber was ist ein snubber? Ich glaube sowas habe ich nicht. Wäre schön wenn mein Transistor auch kalt bliebe. Der Kühlkörper ist so groß wie ein ein Kilo Paket Zucker und wird heftig angeblasen und bei 1,2 kW wird es schon warm!
Erkläre mir bitte, welches SWR von welchem Teil misst du?
Hinter dem TP-Filter ist (wahrscheinlich) auf 50Ohm angepasst. Dann ist dein Sender - was auch immer - der Generator, der die SWR-Brücke betreibt. Hinter dem TP und der Brücke sind 2 Anschlüsse. Die hängen doch nicht in der Luft, da ist doch zumindest Irgendetwas als Abschlusswiderstand dran, was auch immer.
So wird nicht das Ausgangs-SWR des Senders bestimmt, oder verstehe ich es falsch.
Ich bin zwar nicht der Kurt, aber ich bin sicher dass da ein Abschlusswiderstand dran hängt. Bei mir ist es eine Dummy Load. Und genau davor gehört das SWR Meter. Weil du ja wissen willst ob die Antenne richtig angepasst ist. Wenn du flexibel sein willst kannst du da auch noch einen anpass-netzwerk einfügen. Das kommt allerdings nach dem SWR-Meter. In meinem Fall interessiert mich(noch nicht) das Stehwellenverhältnis der Antenne, sondern das Stehwellenverhältnis meines Tiefpassfilters ,deshalb habe ich noch ein SWR Meter vor dem Tiefpassfilter
In meinem Fall interessiert mich(noch nicht) das
Stehwellenverhältnis der Antenne, sondern das Stehwellenverhältnis
meines Tiefpassfilters ,deshalb habe ich noch ein SWR Meter vor dem
Tiefpassfilter
Dafür musst du aber doch in! dieses Teil hinein! messen.
Nimm den TP alleine; wenn er symmetrisch aufgebaut ist (wie meistens) und keine Anpassungsaufgaben übernehmn soll, dann schliesst du ihn an einem Ende mit dem entspr. Widerstand ab und misst vom anderen Ende das SWR. Ob man nun SWR sagt oder Rückflussdämpfung (Return Loss neudeutsch) ist doch alles das Gleiche. Du hast aber hinein! gemessen.
Ein üblicher, normaler 3-,5-,7-poliger Butterworth- oder Tschebyscheff-TP ist kein Problem, alle sehr gutmütig. Bei Cauer wird es schon kribbeliger.
Als Amateure müssen wir ja mit unseren Unikaten kein Geld verdienen. Darum kann es ja auch ein bisschen aufwendiger sein. Trenne Anpassung von Filterung; getrennte Baugruppen. Das vereinfacht die Sache, und dann macht deine SWR-Messung auch Sinn.
Als Tipp:
Schau dir mal 'ELSIE' an. Ein kostenloses Filterprogramm. Muss man sich ein bisschen mit beschäftigen, aber von der Fülle der Möglichkeiten - nicht nur TP - wird man erschlagen.
Als Beispiel siehe Bild
7-pol 30MHz Tschebyscheff-TP, die Welligkeit weiss ich nicht mehr.
Einfügedämpfung 0.2-0.3dB, 60MHz -> ca. 60dB
(Man muss solange rechnen, bis die (sie) zu den (verfügbaren) passenden Werten bei den Cs rauskommen. :-) )
Für alle ganz Schlauen, da gibt es auch einen Deckel dazu.
Wenn ich nun ein TP-Filter dahinter
schalte, was passiert dann mit der Leistung in der Oberwelle? Die müsste
dann doch reflektiert werden.
Wird sie auch, falls es sich um ein verlustloses Filter handelt.
Wenn alles richtig ist, und mit etwas Glück, wird die reflektierte Leistung nicht im Transistor verheizt, sondern entlastet die Powersupply.
Hallo Wilhelm, ich verwende RF Sim. Ist nicht ganz so groß, aber tut seinen Zweck. Die Filter habe ich anschließend mit einem Netzwerk Analysator optimiert. Alle Filter haben einen SWR besser als 1,2 und einen Verlust besser 0,5 dB( sofern ich das messen kann) das Problem ist aber nicht das Stehwellenverhältnis im Durchlassbereich, sondern das Stehwellenverhältnis bei der dritten Oberwelle
Vielleicht habe ich das Problem gelöst. Ich habe ein Hochpassfilter für Frequenzen ab 40 Megahertz parallel zum Tiefpassfilter geschaltet der Ausgang des Hochpassfilters geht auf einen dicken 50 Ohm Widerstand da sollten dann die zweiten und dritten Oberwellen für 15 12 und 10 m verbraten werden
Naja die MOSFETs sind so Hoch- bzw. Niederohmig, dass da gar nicht viel Leistung anfallen kann. Je nach Frequenz und Schaltgeschwindigkeit sind es bei dir vielleicht auch Schaltverluste.
630 m ist ja noch fast Audio. Leider schalte ich nicht. Die Endstufe läuft im ab Betrieb mit 1,5 Ampere Ruhestrom bei 50 Volt Versorgungsspannung! Aber interessant dass sowas geht, geht das auch für die höheren Bänder?
Wenn ich nun ein TP-Filter dahinter schalte, was passiert dann mit der
Leistung in der Oberwelle? Die müsste dann doch reflektiert werden.
Deine PA hat ja eh keine rellen 50 Ω als Quellimpedanz, sondern die braucht sowieso irgendeine Form von Anpassung. Ein SWR-Meter hat an der Stelle so gar keinen Sinn.
Normalerweise legt man die Anpassung dabei so aus, dass sie (in irgendeiner Form) resonant ist, dann speichert sie Energie (zwischen L und C hin und her fließend). Bei der klassischen Klasse-C-PA ist das der "Tankkreis". Bei Röhren-PAs früher war es das "Collins-Filter", ein Schwingkreis mit einer kapazitiven Anzapfung.
Wenn du ein RC-Filter hast, verheizt du natürlich die nicht gewünschte Energie in den Widerständen.
Bei der Klasse-E-PA optimiert man die gesamte passive Ausgangsschaltung entsprechend, dass man die PA im Schalterbetrieb mit minimalen Eigenverlusten verwenden kann. Wenn du dir einen uSDX ansiehst, dann werkelt da ein kleiner FET im SOT-23-Gehäuse, aus dem bis zu 5 W HF rauskommen – ohne dass er groß warm wird.
Hallo Jörg danke für deinen Beitrag. Vielleicht fehlen mir hier die theoretischen Grundlagen. Ich habe die PA natürlich nicht selber entwickelt sondern ich habe einfach das nachgebaut was heute als Transistor pa angeboten wird. Die Endstufe ist breitbandig. Da gibt es keinen tankkreis, und keine Resonanz( zumindest keine gewollten) die Kunst ist wohl einfach die, durch Auswahl des richtigen Ferit materials eine Anpassung über den gesamten Bereich von 1,8 bis 60 MHz zu bekommen. Gott sei Dank blieb mir diese Arbeit erspart, hätte mich auch wohl überfordert.
Hallo Jörg ich muss noch mal nachfragen, weil ich ja immer an neuen Technologien interessiert bin. Habe jetzt mehrere Stunden recherchiert und leider nichts gefunden was mir weiterhilft. Kannst du mir bitte einen Link schicken, für eine Kilowatt Endstufe im E-Betrieb, oder eine Bauanleitung vielleicht vertue ich hier meine Zeit und Energie mit einer völlig veralteten Technologie
Kannst du mir bitte einen Link schicken, für eine Kilowatt Endstufe im
E-Betrieb,
Nö, habe ich auch nicht. Habe damit bislang nur im QRP-Bereich experimentiert. Mein eigenes Experiment war nicht sehr erfolgreich (verheizt zu viel), der uSDX dagegen funktioniert gut. Hast halt für jedes Band dann einen Satz Filter hintendran.
Wenn ich also ein SWR-Meter zwischen Pa und TP-Filter habe, würde mir
dort ein SWR ca. 3 angezeigt werden, selbst wenn ich einen perfekten 50
Ohm Abschlusswiderstand habe!
Nun habe ich nicht nur ein SWR-Meter hinter der Pa, sondern auch noch
eine Schutzschaltung die bei zu hohem SWR die Versorgungsspannung
abschaltet.
Also was tun? Die Schutzschaltung auf SWR 3 einstellen, das SWR
ignorieren und ein anderes SWR-Meter hinter dem TP-Filter benutzen? Und
die Welt ist in Ordnung?
Die Hauptmessbrücke sitzt wie üblich hinter dem TP-Filter. Um gewisse Bedienfehler zu erkennen, können zusätzliche Messbrücken sowohl zwischen PA und TP-Filter (falsches TP-Filter geschaltet) als auch am Eingang der PA (zu hohe Steuerleistung) vorgesehen werden.
Die Messbrücke zwischen PA und TP-Filter soll dir nur melden wenn die Grenzfrequenz des gewählten TP-Filters im Verhältnis zur Sendefrequenz zu klein ist. Dazu legst du die Dämpfung in den beiden Messzweigen (FWD, REV) so aus, dass nach der Gleichrichtung beide Zweige, solange kein Fehler vorliegt, in etwa identische Gleichsspannungen liefern. Die Differenz daraus ergibt ~0. Sobald ein falsches TP-Filter gewählt wurde, wird sich diese Spannungsdifferenz schlagartig ändern, worauf die Steuerelektronik nun dementsprechend reagieren kann.
Grundsätzlich ließe sich ein falsches TP-Filter auch mit der Hauptmessbrücke alleine erkennen da sobald das falsche TP-Filter zum Einsatz kommt keine Ausgangsleistung mehr messbar ist.
Vielleicht fehlen mir hier die
theoretischen Grundlagen. Ich habe die PA natürlich nicht selber
entwickelt sondern ich habe einfach das nachgebaut was heute als
Transistor pa angeboten wird.
Das angehängte Bild zeigt eine PA mit getrennte Speisedrosseln. Damit lässt sich leider nur ca. die Hälfte der versprochenen Ausgangsleistung erzeugen.
Kannst du mir bitte
einen Link schicken, für eine Kilowatt Endstufe im E-Betrieb, oder eine
Bauanleitung vielleicht vertue ich hier meine Zeit und Energie mit einer
völlig veralteten Technologie
Hallo Robert , danke für die Info das SWR-Meter vor dem Tiefpassfilter ist teil eines protection boards . Welches bei Überstrom , Überspannung, zu hohem SWR die Versorgung Spannung abschaltet. Von Hause aus ist dieses Board auf ein SWR von zwei eingestellt. Das klappt für die unteren Bänder gut aber bei 15 12 und 10 muss ich die Schwelle auf 2,8 erhöhen, weil zu viel Leistung zurückkommt. Zuerst habe ich geglaubt mein Tiefpassfilter wäre schlecht. Habe also noch mal nachgemessen. Aber das SWR liegt bei 1, 02 und die durchlassdämpfung unter 0,3 db. Auch wenn ich das Tiefpassfilter direkt mit 100 Watt aus meinem K3 an steuere habe ich einen SWR von eins. Deswegen denke ich dass die rückfließende Leistung aus den Oberwellen resultiert, die vom Tiefpassfilter reflektiert werden, weil das Filter in dem Bereich keine 50 Ohm aufweist. Da mein K3 offensichtlich keine starken Oberwellen mehr enthält wird dort ein SWR von eins angezeigt. Die Frage ist nun, bis zu welcher Schwelle kann ich den Schwellwert aufdrehen? Macht die Sicherung bei einem SWR von drei noch Sinn, oder ist der Transistor dann schon kaputt? Ich bin da ein bisschen panisch, lach. Weil ich habe schon drei Transistoren verheizt, und jeder kostet 230 €
M. schrieb im Beitrag #7526376:
Das angehängte Bild zeigt eine PA mit getrennte Speisedrosseln. Damit
lässt sich leider nur ca. die Hälfte der versprochenen Ausgangsleistung
erzeugen.
850 Watt kommen raus im 80 Meter Band bei 23 a. Mehr liefert mein Netzteil nicht
Die beigefügte Schaltung ist ein Generator also keine Endstufe also auch nur wieder für CW geeignet.
Das ist ein Schaltungsanalyse! Programm. Das von mir empfohlene ELSIE ist ein Schaltungssynthese Programm. Du suchst dir eine Konfiguration aus, gibst deine gewünschten Parameter ein und das Programm berechnet dir die erforderlichen Bauteilwerte. Damit wurde z.B. das oben gezeigte Filter berechnet.
das Problem ist aber nicht das Stehwellenverhältnis im Durchlassbereich,
sondern das Stehwellenverhältnis bei der dritten Oberwelle.
So ganz verstehe ich deinen Wunsch nicht. Wenn du die 3. Oberwelle messen willst, brauchst du einen Spektrumsanalysator. Dann weisst du den genauen Wert und wieviel er unter deiner Grundwelle liegt. Wenn du einen Tiefpass hast, dann weisst du, wie gross dessen Dämpfung z. B. bei der 3. Oberwelle ist. Wenn das genug ist, reicht es doch..??
Die 3. Oberwelle hat kein SWR, sie findet eins vor; nämlich das, was die nachfolgende Schaltung mit/aus ihr erzeugt. Wenn sie dann z.B. einen Tiefpass findet, der nicht in ihr Schema (Frequenz) passt, zieht sie sich beleidigt wegen Fehlanpassung zurück ;-)
Viele Filterschaltungen, wie z.B. ein üblicher TP, funktionieren nach dem Prinzip der Fehlanpassung, sprich miserable Leistungsübertragung.
Dein Split-Filter in Ehren, es wird sicher Situationen geben, in denen das sinnvoll ist, aber 'für normal' reicht ein TP.
der nicht in ihr Schema (Frequenz) passt, zieht sie sich beleidigt wegen
Fehlanpassung zurück ;-)
Viele
Wohin zieht sie sich denn zurück? Verschwindet sie einfach Nein! Die dritte Oberwelle findet eine Schaltung vor die für die dritte Oberwelle ein SWR von 25 hat, und sie macht das was jede Welle macht die ein SWR von 25 sieht sie wird vollkommen reflektiert(Totalreflexion)
Elsi werde ich mir mal angucken, danke für den Tipp
Wohin zieht sie sich denn zurück? Verschwindet sie einfach Nein! Die
dritte Oberwelle findet eine Schaltung vor die für die dritte Oberwelle
ein SWR von 25 hat
Du hast einen Denkfehler!
SWR ist ein Wert für stehende Wellen. Diese kommen vor, wenn am Ende einer Leitung kein dem Leitungswellenwiderstand entsprechender Abschluss gewährt wird.
Das liegt hier aber nicht vor.
Eine PA arbeitet auf einen zunächst undefinierten Arbeitswiderstand. Erst wenn dieser undefinierte Arbeitswiderstand durch ein Anpassnetzwerk definiert und auf den reelen Arbeitswiderstand angepasst ist, wird diese PA die erzeugte Leistung auch wieder los.
Hast du jetzt eine oberwellenreiche Leistungserzeugung, aber nur ein Anpassnetzwerk für die Grundwelle, dann werden die Oberwellen in Verlustwärme umgesetzt.
Das kannst du nur verhindern, indem du die PA dazu bringst, eben keine, oder nur wenige Oberwellen zu erzeugen.
dann werden die Oberwellen in Verlustwärme umgesetzt.
Je nach Anpassnetzwerk. Wenn das Anpassnetzwerk Energie speichern kann, dann kann es die in den Oberwellen enthaltene Energie auch in die Grundwelle transformieren.
Einfaches Gedankenexperiment: nimm einen Schwingkreis, und rege ihn mit kurzen Impulsen an. Die haben natürlich viele Oberwellen. Am Ende transferieren sie ihre Energie in den Schwingkreis, und dort ist im Wesentlichen die Grundwelle enthalten.
Je nach Anpassnetzwerk. Wenn das Anpassnetzwerk Energie speichern kann,
dann kann es die in den Oberwellen enthaltene Energie auch in die
Grundwelle transformieren.
SWR ist ein Wert für stehende Wellen. Diese kommen vor, wenn am Ende
einer Leitung kein dem Leitungswellenwiderstand entsprechender Abschluss
gewährt wird.
Das liegt hier ab
Für die Grundwelle liegt es tatsächlich nicht vor weil die sieht überall nur 50 oben die dritte Oberwelle jedoch sieht ein Widerstand von ein paar 100 Ohm also sozusagen offen. Also genau der Fall den du geschildert hast für den Stehwellen auftreten.
Ich habe schon mal geschrieben vielleicht fällt dir eine andere Erklärung dafür ein. ich schicke 100 Watt von meinem K3 auf das Filter welches natürlich mit einer Dummy-Load abgeschlossen ist ich bekomme ein SWR von eins oder 1,1. Jetzt schließe ich meine Endstufe an gehe wieder auf 100 Watt und bekomme ein SWR von 1,5 welches dann bei 700 Watt bei 2,2 endet. Mehr macht mein Netzteil im Moment noch nicht
Nehme mal an, du hättest eine PA die Rechteck erzeugt, bedeutet, unzählige Oberwellen.
An diese PA hast du ein Filter angeschlossen, welches nur die Grundwelle durch lässt.
Dieses Filter generiert aus dem Rechteck mehr oder weniger gut eine Sinuswelle.
Alles was nicht durch dieses Filter passt, wird in Verlustwärme umgesetzt.
Alles was nicht durch dieses Filter passt, wird in Verlustwärme
umgesetzt.
Nur, wenn das Filter das auch so macht (also ohmsche Widerstände hat, die das machen).
Aber für dich ist alles außerhalb deiner Vorstellungswelt ja eh Quatsch, brauchen wir auch nicht weiter zu diskutieren.
Fragt sich nur, wie es dann eine Klasse-E-PA überhaupt schafft, den nötigen Gesamtwirkungsgrad hinzubekommen. Denn die schaltet den PA-Transistor nur, erzeugt also massig Obewerwellen. Trotzdem schaffen sie 80 … 90 % Wirkungsgrad.
Alles was nicht durch dieses Filter passt, wird in Verlustwärme
umgesetzt.
So einfach kann Physik sein.
Welches sind dann die Bauteile die deiner Meinung nach die
Wärme erzeugen? Wenn man Spulen und Kondensatoren als
ideal betrachtet können sie ja keine Wärme erzeugen.
Welches sind dann die Bauteile die deiner Meinung nach die
Wärme erzeugen? Wenn man Spulen und Kondensatoren als
ideal betrachtet können sie ja keine Wärme erzeugen.
Es ist einzig die Quelle der Leistung dafür verantwortlich.
Früher, zu Zeiten der Röhrentechnik, konnte man das sogar visuell darstellen, die Röhren bekamen bei Überlast "rote Backen".
Halbleiter machen das im Verborgenen, sie brennen/legieren einfach durch. :-)
Endstufe an gehe wieder auf 100 Watt und bekomme ein SWR von 1,5
Weil deine PA eine andere Ausgangsimpedanz hat als dein K3 (die außerdem
noch von der Leistung abhängt).
Auch eine Möglichkeit, ist die auch unwahrscheinlich dass diese Impedanz Transformatoren schaffen über den gesamten Bereich 50 Ohm zu bilden. Müsste man aber rausbekommen. Ich kann ja mal spaßeshalber eine Matchbox zwischen pa und Tiefpassfilter schalten.
Auch eine Möglichkeit, ist die auch unwahrscheinlich dass diese Impedanz
Transformatoren schaffen über den gesamten Bereich 50 Ohm zu bilden.
Breitbandtransformatoren funktionieren so schlecht nicht. Jeder der üblichen Kurzwellen-Transceiver der letzten Jahrzehnte hat sowas und lässt sich in der Regel von 1 MHz (160-m-Band) bis > 50 MHz (6-m-Band) betreiben.
das SWR-Meter vor dem Tiefpassfilter
ist teil eines protection boards . Welches bei Überstrom , Überspannung,
zu hohem SWR die Versorgung Spannung abschaltet. Von Hause aus ist
dieses Board auf ein SWR von zwei eingestellt.
So wie ich das aus der bescheidenen Beschreibung auf der Webseite herauslese, soll die Schutzschaltung eine Messbrücke, die sich nach(!) den TP-Filtern befindet, auswerten. Wie das gemacht wird bleibt im Dunkeln, eine Schaltung dazu ist nicht zu finden. Das exakte SWV lässt sich analog "berechnen", ist aber etwas aufwendig und das Board scheint doch sehr einfach gehalten zu sein.
Die Frage ist nun, bis zu
welcher Schwelle kann ich den Schwellwert aufdrehen? Macht die Sicherung
bei einem SWR von drei noch Sinn, oder ist der Transistor dann schon
kaputt? Ich bin da ein bisschen panisch, lach. Weil ich habe schon drei
Transistoren verheizt, und jeder kostet 230 €
Du kannst logischerweise, für den normalen Betrieb, jede sinnvolle Schwelle einstellen auf der die Schutzschaltung noch nicht reagiert. Beachte aber, dass die Messbrücke natürlich auch auf Reflexionen reagiert, die von der Antenne stammen. Die Schwelle darf also nicht zu knapp gewählt sein.
Warum wurden soviele LDMOS verheizt?. Wenn man die PA selbst entwickelt, wäre das mehr als verständlich. Bei einer fertigen, vermeintlich funktionierenden Schaltung die nur bestückt und verdahtet werden muss ist das, gelinde gesagt, unglücklich.
Die beigefügte Schaltung ist ein Generator also keine Endstufe also auch
nur wieder für CW geeignet.
Klasse-E ist üblicherweise nicht für Linearbetrieb gedacht. Das ließe sich zwar ändern aber der Aufwand ist, im Vergleich zu Klasse-AB, mehr als beträchtlich.
Nehme mal an, du hättest eine PA die Rechteck erzeugt, bedeutet,
unzählige Oberwellen.
An diese PA hast du ein Filter angeschlossen, welches nur die Grundwelle
durch lässt.
Dieses Filter generiert aus dem Rechteck mehr oder weniger gut eine
Sinuswelle.
Alles was nicht durch dieses Filter passt, wird in Verlustwärme
umgesetzt.
So einfach kann Physik sein.
Wenn die schaltende PA und das Filter richtig konzipiert sind, trifft das nicht zu. Aber anscheinend ist es nicht so einfach, die Physik sinnvoll an zu wenden. Oder vielleicht doch, soo schwierig ist das ja nicht:
Schaltende PAs und wie sie zu dimensionieren sind, werden unter dem hier schon erwähnten Begriff Klasse E beschrieben. Es lohnt, die Details dort nach zu lesen.
Das erste Filter ist dort ein Serienkreis. Durch den wird die Grundwelle übernommen, auch wenn der Transistor praktisch ein Rechteck anbietet. Die nicht entnommene Energie der Oberwellen wird nicht "in Verlustwärme umgesetzt". Sie wird im Kondensator, der parallel zum Transistor liegt zwischengespeichert und zur gegebenen Zeit in Richtung Antenne ab gegeben.
Die nicht entnommene Energie der Oberwellen wird nicht "in Verlustwärme
umgesetzt". Sie wird im Kondensator, der parallel zum Transistor liegt
zwischengespeichert und zur gegebenen Zeit in Richtung Antenne ab
gegeben.
Du hast scheinbar Schwierigkeiten einfache Sätze zu verstehen:
Mir fehlen die Voraussetzungen um das selber beurteilen zu können. Ich habe das Internet nach dieser Art von Endstufen durchsucht., durch die englischen Originaltexte habe ich mich nicht durchgequält. Mir scheint es aber so, dass es sich ausschließlich um nicht modulierbare Verstärker geht, also für CW oder FSK. Das hat mit dem ursprünglichen Problem was ich angesprochen habe eigentlich nichts mehr zu tun!, aber ist ja egal man kann ja auch mal abschweifen. Bislang habe ich jedoch immer noch nicht eine Schaltplan oder einen Bauplan für eine Endstufe gefunden obwohl die Theorie der Klasse E Endstufen nicht so ganz neu ist. Auch die Hersteller von amateurfunkgeräten scheinen keine entsprechenden Endstufen anzubieten. Schade eigentlich 100 Watt output mit einem bc109 ist doch verlockend.( Scherz)
soll die Schutzschaltung eine Messbrücke, die sich nach(!) den
TP-Filtern befindet, auswerten. Wie das gemacht wird bleibt im Dunkeln
Ich habe mal einen Blockschaltbild von einem anderen om eingefügt da ist zweimal eine Einheit Rico zu finden einmal vor dem Tiefpassfilter einmal nach dem Tiefpassfilter dieses protection Board gehört vor das Tiefpassfilter um zu verhindern was man einen falschen Tiefpass wählt. So ist übrigens der zweite Transistor gestorben.
Der erste Transistor ist schon beim ersten Testlauf bei 500 Watt verdampft. Habe den allerdings in China gekauft!
Der dritte Transistor ist gestorben weil der Sequenzer bei voller Leistung das antennenrelais abgeschaltet hat. Ich hatte den Sequencer mit einem Arduino realisiert der bei zu viel HF Einstrahlung wohl aus dem Takt gekommen ist.
Der Wirkungsgrad bei 850 Watt auf dem 80 m Band beträgt dann 62% laut Datenblatt und Beschreibungen von anderen, die ähnliche Endstufen gebaut haben lässt sich bei 150 Megahertz und 1400 Watt output eine Wirkungsgrad von 73% erreichen. Allerdings flach da die verstärkungskurve schon ziemlich ab, aber 1000 Watt sollte man sauber erreichen können
Die nicht entnommene Energie der Oberwellen wird nicht "in Verlustwärme
umgesetzt". Sie wird im Kondensator, der parallel zum Transistor liegt
zwischengespeichert und zur gegebenen Zeit in Richtung Antenne ab
gegeben.
Du hast scheinbar Schwierigkeiten einfache Sätze zu verstehen:
Und du beharrst einfach nur auf deinen Behauptungen. Beweise dafür kannst du nicht liefern, und auf Fragen reagierst du nicht. Wie eine Klasse-E-PA ihren Wirkungsgrad schaffen soll, wenn der Tiefpass angeblich alle Oberwellen verheizen muss, bleibt nach wie vor offen.
Aber ja, alle, die deiner Theorie nicht folgen, erzählen Quatsch oder sind des Lesens unfähig.
wenn der Tiefpass
angeblich alle Oberwellen verheizen muss,
Du verstehst auch nichts!
Nicht der TP verheizt die Oberwellen, sondern die Endstufe...aber sagte ich bereits. Auch Du solltest dir beim Lesen Mühe geben.
Physik kann so einfach sein: Du hast eine Kiste, da führen 230V und X A hinein.
Die Kiste hat nur einen Ausgang, die Antenne und alles was an die Antenne geliefert wird, muss durch den TP. Was der TP nicht durch lässt, bleibt also in der Kiste.
Es macht mir einfach keinen Spaß mit Nichtsverstehern zu diskutieren!
Der TO spricht von SWR zwischen Endstufe und TP und will wissen wie er das messen, bezw, damit umgehen kann.
Das ist ein Denkfehler, wie ich auch schon schrieb.
Es entstehen keine stehenden Wellen zwischen beidem.
Da ist ein Generator (Endstufe) welcher einen Mix an Wellen erzeugt. Ein nachfolgendes Filter nimmt dem Generator aber nur eine ganz bestimmte Welle ab, keinesfalls alle.
Die Leistung, die nicht abgenommen wird, verbleibt somit im Generator und erzeugt Wärme.
Mit ganz einfachen Worten: Stehende Wellen entstehen nur, wenn eine Leistung auf eine Leitung geschickt wird, dann aber wegen fehlender Abnahme am Ende der Leitung wieder zurück kommt.
Das ist hier nicht der Fall, die falsche Lieferung wird garnicht erst angenommen und verbeleibt beim Lieferanten.
Mit ganz einfachen Worten: Stehende Wellen entstehen nur, wenn eine
Leistung auf eine Leitung geschickt wird, dann aber wegen fehlender
Abnahme am Ende der Leitung wieder zurück kommt.
Wenn ich also einen Generator mit 100 Ohm abschließe und ein Stehwellenverhältnis von zwei Messe ist das gar kein Stehwellenverhältnis weil ja keine Leitung da ist?
Das ist hier nicht der Fall, die falsche Lieferung wird garnicht erst
angenommen und verbeleibt beim Lieferanten.
Du meinst also die Oberwellen werden gar nicht reflektiert sondern werden gar nicht erst angenommen, das würde heißen, dass sie ja auch nicht als PR vom SWR Meter angezeigt werden, oder?
Weil deine PA eine andere Ausgangsimpedanz hat als dein K3 (die außerdem
noch von der Leistung abhängt).
Also für das Phänomen scheint es zwei Ursachen geben zu können.
Erstens die Ausgangsimpedanz von meiner pa stimmt nicht mit der Eingangsimpedanz vom Tiefpassfilter überein.
Zweitens die Geschichte mit den Oberwellen, wobei ja nicht klar zu sein scheint ob sie nun zurückgeworfen oder gar nicht erst angenommen werden, lach.
Versuch eins der K3 wird über eine Matchbox an das Tiefpassfilter gekoppelt das Tiefpassfilter geht zu einer Dummy Load. Bei 28 Megahertz kann ich das Beste spielwellenverhältnis von 1,3 ermitteln. Das Stehwellenverhältnis bleibt zwischen 5 und 100 Watt konstant.
Versucht zwei der K3 steuert die Endstufe die über die Matchbox anders Tiefpassfilter angeschlossen ist das Stehwellenverhältnis steigt hier von 1,5 bei 5 W auf 2, 3 bei 100 Watt. Mehr kann ich nicht ausprobieren weil darüber mein SWR protect anspringt.
Wenn ich also einen Generator mit 100 Ohm abschließe und ein
Stehwellenverhältnis von zwei Messe ist das gar kein
Stehwellenverhältnis weil ja keine Leitung da ist?
Wo misst du denn dieses SWR?
In deinem Fall wird der Generator garnicht mit einem realen Widerstand abgeschlossen. Davon ist ein TP um Welten entfernt.
Nochmal: Du hast einen Generator, welcher einen Mix an Wellen erzeugt.
Nur der TP ist für die gewünschte Frequenz impedanzmäßig angepasst und nur seine Frequenz bedeutet für den Generator einen realen Widerstand.
Alle anderen Frequenzen sind fehlangepasst und erzeugen somit eine Verlustleistung.
Nein das ist gar nicht schwer zu verstehen! Ich denke mal ich kann es sogar messen. Siehe den Versuch oben. Die Unstimmigkeit besteht lediglich darin ob für ein stielwellenverhältnis unbedingt eine Leitung erforderlich ist, oder ob ein Stehwellenverhältnis in einem Tief passfilter entstehen kann. Wir können aber auch gerne das Wort Stehwellenverhältnis vermeiden und stattdessen return lost verwenden. Mein Nano vna scheint übrigens keine Probleme mit einer fehlenden Leitung zu haben. Er zeigt bei der Grundwelle ein SWR von 1,3 an bei der dritten Oberwelle dann swr30
Die Unstimmigkeit besteht
lediglich darin ob für ein stielwellenverhältnis unbedingt eine Leitung
erforderlich ist, oder ob ein Stehwellenverhältnis in einem Tief
passfilter entstehen kann. Wir können aber auch gerne das Wort
Stehwellenverhältnis vermeiden und stattdessen return lost verwenden.
Völlig wurschd, ob da eine Leitung dazwischen ist, welche auf Grund eines mismatches beim Abschluss derselben die onward geschickte Leistung postwendend wieder zurück schickt, oder diese Leistung garnicht erst abgenommen wird.
In beiden Fällen wird diese Leistung nicht das TP passieren und somit von der Endstufe in Verluswärme umgesetzt werden.
Selbst wenn du das messen kannst, wird die einzige Konsequenz bleiben, garnicht erst eine oberwellenreiche HF zu erzeugen.
Selbst wenn du das messen kannst, wird die einzige Konsequenz bleiben,
garnicht erst eine oberwellenreiche HF zu erzeugen.
Es gibt noch die Möglichkeit ein Hochpassfilter dazu zu schalten wo die Oberwellen ein perfektes SWR vorfinden und einem 50 Widerstand verbraten werden. Mein erster Versuch hat nicht funktioniert, weil das dazu geschaltete Hochpassfilter die durchlasskurve meines Tiefpassfilters zu sehr vermatscht hat.( Duplex Filter)
Es gibt noch die Möglichkeit ein Hochpassfilter dazu zu schalten wo die
Oberwellen ein perfektes SWR vorfinden und einem 50 Widerstand verbraten
werden.
Sinn und Zweck dessen erschließt sich mir nicht.
Betrachte mal eine Endstufe. Die Verstärkung verläuft gemäß der Spezifikationen bis zu einem bestimmten Leistungspunkt relativ linear. Das ist der Bereich in dem du dich bewegen solltest.
Danach flacht die Kurve ab und die Endstufe beginnt zu übersteuern, was bedeutet, daß die Nutzfrequenz kaum noch weiter verstärkt wird, aber je nach Grad der Übersteuerung die Oberwellen drastisch zunehmen.
In diesem Zustand eine Endstufe zu betreiben, um dabei die enormen Oberwellen separat auszufiltern und zu vernichten, ist völlig sinnlos.
Du könntest jetzt sagen, daß du die Endstufe garnicht übersteuerst, sondern sie schon oberwellenreich ansteuerst, das käme auf dasselber heraus, wäre genauso sinnlos.
Nimm eine potente Endstufe und lasse sie relativen Sinus machen und du hast keine Probleme mehr.
In diesem Zustand eine Endstufe zu betreiben, um dabei die enormen
Oberwellen separat auszufiltern und zu vernichten, ist völlig sinnlos.
Du könntest jetzt sagen, daß du die Endstufe garnicht übersteuerst,
sondern sie schon oberwellenreich ansteuerst, das käme auf dasselber
heraus, wäre genauso sinnlos.
Wie schon öfters beschrieben tritt dieser Effekt schon bei einer Leistung von 100 Watt auf( SWR 2,2) Man kann also wohl kaum von einer übersteuerten Endstufe reden. Die Verstärkung läuft linear bis zu einer Leistung von 700 Watt. Darüber hinaus steigt sie nicht mehr an weil mein Netzteil nicht mehr liefert. Bei 100 Watt bin ich also noch weit davon entfernt. Auch wird die Endstufe nicht mit einem oberwellenreichen Signal angesteuert. Auch das habe ich schon mehrfach geschrieben. Dass der Effekt nicht auftritt wenn ich das Tiefpassfilter mit dem K3 direkt betreibe. Das Schaltungskonzept mit MOSFETs im Gegenteil und Breitband Transformationen ist der heutige Stand der Technik und wird in den meisten Funkgeräten verwendet. Ich weiß also nicht was der Hinweis mit einer potenten Endstufe soll. Eine Röhrenendstufe in Kilowatt Bereich habe ich schon!
Wie schon öfters beschrieben tritt dieser Effekt schon bei einer
Leistung von 100 Watt auf( SWR 2,2) Man kann also wohl kaum von einer
übersteuerten Endstufe reden.
Ich habe mal einen Blockschaltbild von einem anderen om eingefügt da ist
zweimal eine Einheit Rico zu finden einmal vor dem Tiefpassfilter einmal
nach dem Tiefpassfilter dieses protection Board gehört vor das
Tiefpassfilter um zu verhindern was man einen falschen Tiefpass wählt.
So ist übrigens der zweite Transistor gestorben.
Es ist durchaus sinnvoll auch vor den TP-Filtern einen Richtkoppler (RIKO) einzufügen, was DK4SX in seiner (selbst entwickelten?) PA auch gemacht hat. Die Version der Schutzschaltung die du vom griechischen Händler erworben hast, sieht aber vor, soweit ich das der spärlichen Beschreibung entnehmen konnte, nur einen einzigen RIKO (SWV Antenne) auszuwerten.
Sobald ein TPF mit einer zu geringen Grenzfrequenz gewählt wird, sieht die PA einen mehr oder minder starken Kurzschluß und die Transistoren werden in kürzester Zeit den Hitzetod sterben. Ein Kurzschluß direkt am Ausgang der PA ist daher immer zu vermeiden. In Kontrast dazu wird die PA einen offenen Ausgang, solange die Transistoren für (mehr als) die doppelte Betriebsspannung ausgelegt sind, mit hoher Sicherheit überleben.
Du hattest von 850W Ausgangsleistung bei Ub=50V und Ib=23A berichtet. D.h. von den 1.15kW DC-Eingangsleistung werden 850W für die HF aufgewendet und der Rest (300W) in den Transistoren verheizt. Damit kommen die Transistoren ohne Probleme zurecht.
Bei einem Kurzschluß am Ausgang der PA wird Ib, wenn das Nezteil es hergibt, etwas ansteigen. Nehmen wir einfachheitshalber an Ib bleibt weiterhin bei 23A. Aus der Endstufe wird keine HF entnommen, d.h. die gesamte Eingangsleistung von 1,15kW dient nur dazu die Transistoren zu heizen. Das wäre ein Faktor > 3,8(!) im Vergleich zum Normalbetrieb. Das Kühlsystem der PA wird nicht in der Lage sein die Wärme schnell genug abzuführen.
Der dritte Transistor ist gestorben weil der Sequenzer bei voller
Leistung das antennenrelais abgeschaltet hat. Ich hatte den Sequencer
mit einem Arduino realisiert der bei zu viel HF Einstrahlung wohl aus
dem Takt gekommen ist.
Da die Tiefpässe 7ter Ordnung sind, wird ein offener Antennenanschluß (abgeschaltetes Antennenrelais) mit hoher Wahrscheinlichkeit in einer niederohmigen Last, nennen wir es einfach Kurzschluß, am Ausgang der PA transformiert. Die Transistoren werden wie vorhin auch, aufgrund der erzeugten Wärmemenge, schnell den Dienst quittieren.
Der Wirkungsgrad bei 850 Watt auf dem 80 m Band beträgt dann 62% laut
Datenblatt und Beschreibungen von anderen, die ähnliche Endstufen gebaut
haben lässt sich bei 150 Megahertz und 1400 Watt output eine
Wirkungsgrad von 73% erreichen. Allerdings flach da die
verstärkungskurve schon ziemlich ab, aber 1000 Watt sollte man sauber
erreichen können
Unter "ähnlich" kann viel verstanden werden. Du kannst dich nicht daran richten was andere so an Ausgangsleistungen angeben. Erst anhand der jeweiligen PA-Schaltung und Dimensionierung lässt sich beurteilen ob die angegebene Ausgangsleistung tatsächlich linear erzeugt werden kann.
Obwohl der BFR188XR mit 1,4kW spezifiziert ist, sind bei Ub=50V und mit einem 1:9 Ausgangsübetrager, im Idealfall, linear (Klasse-B bzw. AB) nur 900W zu erzielen.
Es gibt noch die Möglichkeit ein Hochpassfilter dazu zu schalten wo die
Oberwellen ein perfektes SWR vorfinden und einem 50 Widerstand verbraten
werden. Mein erster Versuch hat nicht funktioniert, weil das dazu
geschaltete Hochpassfilter die durchlasskurve meines Tiefpassfilters zu
sehr vermatscht hat.( Duplex Filter)
Ja, ein Split-Filter (Diplexer) würde der PA, auch wenn das falsche TPF geschaltet ist, eine Last von 50 Ohm anbieten. HP und TP-Sektion im Diplexer sind voneinander abhängig und müssen zusammen berechnet bzw. aufeinander abgestimmt sein. Das vorhandene TP-Filter ist oberhalb der Grenzfrequenz niederohmig, weshalb das Hinzufügen eines HP-Filter + 50 Ohm Abschluß, ohne Änderungen am TP-Filter, zu keinem zufriedenstellenden Resultat führt.
Der Hinweis soll dir sagen, daß du einen Verstärker nehmen sollst, der
linearer verstärkt, als der geplante.
Gute Idee: als erstes wird das Gegentakt Prinzip verworfen. Ich schalte also beide Transistoren parallel und lasse die ganze Sache im A-Betrieb laufen bei 10 Ampere Ruhestrom.
Das vorhandene TP-Filter ist oberhalb der Grenzfrequenz niederohmig,
weshalb das Hinzufügen eines HP-Filter + 50 Ohm Abschluß, ohne
Änderungen am TP-Filter, zu keinem zufriedenstellenden Resultat führt
Ok, hatte ich mir dann wohl zu einfach vorgestellt🤔
Es ist durchaus sinnvoll auch vor den TP-Filtern einen Richtkoppler
(RIKO) einzufügen,
Hallo Robert. das habe ich ja auch gemacht und das klappt doch alles prima. Im unteren Bereich bis ca 50 Watt ist die Schaltung auch großzügig. Da kann ich damit der Matchbox auch schon mal ein SWR von fünf oder sieben einstellen. Bei höhere Leistung wird die Schaltung empfindlicher und ist vom Hersteller so eingestellt dass sie bei 400 Watt nur noch ein SWR von zwei erlaubt. Da ich aber auf dem 10 Meter Band bei 100 Watt schon ein SWR über zwei habe ( durch die Geschichte mit dem Tiefpassfilter und den Oberwellen) müsste ich die Schwelle nun hochsetzen um die PA auch auf dem 10 MB nutzen zu können. Die Frage um die es wirklich geht ist die:" Was passiert wenn ich die Schwelle auf SWR drei oder vier einstelle? ist die Abschaltung dann noch wirksam, oder stirbt der Transistor bei falsch geschaltetem Tiefpassfilter oder durchgeschnittene Antennenleitung früher? Oder andersrum gefragt wie viel rückfließende Leistung kann so ein Transistor vertragen? Eine Schutzschaltung gegenüber Übertemperatur ist natürlich vorhanden.
Was passiert wenn ich die Schwelle auf
SWR drei oder vier einstelle? ist die Abschaltung dann noch wirksam,
oder stirbt der Transistor bei falsch geschaltetem Tiefpassfilter oder
durchgeschnittene Antennenleitung früher?
Hängt vom Transistor bzw. dessen Betriebseinstellung ab.
Es gibt HF-Leistungstransistoren, die sind für den Betrieb mit einem beliebigem VSWR zwischen 1 und ∞ spezifiziert.
Andere sind weniger robust und halten vllt nur 1 bis 6 aus.
Mehrere Artikel mit dem Tenor 'Richtiges SWR aus falschem Grund' u.ä. gab es in den 1970er Jahren in der ARRL-QST. Der Autor, Walt Maxwell, sicher auch ein Experte, wenn man seine Biographie liest. Da gibt, gab es auch von ihm ein Buch dazu.
Diese Artikel wurden Mitte der 70er Jahre ins Deutsche übersetzt und in der CQ-DL veröffentlicht. Einer der Federführenden war damals OM Günter Schwarzbeck, DL1BU, sicher auch ein Fachmann. An die Artikeln kann ich mich noch entsinnen, schwere Kost, siehe oben! Dann gingen die Diskussionen los. Die eine erklärten es rechts herum, das muss so sein, die anderen links herum, das kann nicht sein. Es wurden Übersetzungsfehler moniert, Lesarten.. Wie es weiter- ausgegangen ist, weiss ich nicht mehr.
So wird es wohl auch hier ausgehen.
@ Lothar
Ich wünsche dir, dass du nicht noch etliche Transistoren himmeln musst, um zu (d)einem Ergebnis zu kommen.
Ich bleibe bei meiner Meinung, dass ich mit einer SWR-Brücke zwischen Generator und Last deren! Anpassung messe, auch wenn ein TP, ein Ohmsches Dämpfungsglied oder 1000kM RG174 dazwischen hängen.
Also das PA Modul und die Schutzschaltung ist eine nahezu 1:1 Kopie des eb104.ru PA Boards, inkl. aller schwächen.
Es ist erstmal wichtig das Datenblatt des BLF zu lesen und ganz wichtig -> VERSTEHEN. (max. TDP, Test Betriebsart, Test Arbeitspunkt usw.)
Wenn man diese erste Hürde genommen hat, geht es an die PA.
Wie Robert M. schon geschrieben hat, passt da schon was nicht, die läuft instabil, Transistor raus, mit einem RLC die Drain-Source Strecke nachbilden und dort erstmal optimieren.
Es wäre zuallererst vielleicht sinnvoll zu klären warum so viele Transistoren gestorben sind. Wegen dem Einsatz von getrennten Speisedrosseln läuft die Endstufe nicht in Klasse-AB, d.h. die Spannung an den Drain-Anschlüssen der Transistoren könnte die sonst üblichen 2 x Ub auch (deutlich) überschreiten.
Die Gates vertragen auch nicht viel und da im Vergleich mit einer echten Klasse-AB Endstufe deutlich mehr Steuerleistung für die gleiche Ausgangsleistung aufgewendet werden muss, sind die ungeschützten und empfindlichen Gate-Anschlüsse zwangsläufig auch gefährdet.
Deshalb die Speisespannung z.B. auf 40V oder weniger reduzieren und mit einem Oszilloskop die Spannung an Gate und Drain (DC-gekoppelt), für jedes Band einzeln, ansehen und auf Ub=50V hochrechnen.
Wenn ich nun ein TP-Filter dahinter
schalte, was passiert dann mit der Leistung in der Oberwelle? Die müsste
dann doch reflektiert werden.
Wird sie auch, falls es sich um ein verlustloses Filter handelt.
Wenn alles richtig ist, und mit etwas Glück, wird die reflektierte
Leistung nicht im Transistor verheizt, sondern entlastet die
Powersupply.
Ich meine, vor zig Jahren mal dazu was gelesen zu haben, iirc gab's da ein Patent auf ein Filter fuer die Endstufen in Mobiltelefonen, mit dem die reflektierte Leistung (der Oberwellen) nicht verheizt, sondern "zum Energiesparen" hergenommen wurde.
Aber ich hab' von dem Zeugs keinerlei praktische Ahnung, aber anscheinend kann man dem "etwas Glueck" schaltungstechnisch auf die Spruenge helfen.
