2m SSPA
Rozpocząłem prace nad budową tranzystorowego wzmacniacza w technologii LDMOS, przeznaczonego do pracy w klasie AB emisją SSB i klasie C do emisji cyfrowych.
Wzmacniacz bazuje na schemacie referencyjnym, opisanym w nocie aplikacyjnej Freescale. Wykonanie bloku ciepłowodu dokładnie wg. rysunku, oryginalna płytka drukowana z materiału Arlon TC350 przylutowana całą powierzchnią na tradycyjny lut Sn60Pb40 i przykręcona śrubami M3 A2 w każdym z przewidzianych otworów. Jako materiał termoprzewodzący pomiędzy tranzystorem a miedzianym ciepłowodem zastosowałem płynny w temperaturze pokojowej eutektyczny stop galu, indu, bizmutu, srebra i cyny. Zapewnia on znacznie lepszą przewodność cieplną niż typowe pasty termoprzewodzące i co więcej, tworzy znacznie cieńszą warstwę. Zagadką pozostaje reaktywność stopu - nie wiadomo, czy tranzystor się z czasem nie "przylutuje" bardziej trwale w wyniku przereagowania stopu z miedzią. Pytanie w tej kwestii zostało skierowane do inżynierów z Freescale'a i zalecili oni ostrożność przy stosowaniu płynnych stopów metali, ponieważ dotychczas nie prowadzili prób z ich użyciem. Biorąc pod uwagę przewodność cieplną, płynny stop pownien zapewnić nieco lesze warunki chłodzenia niz przylutowanie lutem na bazie cyny i zdecydowanie lepsze, niż przy użyciu nawet najlepszej pasty bazującej na proszkach metalicznych czy tlenkach metali.
Charakterystyki wzmocnienia i dopasowania przedstawiają poniższe wykresy:
Jak widać, dopasowanie w paśmie amatorskim jest wystarczające, choć nieoptymalne. Byc może w przyszłości spróbuje dobrać mniejsza indukcyjność cewki L1 i w miejsce przewidzianego projektem (a nie montowanego) kondensatora C2 wstawić niewielki trymer. Uzyskane wzmocnienie na poziomie 26..26,5dB w szerokim zakresie jest zgodne z deklarowanym w nocie aplikacyjnej (26dB). Nieco niepokoi wartość prądu Idd na poziomie 34A przy 61dBm mocy, ale może on wynikać z pośredniej metody pomiaru prądu stałego cęgami z przetwornikiem Halla. Niedługo powtórzę ten pomiar w klasycznym układzie z bocznikiem, w celu weryfikacji faktycznej mocy pobieranej i oceny sprawności.
Poniżej zamieszczam filmy z pierwszych prób wzmacniacza, a także pliki z dokumentacją, które były pomocne w pracach nad wzmacniaczem.
Artykuł będzie rozwijany, w miarę postępu prac.
Pierwsza próba - uruchomienie i test 1kW (Pomiar mocy orientacyjny- Bird 43)
Druga próba - wydajnośc układu chłodzenia 1.00kW 1min/ 1.25kW 1min (Pomiar mocy precyzyjny - kalibrowany sprzegacz + Marconi 6960B)
Trzecia próba - wzmacniacz zamontowany w obudowie, wyposażony w zasilanie i chłodzenie, a także zasilacz napięć pomocniczych. W torze radiowym przekaźniki, tłumik i sprżegacze kierunkowe do pomiaru mocy na wejściu i wyjściu. Jak narazie brak automatyki, ale można powiedzieć, że wzmacniacza nabiera kształtów :-). Zdecydowałem się na używanie wraz z wzmacniaczem filtra dolnoprzepustowego w wykonaniu współosiowym, o znikomych stratach wtrąconych, ale nie mieści się on w obudowie - będzie elementem przelotowym w torze kablowym.
