LDMOS-PA-2 für Kurzwelle

Nach dem erfolgreichen Bau einer LDMOS-PA bis etwa 800 Wpep für die Kurzwelle interessiert der Bau einer PA mit zwei LDMOS-FET-Bausteinen.

Zuerst werden die erforderlichen Baugruppen erstellt, dann messtechnisch evaluiert und schließlich die Mechanik und das Gehäuse entworfen.

Bild

So sieht der HF-Baustein aus. Er besteht aus der Verstärkerplatine - die stammt aus der "Werkstatt" von Reinhard, DH3NAB - der Eingangsschaltung mit S/E-Umschaltung, dem Eingangs-Dämpfungsglied und einem 20-dB-Richtkoppler zur Messung der korrekten Eingangsleistung. Im Gegensatz zu Reinhard habe ich den Verstärker auf einen flachen Kühler mit zwei geräuscharmen Lüftern mittels Kupferplatte montiert.


Bild

Hier sieht man eine vereinfachte Prinzipschaltung des HF-Verstärkerboards. Es ist nur ein PA-Zweig und ein Bias-Zweig dargestellt.


Bild

Das 50-V/60-A-Netzteil stammt von Huawei und ist nur etwa halb so hoch wie das in der vorherigen PA eingesetzte 30-A-Netzteil. Über einen "Strömungstrichter" wird die Luft aus einem geräuscharmen Lüfter ins Netzteil geleitet. Über dem Netzteil wird ein Zwischenchassis montiert, das ein 12-V-Netzteil trägt zur Versorgung der Steuerung. Daneben die analoge Temperatursteuerung für die Lüfter des PA-Bausteins.


Bild

Nach bewährtem Konzept ist der Ausgangs-Messrichtkoppler mit 30 dB Koppeldämpfung realisiert. Er soll der genauen Anzeige von Leistung (PEP und AVE) und SWR dienen. Auch ohne Kompensation hat er bereits eine Genauigkeit von besser 2,5 %. Mit Kompensation kann man 1 % erreichen (1,8 MHz ... 30 MHz). Zum Aufbau sind sinnvollerweise die Regeln zu beachten, die ich bereits im Projekt "2008, Automatisch anzeigender SWR- und Leistungsmesser" beschrieben habe.


Bild

Nach Schwierigkeiten habe ich es mit tatkräftiger Unterstützung geschafft, das Modul wieder zu programmieren. Mit dieser Anzeige steht mir nun wieder ein Display zur Verfügung, das es in dieser Form und Informationswiedergabe nirgendwo zu kaufen gibt.


Bild

So sieht das aktuelle Oberwellenfilter aus. Probleme bereitet die Beschaffung von spannungsfesten Glimmerkondensatoren. Von denen mit 1,5 kV konnte ich nur 3 Werte erhalten. Die Cs mit kleiner Kapazität für die Polstellen konnten auch als COG-Kermaik-Cs bestückt werden. Sie hatten keinen merklichen Einfluss auf die Durchlassdämpfung. Alle restlichen wurden mit nachträglich bedrahteten Chip-Cs von ATC bestückt. Der Leistungstest mit 1,5 kW aus meiner Alpha 78 verlief anschließend ohne übermäßige Übertemperatur der Ferritkerne und ohne Überschläge.

Zwischen HF-Ausgang des PA-Bausteins und dem Eingang des Filters ist ein weiterer Richtkoppler integriert, der bei manueller Fehlschaltung eines Filterzugs die PA deaktiviert.


Bild

Das ist die neue Steuerung. Sie ist so aufgebaut wie die der "kleineren" LDMOS-PA. Dort hat sich diese Konstruktion bereits im praktischen Betrieb ausgezeichnet bewährt.

Die Steuerung bestimmt den Ablauf der Funktionen nach der Aktivierung der PTT und bei Auftreten eines Fehlers. Sie wertet die Signale aller drei Richtkoppler und die Standby-Schaltung aus. Der Eingangsrichtkoppler definiert die Eingangsleistung für eine maximal abzugebende Ausgangsleistung. Die Auswertung wird um etwa 50 ms verzögert, um eine Abschaltung der PA durch ALC-Überschwinger zu vermeiden.

Der erste Ausgangsrichtkoppler zwischen PA-Modul und Oberwellenfilter misst die dortige Anpassung bei manuellem Betrieb der PA. Der Ausgangsrichtkopper an der Antennenbuchse ermittelt die mittlere und die PEP-Leistung und schützt die PA bei Fehlanpassung der Antenne. Alle SWR-Werte lassen sich individuell einstellen.

Die Leiterplatte trägt den Bandschalter und alle Anzeigen für Band und Funktion.


Bild

Die mit Steuerung und SWR/Leistungsmesser vormontierte Frontplatte


Bild

...und die vormontierte Rückwand.


Bild

Für die Gehäuse-Mechanik mussten insgesamt mehr als 800 Bohrungen (incl. der Lüftungsgitter) eingebracht und mehr als 80 Gewinde geschnitten werden... Anschließend folgt nun die Oberflächenbehandlung der Aluteile. Ist also etwas aufwändig, wenn das Gerät schließlich aussehen soll wie aus dem Laden. Die Frontplatte wurde von der Schaeffer AG in Berlin gefräst und graviert.


Bild

Gleichzeitig mit den beiden BLF188 wurden auch alternativ die Schutzdioden (jeweils links und rechts) eingebaut.


Bild

Die Verdrahtung ist fertig gestellt. Jetzt folgen Test, Abgleich und Messungen.