Wie im Projekt "TR-7-Update 2010" angedeutet, habe ich einen ersten Entwurf für eine modernisierte PA erstellt. Diese sollte zwar mit den vorhandenen 13,6 V im Transceiver betrieben, aber dennoch mit modernen Mosfets (Mitsubishi RD100HHF) bestückt werden. Hierzu wurde das Konzept des vierstufigen Verstärkerzugs beibehalten. Zuerst entstand eine kleine Leiterplatte für den zweistufigen Vortreiber. Er funktionierte sofort anstandslos.
Zum Aufbau habe ich zuerst einen Ersatzkühlkörper der originalen TR-7-PA plangefräst, neu gebohrt und dann den Vortreiber montiert. Er liefert 26 dBm bei einem IM3-Abstand von etwa 50 dBc. Dann wurde auf der Leiterplatte Treiber/PA der Treiber bestückt und ebenfalls getestet. Er liefert eine Steuerleistung von 5 W mit >40 dBc IM3-Abstand und einem Frequenzgang mit Vortreiber von weniger als +/- 0,5 dB.
Das ist die Schaltung der beiden Vortreiberstufen.
Für die PA wurde zuerst eine Leiterplatte entworfen, die, mit bedrahteten Bauteilen bestückt, etwa der Applikation von Mitsubishi entsprach. Diese Schaltung hat nur unzureichend funktioniert. Dann wurde eine neue Leiterplatte entworfen. Die Optimierung der verbesserten Schaltung nahm extrem viel Zeit in Anspruch. Schließlich ergab sich folgendes:
- Ausgangsleistung im gesamten Kurzwellenbereich >125 W
- Verstärkung ist ausreichend, der Frequenzgang beträgt über alle Stufen 2,6 dB
- Die Intermodulation ist auf 18 MHz und 29 MHz etwa 30 dBc, auf allen anderen Bereichen 32 dBc oder besser! Die IM5,7 usw. ist dabei immer etwas geringer als die IM3.
- Der Wirkungsgrad hat sich geringfügig verbessert! Die Gesamtstromaufnahme z. B. bei 29 MHz hat sich von 20 A bei 100 Wout auf 18 A verringert.
Allerdings: Auf dem Labortisch funktionierte die PA ausgezeichnet, ins Gerät eingebaut jedoch nicht ordentlich. Vor allem war der Gesamtwirkungsgrad, auch aufgrund sehr hoher notwendiger Ruheströme deutlich zu schlecht.
Auch die 2. Version - diesmal mit Speisespannungs-Symmetriertrafo - funktionierte also nicht zufriedenstellend. Die drei Parameter Frequenzgang, Wirkungsgrad und Linearität konnten nicht gleichzeitig einem Optimum zugeführt werden. Daher wurde die PA mit den RD100HHF verworfen! Da aber alle Treiberstufen zufriedenstellend arbeiteten wurden sie schaltungstechnisch beibehalten. Nun sollte in einem letzten Leiterplattendurchgang die PA-Stufe wieder mit bipolaren Transistoren für 12 V - hier MRF454 - fertiggestellt werden.
So sieht nun die endgültige 100-W-PA in modernisierter Form aus. Sie liefert 100 W auf allen Bändern, der IM3-Abstand ist immer besser als 34 dBc (obwohl in allen Stufen nur ungepaarte Transistoren verwendet werden konnten!), der Frequenzgang über alle Stufen beträgt maximal 3,4 dB (im Gegensatz zu mehr als 10 dB der alten TR-7-PA!) und der Wirkungsgrad ist deutlich besser als der der MOS-Fet-Ausführung. Die maximale Stromaufnahme bei Anpassung und 100 W out beträgt nur 15 A.
Hier noch die Schaltung von Treiber und Bipolar-PA. Die Kompensation der induktiven Blindanteile der Trafos wurde sehr sorgfältig durchgeführt. Das hat sich schließlich insbesondere bei Frequenzgang und Wirkungsgrad bezahlt gemacht.