Forum Krótkofalarskie PKI

Do obejrzena na stronie

https://www.youtube.com/watch?v=GNh0wP9PlsM

SP7WT

Kliknij na ikonę URL.

Kliknij pomiędzy nawiasy kwadratowe.
Wstaw adres...
i działa

Bardzo dobra prelekcja. Wreszcie ktoś mówi prawdę na temat jakości tranzystorowych wzmacniaczy mocy oraz sygnału nadajnika dzisiejszych transceiverów. Zgadzam się w pełni z tym, co mówi NC0B. Dzisiejsze wzmacniacze tranzystorowe mają gorsze parametry od większości lampowych a jakość sygnału z tych "super-hiper" transceiverów nie uległa żadnej poprawie od lat dziewięćdziesiątych. Jest gorsza od hybrydowego Drake'a z końcówką na lampach (wyjątek: końcówka w klasie A).
Wzmacniacz na dwóch GK-71 sterowany w katodzie (wejście 100W), napędzany z FTdx5000 w klasie A da znacznie czystszy sygnał od tranzystorowego z jednym mosfetem, do którego pcha się sygnał z 746Pro, 7300 lub podobnego radia, które ma brudny nadajnik z silnym szumem kompozytowym. Tranzystorowy wzmacniacz mocy od Elecrafta ma gorsze parametry od typowego kiedyś "dopału na rogatej", gdzie GU81M była sterowana w katodzie. Moc ta sama, ale sygnał z lampy o 20dB czystszy.
Swoją drogą pora zrobić coś podobnego po polsku.

To są prawdy oczywiste. Ale jak to zwykle u nas, niezbędny jest zagraniczny "ałtorytet".

SP5XMI pisze:

Bardzo dobra prelekcja. Wreszcie ktoś mówi prawdę na temat jakości tranzystorowych wzmacniaczy mocy oraz sygnału nadajnika dzisiejszych transceiverów. Zgadzam się w pełni z tym, co mówi NC0B. Dzisiejsze wzmacniacze tranzystorowe mają gorsze parametry od większości lampowych a jakość sygnału z tych "super-hiper" transceiverów nie uległa żadnej poprawie od lat dziewięćdziesiątych. Jest gorsza od hybrydowego Drake'a z końcówką na lampach (wyjątek: końcówka w klasie A).
Wzmacniacz na dwóch GK-71 sterowany w katodzie (wejście 100W), napędzany z FTdx5000 w klasie A da znacznie czystszy sygnał od tranzystorowego z jednym mosfetem, do którego pcha się sygnał z 746Pro, 7300 lub podobnego radia, które ma brudny nadajnik z silnym szumem kompozytowym. Tranzystorowy wzmacniacz mocy od Elecrafta ma gorsze parametry od typowego kiedyś "dopału na rogatej", gdzie GU81M była sterowana w katodzie. Moc ta sama, ale sygnał z lampy o 20dB czystszy.
Swoją drogą pora zrobić coś podobnego po polsku.

To te złe wzmacniacze tranzystorowe psują sygnał? Dodają coś od siebie? Sygnał z lampy o 20 dB czystszy - co to oznacza? Szum kompozytowy - co to jest?

SP4SKN pisze:

To te złe wzmacniacze tranzystorowe psują sygnał? Dodają coś od siebie? Sygnał z lampy o 20 dB czystszy - co to oznacza? Szum kompozytowy - co to jest?

Po kolei odpowiem, celowo upraszczam problem. Otóż wzmacniacz liniowy ma za zadanie wzmocnić sygnał liniowo, czyli wzrost sygnału o 1dB na wejściu oznacza wzrost sygnału o 1dB na wyjściu w całym zakresie pasma oraz siły sygnału, który ten wzmacniacz wzmacnia. Sygnały doprowadzane do wzmacniacza są bardzo złożone (to dotyczy głównie SSB), a zatem jeśli wzmacniacz nie będzie liniowy (czytaj: wzmacnianie odbywać się będzie na nieliniowym zakresie charakterystyki), to powstaną zniekształcenia. Wzmacniacze lampowe mają ten zakres dość długi. Z kolei tranzystorowe mają o wiele krótszy obszar liniowej pracy, zwłaszcza przy niskim napięciu zasilania (12V). W nieliniowym zakresie pracy wzmacniacz tranzystorowy wprowadzi zniekształcenia, które będą się objawiać poszerzeniem widma (zakładam przy tym, że powstające w tym samym procesie harmoniczne są odfiltrowane w filtrze dolnoprzepustowym). To samo dotyczy tranzystorowego stopnia mocy. Nie bez powodu wiele transceiverów ma gorszy sygnał przy mocy zredukowanej, niż przy pełnej! To ma swoje istotne konsekwencje, gdy sterujemy wzmacniacz tranzystorowy, który z natury potrzebuje około 20-40W, czasami jeszcze mniej.
Skutek jest taki, że podły sygnał z kiepskiego transceivera (dodatkowo przy zredukowanej mocy) wzmocniony dodatkowo w nieliniowo pracującym wzmacniaczu ma pasmo rzędu 5-6kHz zamiast 2,4kHz. Przesterowanie wzmacniacza, złe dostrojenie lub niewłaściwie ustawiony prąd podkładu (BIAS) skutkuje takim właśnie efektem. Zjawisko mieszania i powstawania omawianych zakłóceń nazywa się intermodulacją i można ją zmierzyć **)


Oto przykłady złych sygnałów:



Szum kompozytowy oznacza szum, który jest wypadkową szumów fazowych syntezera (klasyczne transceivery z VFO nie mają tego problemu), szumów układów mieszających i wzmacniaczy. Widać go bardzo wyraźnie, gdy skręcisz mic gain do zera, wyłączysz kompresor dynamiki i włączysz nadawanie w transceiverze dołączonym do anteny lub sztucznego obciążenia, a następnie zaczniesz odbiornikiem pomiarowym przeglądać okolice wytłumionej fali nośnej w sygnale wyjściowym transceivera. Proponuję dołączać to przez sprzęgacz i odpowiedni tłumik. W odróżnieniu od produktów intermodulacji omówionych powyżej, szum kompozytowy nie opada płynnie z kwadratem różnicy częstotliwości, ale w pewnym przedziale zostaje prawie stały. Wyobraź sobie teraz co się stanie, gdy odstęp od tego szumu będzie zaledwie 40dB od głównego sygnału takiej stacji, a słyszysz ją na 9+40dB. Usłyszysz deiksa o sygnale S5?

*)
Szczególnym przypadkiem jest wtórnik z uziemioną siatką, w którym sygnał jest doprowadzany do katody, siatka jest uziemiona dla prądu w.cz. Układ ten ma niską impedancję wejściową (przy trzech lub czterech GU50 równolegle jest to blisko 50&#937,), wysoką wyjściową, przy wzmacniaczu mocy lampa pracuje przy wysokim napięciu anodowym. Zakres liniowej pracy wzmacniacza jest bardzo długi - przykładowy wzmacniacz na parze GK71 lub GU81M (2800V anodowego), oddaje 1kW, ale zachowuje się liniowo także przy mocy wyjściowej mniejszej niż 10W (sterowanie mocą poniżej pół wata). To nie jest nic niezwykłego w układach lampowych.

**)
Do transceivera doprowadza się sygnał z dwóch tonów o właściwym poziomie i mierzy poziom ich sumy i różnicy (wystąpią obok głównego widma). Szczególnie istotne będą sygnały trzeciego (IMD3) i piątego poziomu (IMD5). Róznica w poziomie takich sygnałów między złym wzmacniaczem tranzystorowym (dopał Elecrafta, niektóre wzmacniacze na BLXach), a dobrze skonstruowanym lampowym może sięgać 20dB. A to jest dużo, bo oznacza, że jeśli 5kHz obok nadaje jakiś gość, który stoi na CQ z takim dopałem i masz go na 9+30dB, to śmieci od nieliniowo pracującego wzmacniacza lub stopnia mocy transceivera lub obu tych elementów wytną Ci stację o sygnale rzędu S5. Oczywiście lampowe też mogą wprowadzać takie zniekształcenia, ale przy poprawnej konstrukcji i eksploatacji będą "czystsze".

No już pierwszy tranzystor prawie wyleciał za okno, ale... no właśnie żeby potem nie żałować decyzji:

1/ Wzmacniacze lampowe mają ten zakres dość długi. Czyli jak lampowy liniowy ma 50 dB wzmocnienia to tranzystorowy o wzmocnieniu 50 dB jest gorszy bo ma "krótszy" zakres? - czego ?

2/ zwłaszcza przy niskim napięciu zasilania - no ale to chyba wszyscy wiedzą, że ze wzrostem F to napięcie maleje bo... Na KF tranzystory zasilane 100V to standard więc dalej pytam, gdzie leży problem - że nie ma ryzyka porażenia kilowoltami z anodowego?

3/ Szum kompozytowy - rozumiem dotyczy wzmacniacza tranzystorowego a nie lampowego? Czy może źródła sygnału?

SP4SKN pisze:

No już pierwszy tranzystor prawie wyleciał za okno, ale... no właśnie żeby potem nie żałować decyzji:

1/ Wzmacniacze lampowe mają ten zakres dość długi. Czyli jak lampowy liniowy ma 50 dB wzmocnienia to tranzystorowy o wzmocnieniu 50 dB jest gorszy bo ma "krótszy" zakres? - czego ?

2/ zwłaszcza przy niskim napięciu zasilania - no ale to chyba wszyscy wiedzą, że ze wzrostem F to napięcie maleje bo... Na KF tranzystory zasilane 100V to standard więc dalej pytam, gdzie leży problem - że nie ma ryzyka porażenia kilowoltami z anodowego?

3/ Szum kompozytowy - rozumiem dotyczy wzmacniacza tranzystorowego a nie lampowego? Czy może źródła sygnału?

Ad1.
To nie jest zasadniczo problem wzmocnienia. Istotny jest odstęp produktów intermodulacji 3 ew. 5.rzędu.
Wzmacniacze tranzystorowe - chodzi tu głównie o urządzenia na LDMOs'ach. Mają one ten odstęp około 20dB w stosunku do sygnału podstawowego, lampowe - nawet powyżej 40dB.
Jak to interpretować: załóżmy, że mamy wzmacniacz o mocy 1.000W. Przy założonym odstępie produktów, wzmacniacz tranzystorowy wygeneruje "szkodliwy" sygnał o mocy 10W, lampowy - 0,1W. Istotne jest to, że te produkty są nie do odfiltrowania, towarzyszą sygnałowi uzytecznemu poszerzając widmo sygnału.
Btw zadziwiająca jest siła marketingu. Użytkownicy z łatwością dali sobie wcisnąć, że wzmacniacz tranzystorowy z odstępem produktów 3.rzędu 20dB jest liniowy, odrzucając jednocześnie (słusznie!)lampowe wzmacniacze np na 4cx250 mające ten parametr ~25dB z powodu ich nieliniowości.

Ad3.
Szum kompozytowy dotyczy źródła sygnału. W tym sensie wzmacniacz również może być jego źródłem.
Na kf-ie nie jest on specjalnie odczuwalny z racji wysokiego poziomu szumu atmosferycznego, ale na UKFie może być bardzo uciążliwy. Kto startuje tam w zawodach, ten wie o co chodzi...

Ad Ad 3.

czyli szum kompozytowy nie powstaje we wzmacniaczu w liniowym zakresie jego ch-ki. ? zatem jego wpływ na porównanie samych PA (tranzystor vs lampa) powinien być pomijalny.
Staram się zrozumieć co opisuje Marcin. ale jeśli wprowadzimy brudny sygnał z "szumem kompozytowym" do jednego i drugiego PA efekt będzie podobny. Chodzi pewnie o to że brudny sygnał wytworzy tym brudniejsze produkty intermodulacji a po prostu tylko wzmacniacze tranzystorowe mają do niej większą skłonność. - czy tak to rozumieć. Czy raczej samo PA tranzystorowe jest źródłem szumu ? (wiem że wszystko co ciepłe szumi, ale tu raczej chodzi o inne zjawisko które mogłoby szum powodować).
Czy zatem jest takie źródło w tranzystorze. Czy jak dam idealny sygnał z bardzo czystego generatora (powiedzmy HP 8640B) na wejście tego wzmacniacza to "obwiednia szumu" zmieni kształt (w wartościach bezwzględnych oczywiście wszystko podniesie się wyżej, chodzi tylko o to czy dojdą inne szumy)

Pamiętam 'rule of the thumb' przy pracy PSK zredukuj moc do 25-30% max twojego zestawu. IMD odbieranego sygnału chyba tam się dało nawet oszacować w programie.
Czy nie wystarczy zatem zastosować rząd wielkości większe tranzystory i pracować w takim ich zakresie pracy by nigdy nie wyjść z liniowej charakterystyki.? Powrót do lamp wydaje się trudny, a o redukcję szumu na pasmach warto zadbać

Wzmacniacze mocy nie są istotnym źródłem szumu kompozytowego chociaż oczywiście go generują.
Powstaje on głównie w stopniach pracujących z relatywnie niskimi poziomami sygnału, tych trzeba szukać w układach formowania i przemiany w nadajnikach gdzie podstawowym jego źródłem są "brudne" syntezy. Wzmacniacz wzmacnia to co dostaje na wejściu. Jeżeli stosunek sygnał/szum będzie kiepski, to szukanie poprawy poprzez zmianę punktów pracy tranzystora ew. zamiana tranzystorów na lampy nie załatwi problemu.

Obecnie rozwija sie technika poprawy jakosci sygnalu RF poprzez oprogramowanie.
Jest to tzw. Adaptive Predistortion lub "Pure Signal" Oto interesujaca prezantacja na ten temat.

http://n3sh.org/Tech%20Section/PureSignal_final_selection.pdf

SP7WT

Predistortion jest znane z nowoczesnych nadajników broadcastingowych, szkoda, że do amatorskiego radia wchodzi dopiero teraz.

Po polsku predystorsja, termin używany w telekomunikacji od dość dawna. Na marginesie, kiedyś zdobywało się stosowny kwarc, jakąś lampę lub dwie, nawijało cewkę, montowało się to na chassis i to była radość w najczystszej postaci. I komu to przeszkadzało?

SP5XMI pisze:

Predistortion jest znane z nowoczesnych nadajników broadcastingowych, szkoda, że do amatorskiego radia wchodzi dopiero teraz.

a nie jest to też stosowane w PA BTS'ów ?
Była taka płytka, dość popularna chyba od NMT, w której pobrany z sprzęgacza już na wyjściu PA sygnał był mieszany z heterodyną i jakoś dalej obrabiany.
Nie rozpoznawałem tematu szerzej ale czemuś to poza pomiarem dopasowania i mocy musiało służyć. Może jakaś pętla kompresji by nie wpaść właśnie w nieliniowy zakres, może poprawa sprawności a może właśnie ta technika proaktywnego unikania intermodulacji

https://www.youtube.com/watch?v=hJVPXVRIHY8