Обратно към клас D - 10W АМ възбудител

[didov]

Благодаря за информацията във връзка с генератора.

[ahedproductions]

 

[ahedproductions]

Направо трябва да сменим заглавието на темата!!! Днес имах голям успех с клас Е топологията! Нека започна с постигнатото КПД - 90%. И това е преди доизкусуряване на схемата. Но нека карам подред.
Реших да опитам класическата топология на клас Е с трансформатор за напасване на товара към изходния импеданс на стъпалото. Както виждате от сметките, съпротивлението е 3.3 ома.



Навих 4 различни трансформатора, но със всичките имах проблеми и големи загуби. Не можах да изкарам повече от 2-3 вата от стъпало, което трябваше да ми даде поне 7 носеща. Реших да пробвам друг вариант - заграждащ филтър за втория хармоник. Използвах оптимизираните формули на Деайвид Крипе NMØS, които може да си свалите удобно накичени в екселски файл. Освен удобството на калкулатора, имам възможност и да променям стойности, за да ги напасна към наличните чаркове. Възползвах се изцяло! Направих изчисленията за захранващото без модулация (9 волта).



Наместих 10 нанофарада за изходния филтър от което се получиха удобните 3.3 нано за С4, натамъних бобинките и пробвах. Резултатът е много по-добър! При консумация 2А и захранващо напрежение 19.1В вкарвам 38.2 вата в машинката, от която получавам при около 92% модулация 120 волта от връх до връх на товара, което по моите сметки е 34.5 вата! От тук и КПД от 90%. Е наздраве!!! (На осцилоскопа съм му бутнал калибровъчния бутон, че да попобера вълната в екрана за снимката, иначе се губи нагоре и надолу, мерих я като свалих нулата на долната линия и гледах нагоре половин вълна.)
 





Голямо удоволствие е този клас Е. Цената за лесното построяване и настройка е в относително тесния полезен обхват без пренастройка на стойности, в моя случай от 1160 - 1240 кХц, като най-правилна за класа форма на дрейновото напрежение има на 1210кХц. Разликата идва от малки толеранси в стойностите на чарковете, но това се оправя. Следва игра и донастройка, обмислям да го оформя по-добре и в една кутия да заляга, но ще видим. Много съм доволен от ШИМ модулатора, загубите върху него са минимални и бачка съвсем студен, както си и трябва.
 

[origo]

Радвам се че се е получил добре клас Е. Интересно обаче защо все още се наблюдават нелинейни изкривявания на модулацията? Относно мощността, не съм сигурен че е коректно сметната ефективността, защото до колкото разбрах смяташ при 90 процента модулация с амплитудата на носещата във върховете на модулацията. Това не е средната изходна мощност а пиковата, средната мощност си остава същата както с 0 процента модулация докато мериш входящата средна мощност. Така че според мен трябва да смяташ КПД със 0 процента модулация. Извинявам се ако не съм разбрал нещо около постановката и сметките ти.

[ahedproductions]

Ами да помислим, може и да греша. Нека  за да елиминираме ефекта на модулацията, изчислим RMS мощността. Напрежението ми е 120в-в, което според Vrms=Vp*0.3535, от където имаме 42.42 волта. Това на квадрат върху товарното дава (42,42*42,42)/52 = 3 :)60 вата. Това е енергитичния заряд, който ми грее резистора в дъмито. Входната мощност си е все тая, 38.2 вата.
Ако греша ме поправете...
Намерих един документ, ще пробвам по-късно друг метод на изчисление, по-точен.

[ahedproductions]

Не зная как съм написал безмислицата горе, имам пред вид 34.6 вата.

[origo]

120V от връх до връх носещата без модулация ли е или това е в пика на модулацията? Защото по мои сметки ако това е амплитудата на носещата изходната мощност трябва да е 120/2 = 60волта амплитуда / 50 ома = 1.2 ампера амплитуда * 60 волта амплитуда = 72вата пикова мощност /2 = 36 вата ефективна мощност. Деля на 2 което е (sqrt(2))^2 вместо да деля отделно напрежението и тока на по 1.41...
Това е вярна сметка за КПД на стъпалото в случай че имаш носеща без модулация 120 волта от връх до връх. Ако това е във върха на модулацията не е коректно сметнато КПД защото следва полупериода в който носещата е почти 0. Средната изходна мощност няма да бъде равна на пиковата. С модулатор клас Д мисля че най-коректно ще е да определиш КПД на стъпалото с нулева модулация. Грешката ще е минимална, а най-лесно и точно ще стане според мен. Но това е мое мнение, не твърдя че е общовалидно правило или че е 100% коректно.
P.S. Сега видях че товара ти е 52 ома а не 50 от където и идва малката разлика между твоите и моите сметки но така или иначе принципно въпроса остава същия.

[ahedproductions]

Абе и аз не знам вече, може и да си прав. Спирам модулацията, остават ми 9 волта захранване на 1.6А за носеща, 30 волта половината са 8,62 вата или 59.86% КПД. Ама пък с пълна модулация ефективната ми мощност е вярна и там КПД е 90%, това си е вярно - 34.6 вата. Клас Е имат много аспекти, които все още не познавам добре и един от тях е, че КПД зависи от 100 неща, освен от настройката за добра форма на дрейна. Какви ли не обяснения съм чел. Малко по-късно ще се опитам по тия сметки да мина - http://bulletin.pan.pl/%2855-4%29411.pdf . Човек се учи докато е жив! 

[ahedproductions]

Освен това тия 9 волта... те са от модулатора. При запълване към 46% стигам 9 волта, гледах го на осцилоскопа какво излиза - има някакви пулсациики, но са нищожен процент. Не зная какъв е изходния импеданс на модулатора, че да го сметна за източник на постоянно напрежение чиста монета, с нисяък импеданс. Много бих се зарадвал някой от колегите по инициал да изкоментират и да приключат мъките ми по въпроса, че и твоите, Ориго.

[ahedproductions]

Привет на всички!
Реших да опростя конструкцията, избирайки фиксирана честота. В клас Е практически пренастройката не става лесно. Избрах ХО в миниатюрен корпус на 1.554МХц от Фарнел и единичен драйвер MCP1416 за МОСФЕТ транзистор - http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20002092F.pdf . По този начин задаващия генератор и драйвера ще заемат заедно със стабилизатора 3.3 волта за осцилатора само около 2 кв.см., като смятам да запоя тяхната платчица директно до мосфета на главната. Към момента съм завършил основната платка с усилвателя. Като я подкарам ще я окомплектовам с ШИМ модулатора и захранването за един комплектен СВ предавател!

[ahedproductions]

Пуснах симулация на горната схема на LTSpiceIV, резултатът очаквано добър.

[ahedproductions]

Привет сандъкчии!
Ех че хубаво стъпалце стана! Но да караме подред...
Първо на малка експериментална платка запоих стабилизатора 3.3 волта, осцилатора и драйвера за мосфета. Може да видите драйвера в дясно под SMD електролита 1мФ, захванат отгоре му.



Платката запоена към усилвателя. Добавих ценер 18 волта за защита на гейта при обърквации.



След като махнах вярната ми основа за тестване на ключови усилватели, монтирах новото стъпало и го свързах за модулатора.



Всико си тръгна както се очакваше, че и отгоре! Компактния монтаж на ВЧ тракта и точната настройка на LC веригите в изхода казаха своята дума. 1.8А консумация при 9 волта (носеща) - 16.2 вата.



Форма на сигнала върху товара, платката с филтъра отгоре НЕ СЕ ИЗПОЛЗВА, каквото излиза от стъпалото е на осцилоскопа. След като сложих едно малко вентилаторче да духа радиатора схемата разгъна малко и достигна 76 волта от връх до връх, 38 половинката или 13.8 вата, или 85.2%. Не е лошо начало, но определено може още. Тепърва ще си поиграя със стойностите на LC веригата.



И модулация за красота...



Още малко електроника и ще стане компактен и стабилен предавател - предусилвател/филтър за аудиото, автоматичен сикуенсър, който да пуска крайното след като е тръгнал осцилатора и ВЧ амперметър на изхода за лесна настройка на антените.
Това е за днес,
бъдете здрави!
Билян
 

[origo]

Поздравления, стъпалото работи прекрасно! Отлична форма на изходния сигнал без филтър и се вижда и как модулацията сега е МНОГО по-линейна, бих казал вече напълно достатъчно линейна!

[ahedproductions]

Мерси!
Въпреки хубавия сигнал трябва още малко филтрация. Мисля един филтър от седми ред до 1700кХц ще изправи и малкото останали кривини и ще изчисти спектъра. Тази вечер започвам с останалите компоненти.
 

[origo]

Да, разбира се на око на осцилоскопа не се виждат нелинейни изкривявания под 1-3 процента а в случая се интересуваме от доста под 40 децибела хармоници извън излъчваната лента така че има необходимост от филтър, но е хубаво че дори без него не е много зле положението.