24GHz waveguide transition - part II

Behov av 4st SMA -> WG-42 övergångar

Provade först med tillverka vågledaren i en bit tvådelad aluminium

Fräste först med en större fräsdiameter, 6.0mm
Följde sen efter med en 2.0mm fräs runt kanterna vid vågledarslutet
Tanken var att få en mindre radie i vågledaravslutet
Finjusterade sedan djupet med fräsen
Man ser att fräsen flexar lite, det blir rosettslipningsliknande avtryck men djupet är litet. Det är knappt att nageln känner dessa "reporna" .

Ytorna är planfrästa, inslipade och kanterna nedtagna lite

Missade lite med 2mm fräsen på en sida, men detta är en testbit så den ska inte användas

Flänsytorna är planfrästa och inslipade

Vågledarövergångar från en maskinverkstad

Från en maskinverkstad, tillverkad i ett stycke mässing och försilvrad?

Samma övergång från maskinverkstad. Genvägar har tagits, vågledaren är gjord med en större fräs som sänkts ned i materialet, radier finns och är kanske i största laget?

Troligen bra nog för ändamålet ???
Har inga data alls på just dessa övergångar - men har sett identiska konstruktioner med dessa runda vågledare och man anger endast returnloss till >=19dB, finns inga data på insertion loss. För kinatillverkade övergångar anges 0.25dB loss men är pläterade.
Men många liknande övergångar man kan köpa - har samma konstruktion med rundade hörn.

Några snabba mått har tagits på grunkan från maskinverkstaden

Kommersiell vågledare, delad konstruktion och inga radier i de längsgående måtten av vågledaren

Kommersiell vågledare, den principen jag var mest ute efter att använda, dvs. delat material och hela vågledaren fräst i en sida, inga radier i de längsgående riktningarna av vågledaren

Nästa steg?

Det finns många alternative byggbara versioner på WR42 till SMA övergångar - fortsätter titta på dessa och om man kan förenkla tillverkning

En del har tuningskruvar, andra har det inte, vissa har osymmetriskt placering av tuningskruvar andra har tuningskruvar i linje med proben.

24GHz waveguide transition

Lite research angående 24GHz vågledarövergångar

Många har försökt tillverka dessa tidigare - så kan det vara ett möjligt projekt att genomföra?

Det finns "Schina"tillverkade övergångar till ett betydligt lägre pris än de etablerade märkestillverkarna. Men om man behöver 4st övergångar är frågan om det är görbart att tillverka 4st övergångar själv med en lägre budget och mindre precision, dvs. funktionen är ju bara för 24GHz och inte intressant över ett stort bredbandigt register där data ska vara så jämna som möjligt.

Det finns (förenklat) två övergångar som skulle vara bra att ha, den mekaniskt mest tilltalande är in-line övergången vilket förenklar och gör en installation med raka korta koaxkablar.

Om man förutsätter aluminium som byggmaterial kan man förstå att de flesta gör den vinklade vågledarövergångsversionen med tanke på dess fördelar att bygga och justera in VSWR, att jämföras med den in-line vågledarövergångsversionen innehållande "böjt knä" proben som blir mer komplicerad att prova ut och justera VSWR.

En vinklad övergång gör att en rakt kontakterad koax blir längre då radie på koaxböjarna begränsar.

Som exempel har koax UT141 -1dB loss på 76mm längd, koax UT085 -1.7dB på samma längd.

I en ideal värld så är 24GHz modulerna i ett radio gjorda så att alla koaxkontakter är placerade och kan förbindas med dubbel-hane koaxkontakter MEN

vanligtvis är koaxkontakterna placerade efter kretskortlayout

Många tänker kanske, men använd istället SMA vinkelkoaxkontakter!

Japp - det går ju om man accepterar den högre transmission loss och VSWR som vinkelkontakter har på 24GHz ijfm. rakt kontakterade SMA kontakter.

Det finns också varianter, med helt andra probar.......som verkar mer komplicerade och svårare att tillverka och justera

Med den vinklade versionen kan man använda en SMA kontakt och dess mittledare samt addera skruvar för att justera VSWR

Teori är att problängden är en 3/16-dels våglängd lång

och att avståndet till vågledarväggen är 1/2 av vågledarens smala mått

Praktiska prov 2006 visar att denna problängd och avstånd till vägg ger bäst anpassning och lägsta förluster i övergången

Praktiska prov 1988 visar lite andra mått - och kanske kan ses som historia då det är oklart och man då optimerade för lägsta förlust/bästa anpassning  - men det fungerade helt klart med dessa måtten redan då.

En annan version där man löder in rigid koaxkabel och använder dielektrikum över hela mittledaren får lite andra mått  -samt att två sida-vid-sida monterade koaxer används som -3dB? divider mellan mixer och respektive RX och TX port
För denna konstruktion krävs en lödbar metall - inte aluminium

Min tanke var att använda ett solitt aluminiumblock och göra vågledarkammaren, SMA kontakt och avstämningsskruvar

Liknande konstruktioner finns därute på nätet och har simulerats i HP FSS 3D solver av ON4CDQ 2001.

Det man ser där är att för 24.1GHz så ger en tjockare prob (tjockare än SMA mittledarens egna mått) bättre anpassning, samt att en justering av längden krävs allt eftersom tjockleken varierar.
Mer än -20dB anpassning uppvisar med denna metod och är mer än vad jag förväntar uppnå - helt OK!
.
Ett riktvärde i en ovanstående konstruktion  - blir prob diametern 2.2mm, längden 3.0mm samt att proben har en radie i ändan på 0.65mm
Noteras att vid en fräsoperation kan radien vid vågledarväggen vara 1.5mm utan att påverka anpassningen nämnvärt.

Nästa Steg

QEX artikeln och ON4 artikel har olika problemlösningar och man kan välja nåt av dessa två alternativ.
Enklast är 1.27mm diameter då SMA kontakten har detta mått och resultaten är bra.
Har man mätutrustning och vill optimera så långt det går kan man välja den tjockare diametern och prov ut detta.
Jag har ingen möjlighet att bestämma returnloss på 24GHz så det blir att lita på att de mekaniska mått som  redan finns utprovade av andra radioamatörer.

Kan man ha en satellite finder till något annat bruk?

 Kan man ha en "satellite finder" till något annan funktion?

Det finns många s.k satellite trackers på begagnad marknaden, även lågprisprylar inte minst.

Innehållet varierar en hel del, från enkel analog signalmätare till digitaliserad mätare med flera funktioner.

Denna varianten har två funktioner, att visa analog signalstyrka och samtidigt avge en ton som är proportionerlig med signalstyrkan, dvs. man kan ställa in sin parabol med styrkan på tonen som avges ur lådan

Denna pryl ansluts efter LNB nedkonvertern och mäter styrkan på LNB IF utsignaler mellan 950 och 2300MHz. Den drivs av DC spänningen (13-18V) som satellitmottagaren ger via koaxkabeln.

Man ansluter satellitmottagaren som ger +18V via koaxen, grunkan piper till och lampan tänds

Ökar signalen lite så visar signalmätaren värde "1" och piptonen startar
"dB"Potentiometern  kan användas om insignalen är mycket  kraftigt och man kan då dämpa utslaget på analoga mätaren och tongeneratorn

Referensläget utan insignal är att man först ställer in potentiometern så analoga visaren står på "1" på skalan

Enligt tillverkaren ska denna "finder" fungera mellan 950 och 2300MHz
känsligheten vid signalnivå "1" och en hörbar ton (med svag) ligger runt -46dBm
med nuvarande inställning av potentiometrar

Jamen det var kul, den gamla surplusmätaren fungerar fortfarande och verkar relativt känslig på 900MHz

Har inget behov av denna mätare som satellit finder, använder SDR mottagare och mjukvara med signalvärdesvisning och spektrumdisplay på dessa frekvenserna om man vill ha en mätutrustning

Så - kan man använda denna pryl till nåt annat?
måste först plocka isär och glo lite på vad som kan finnas i lådan......

Här ser man kretskortets bestyckning, lite mer prylar än vad jag förväntat mis
till höger syns piezo elementet fastlimmat på baksidan av locket

Trimpotentiometern på kretskortet går att justera genom ett hål i bakstycket och används för att justera känsligheten på op amp kretsen, medurs ökar känsligheten och tvärtom.
Så -46dBm som signalgeneratorn visade kanske kan blir ännu lägre om man skruvar lite här

Börjar på blockchema nivån
Från LNA konktakten finns först en bredbandig RF MMIC , ett RF filter, en RF detektor som driver ett uA visarinstrument samt två op ampar, op amp driver sen piezoelementet som avger tonen

Nästan komplett schema, har missat (inte orkat) rita klart runt op amparna och hur de är kopplade i detalj, men troligen är det en oscillator wienbrygga som alstrar drivsignal till piezo elementet och en transistor fungerar som variabel av/på till piezo elementet och styrs av en op amp.

I RF kretsen syns flera frekvensbestämmande induktanser:

• Dels finns ett filter med tre kondensatorer och en öppen stub L2
• På MMIC DC matning finns en DC choke L1
• Vid respektive koaxkontakt finns en induktans för DC matningen L3 och L4

Identifierade komponenter

Sammanfattat - kan man ha denna grej till nåt annat hamradio releaterat??

Om man vill mäta på sin QO-100 upplänksutrustning så kan man ha den som den är omodifierad.

Dels att maximera sändarantennens plats i parabolens fokuspunkt om man har en signalkälla som instrumentet reagerar på, dvs. använda upplänkssändaren som separat signalkälla och använda instrumentet som mottagare på TX antennen.

Dels för att maximera AZ/EL som instrumentet är tänkt till med LNB ansluten.

Om man vill ha den som mätare för små signaler kan man ändra på de frekvensbestämmande induktanserna (900-2300MHz) och använda denna pryl på mycket lägre frekvenser, allt mellan 50 och 1296 MHz borde vara möjligt med små modifieringar.

Man kan också använda instrumentet att mäta fram och back effekt, dvs. SWR mätare. Om man skaffar en directional coupler och ansluter sig på den avkopplade porten och beroende åt vilken håll man vänder coupler så kan man mäta åt två håll och på så sätt justera dels SWR och dels uteffekt.

Kanske har man en extra dämpsats mellan avkopplade port och instrumentet  -lite beroende på vilken RF effekt som används.

MMIC i instrumentet har högt brustal så den lämpar sig inte som preamp/LNA - snarare som linjeförstärkare och då få runt 17dB mer signal på nuvarande frekvensern.

Om man använder den som linjeförstärkare och ansluter en mätantenn så har man en fältstyrkemätare och kan på så sätt justera sändarantenner.

Anpassa den för vanliga hamfrekvenser:

Denna mätare innehåller en RF MMIC med  över +23dB gain enligt databladet vilket i sig gör denna pryl mer användbar.

Tillverkaren av denna Satellite Finder anger att gain är 17dB i denna krets upp till 2.3GHz.

I data bladet för uPC2709T hittar man en kretslösning som skulle fungera från 10-tals MHz och upp till 2GHz, man skär bort den lilla striplineinduktansen L1 och sätter dit en 300nH induktans samt byter in och utgångskondensatorerna till 1000pF.

Samma funktion men nu i en koppling som klarar långt lägre frekvenser än 950MHz.

Vid detektorschottkydioderna sitter ett open stub filter L2, som man kan ta bort helt, sätt dit 0ohm motstånd, skär bort stub L2, ta bort konding till jord på stripline.

Nu har man en fältstyrkemätare om man sätter dit en liten antenn

Eller så har man en effektmätare om man sätter en dämpsats före MMIC

Om man har en directional coupler kan man ansluta denna moj och även mäta SWR eller PWR på små signaler.

Vill man ha nåt att mäta med på 2.4GHz finns -10, -20- 30dB direktionella kopplare ytmonterade t.ex 1A1306-10 eller likande men då får man behålla orginalkretsen som den är eftersom den borde funka på 2.4G. Nu har man en 2.4GHz power och SWR mätare.

Några exempel på anpassad funktion

Riktvärdet är att mata MMIC med under +10dBm (10mW), som är absolute MAX power input enligt databladet, har man mer effekt än så ansluts en extern dämpsats.

Angånde DC matning, antingen tar man bort L3 och L4 helt och matar separat med egen DC kontakt, eller så gör man en s.k bias tee koppling med en mycket större induktans och avkopplingskondensator.

Koaxkontakterna kan bytas ut till nåt man har, BNC eller SMA?

Piezo elementet har en jämrans genomträngande ljudnivå och där sätter man gärna en av/på knapp

Blogg från Avdelningen för Värdelöst vetande - AFVV

;)

122GHz portable station - yet more improvements

Har tagit lite genvägar när det gäller matare till parabolen som används för 122GHz portabelstationen

Så dax att ta tag i matarproblematiken....

Min genväg var att använda ett matarhorn som är avsett för direktförbindelse, dvs har högt gain och förmodligen en rätt smal lob

Tanken nu är att använda en för parabolen avsedd matare, en offsetmatare eftersom  parabolen är sådan

Förhoppningen är att effektiviteten i antennen (parabolen) ökar med en bättre matare

Steg 1

Är att sätta lite aluminiumrundstav i svarven, staven reduceras till den första grova dimensionen

Steg 2

Är att göra vågledaren, 1.8mm diameter, görs i två steg med olika borrdiametrar

Slutdimeter 1.8mm  -passar för 122GHz

Steg 3

Är att sätta de slutliga ytterdiametrarna på mataren 4.0mm respektive 7mm

Använder ett aluminiumskär och ett roterande mothåll

Resultatet syns nedan

Skillnaden mellan horn och offsetmatare syns tydligt :)

Vid inköp av 122GHz transciever så kunde man beställa ett litet horn, i detta fallet använder jag iställer ett horn framtaget för offsetparabol med lite större apertur (3.8mm) än den medföljande chaparralmataren med 2.0mm apertur

Den medföljande kavitet som sitter över radarchippet TRA120 passar direkt med offset matarhornet eftersom jag använder samma diameter på halsen i kaviteten 3.95mm ID och 4.0mm OD

Nästa steg är att först sätta en referensmätsträcka med hornmataren till parabol 

och

sen byta till denna modellen - och förhoppningen :) är att man kan se ett resultat

dvs

Mer effektivitet i antennen

Lite om chaparral, scalar feed

En amerikansk radioamatör och professor på Stanford kom på denna uppfinning, nån gång på 70 talet och gjorde LNB matarhorn med dessa karaktäristika ringarna runt matarhornet, han startade ett företag som hette chaparral communication. Man hittar dessa ringar på nästan alla LNB LNC produkter från förr och även idag.

Ett matarhorn har runt sin öppning ett antal problem då den raka tunna kanten skapar dessa problem.

Med en eller flera ringar runt mataröppningen löser man dessa problem, och fördelen blir att E och H planen blir mer symmetriska dvs. loben blir rundare/symmetrisk samt att sidoloberna minskas. Resultatet blir en mer effektiv antenn då man får möjlighet att dimensionera ett matarhorn som ger mer energi inom parabolreflektorns kanter och utanför kanterna finns mycket lägre energi kvar.

Korta ordalag - dessa ringar formar om strålningsdiagrammet runt matarhornets öppning/apertur till det bättre ;)

Scalar feed till vänster - mitt hembygge till höger

Med 3 ringar ändras loben ytterligare då den blir lite bredare och ger därmed mer energi till parabolens yttre ytor och med det så borde antenneffektiviteten blir lite bättre än med 2 ringar.

Mekanismen är att dessa ringar är kortslutna kvartsvågs stubbar och terminerar strömmar runt öppningen på mataren, vilket leder till de fördelar med omformning och utjämning av E och H planen.

I min nya matare, en matare för offset parabol, dual mode matare borde nästa steg vara att addera dessa ringarna runt mataröppningen - och få en bättre lösning.

Problemet är dimensionerna - jag har inte fått ordning på mekaniken att tillverka kvartvågssubbarna eftersom dimensionerna är små, en våglängd på 122GHz är 2.49mm, en kvartsvåg är 0.61mm.

Om jag får ordning på svarvskär och kan göra ett 0.6mm brett spårskär blir det nog till att göra en till dual mode matare som har lite större yttre diameter runt öppningen och då kunna ha två eller tre ringar.

TRA120 chippets inbyggda RX och TX patchantenner offset

Tillverkaren anger att dessa antenner sitter i kapsel men en offset, dvs. för maximal effektivitet borde en matare flyttas nån mm när man växlar mellan RX och TX - det finns exempel på radioamatörer som redan löst detta mekaniskt.

I min matare sitter vågledarhålet (1.8mm) lite offset i själva aluminiummaterialet. dvs. inte centrerat i rundstaven, som sticks in i den kavitet som täcker TRA120 kapseln med antennerna.

Enligt rekommendation så ska man trimma in för maximal signal genom att flytta matarhornet in/ut i kaviteten och sen fixera den med en skruv. optimalt är runt 1.2-1.4mm från kavitetens kammarvägg enligt andra som provat.

Det jag provade nu var att även vrida på min nya matare med offset vågledare - och det syns en skillnad!.  Jag prioriterade bäst RX egenskaper, och därmed troligen sämsta TX egenskaper.

Min tanke var att eftersom TRA120 ger en hel del uteffekt kan jag offra lite av uteffekten och istället ha bättre RX prestanda.

uW portable station with tripod azimuth indicator - do it yourself project

Skaffa azimuth 0 - 360 graders skala på stativen för mikrovågs aktivteter

För att hitta väderstreck när man är ute som portabel radiostation har en syftkompass använts.

Ofta hittar man en bra norr indikering men lika ofta misslyckas man eftersom det kan ligga kablar i marken under stativet och nålen på kompassen vill inte bestämma sig riktigt var norr finns.....då får man flytta stativet och prova igen.

När man väl har bestämt 0/360/Norr så är det enklast om varje stativ med parabolantenner för mikrovåg har en egen azimuthskala som i början av radioaktiviteten ställs in i känd riktning t.ex Norr. Sen blir det lite enklare att hitta en önskad riktning utan att behöva leta med syftkompassen för varje ny rikting och motstation.

Här har en justerbar referensindikering tillverkats för att lösa behovet!

Först skaffar man en kompassros, dessa är självhäftande plastdekaler

Den yttre skalringen är avtagbar 

Maströret är vridbart i denna punkten, undre delen sitter fast i stativ/tripod, övre delen vrid med parabolantennen.
Båda fästen är vridbara och låsbara så man kan kalibrera mot norr på ett enkelt sätt, låses med vreded på baksidan.

Lätt att läsa av
Stav av konstruktionsplast och aluminiumplåt har används att tillverka dessa delarna av.
Indikeringen i röd sprayfärg är en bit stål som svarvats och gängats.

För det lilla stativet som egentligen är ett stålstativ för kamerabruk gjordes en liknande azimuth indikering

Avläsning sker mot strecket, skalan sitter fast på stativet
här ser man att yttre skaldelen på dekalen är borta för att få en mindre diameter på skalan

Rundstång och plåt i aluminium har bearbetats som hållare för dekalen
Skalan låses med insexskruv till överdelen av kamerahållaren som sitter i sin kulled
De stora plattan ovanpå vrides till önskad riktning mha. svarta strecket.

Även elevering går att hitta med en vanlig bubbla

Vill man ha en kontinuerlig kompassindikering så är GPS kompass med två antenner överlägsen på alla sätt, men den lösningen kräver en hel del plats då GPS antennerna ska separeras ett par meter emellan.

Sen ska man ha en indikering, dvs. en embedded manick med tillhörande display. Har man parabol lober som är under graden är GPS lösningen helt outstanding.

Kretskortsmonterade säkringar......urk

Pinsamma ögonblick uppstår t.ex när man polvänder + och - på en radio

Hade planerat för SMP i Augusti (SSA's portabeltest) :)

Åkte ut på plats kl 08:30 och monterade upp 10m maströr med 2x19m trådantenn och bandkabelmatning, :) kopplade in z-matchen, kopplade in radion men DC kabeln hade fel polaritet 8/

Stendött... ingen radio 8(

Säkringen i denna radio sitter som en ytmonterad komponent på ett av kretskorten i radion - den säkringen byter man inte i fält

Kl 09:15 Plocka ned och åka hem :(

Steg 1 - skaffa åtkomst för att löda av kretskortssäkringen

Säkringsbyte ?....bleeh

För att byta säkring måste radion demonteras helt och hållet

Konstruktionen är svårt komplicerad, lager av strukturer, plåtar och gavlar som bildar en låda

Även om detta är en billig kinaklonradio är den sammansatt mekaniskt liksom orginalvarianten

Steg 2 åtgärd

Säkring lokaliserad som en ytmonterad komponent och mycket riktigt är det avbrott i denna.
4 Ampere borde dioden vara på enligt markeringen "S"

Det är inte ovanligt att skyddsdioden går sönder om man polvänder
Lödde av orginaldioden och den har avbrott den med
Original diod är 60V och 1A Schottky
Varför sätter man en 1A diod på en 4A säkring?

Jag monterade ett 1206 0ohm motstånd istf. säkring samt en 1N4004 som skyddsdiod - i brist på rätt komponenter. Säkringen sitter nu på DC sladden, en sladdglassäkring på 4A.
Skyddsdioden orginal är en Schottky diod, nu blev det en Si istället.

Nackdelen är att man måste komma ihåg att använda rätt DC sladd (avsäkrad) och att eventuellt kan även 0ohms 1206 motståndet brännas av vid stor ström - dvs. man får demontera allt igen.

Slutsteget i radion

Dom var oskadade, MOSFET i RF slutsteget

Man kan notera att kinaklonen har en annan MOSFET monterad än i orginalkonstruktionen???

RD15HVF1 520MHz 15W MOSFET där det borde varit två RD16HHF1 30MHz 16W MOSFET
Data mellan dessa är rätt lika men arbetsfrekvensområdet väldigt olika, HF vs. VUHF

Frågan är om dessa RD15HVF1 ger konsistenta resultat på respektive amatörradioband mellan 1.8-30MHz ?
Som tur är ser kapslarna ut att vara äkta märkestransistorer.....

DC komponenter i radion

Dom var oskadade, dessa två +8V och +5V regulatorerna

Ett litet rör PA på bänken - uppföljning av röret och slutsteget 2024

Liten återblick på data om detta röret, i linjär drift, temperaturbegränsningar och RF (o)stabilitet ;)

Mitt PA i nuvarande skick 2st parallelkopplade rör
Fungerar bra på 14MHz
Nu föremål för ytterligare modifieringar....

Linjär drift

I många datablad anges röret vara ett klass C rör, avsett för mobila FM radios. Dvs. röret är mekaniskt mycket robust, ger bra med uteffekt med en relativt låg anodspänning - därav är det mesta RF releaterade data för just FM

Men......

Telefunken och Valvo har i sina datablad angett att det finns klass B specifikationer

Hittills har jag inte hittat några klass AB specifikationer från rörtillverkare.

klass B verkar rekommendera upp till 25mA på Ig2 vid den vanliga 74Watts nivån

Klass (A)B

I amatörradiotidningen Func-Technik Nr.24 från 1964 hittar men en tabell med  drift data (ICAS) för linjär SSB drift -  över många då populära effektrör och även QQE 06/40

Hursomhelt anges Vg2 280Volt och Ig2 25mA för klass AB1 med parallellt system på 30MHz.

            RÖR        MHz    Cin        Klass        Glöd    Va    Vg2        -Vg1    Vtt    Ia        Ig2        Watt

                                                        ICAS

Kan man förmoda att med dessa data anses röret ge tillräckligt linjära egenskaper för att motsvara klass (A)B(1) ?.

Det som är lite nytt i ovanstående tabell är HF drivspänningen (Vtt) som anges till 30V peak-peak? vilket borde vara RF signalens sinusvågform topp-till-topp

Tillägg Nov 2024

När man smurfar runt på nätet hittar man ibland sidospår och denna gången dök ett projekt upp från 1964 där man medvetet väljer QQE 06/40 dubbel tetrode  istf. 6146B beam power - för att 06/40 ger bättre linjäritet än 6146B.

Det där väckte min nyfikenhet och nedanstående är bilder från orginal artikeln.

En artikel från tiden då rörkunskap var på  "en helt annan level" ;)

Sök på The ZS6XT Hybrid 20m SSB/CW Transceiver (1964)

Med 100W input är röret linjärt

Kan man definiera i vilken klass röret kan gå i?

Många av rörprojektet på nätet som tar ut mer än 74W ur ett rör, kör dessa i klass AB2 om man 

läser nedanstående definitioner av klasser från gammal rörlitteratur.

Det som även påverkar effektiviteten positivt är att QQE06/40 är en beam power tetrod och med

den mekaniska konstruktionen så tilllåts röret ge mer uteffekt/med mindre distortionsprodukter 

att jämföras med en vanlig tetrod utan beam konfigurationen mellan galler.

Sen läser man om klass B, så det är fullt möjligt att det är i denna klassen alla kör sina rör, 
många har en fast bias och röret går med en idle ström.

Ett bygge anger -35dB IP3 vid 64W PEP (ut) 100W PEP (in) och klass AB1 - verkningsgraden motsvarar

kanske AB2 mer än AB1 ?.

Klurigt!

Klass AB1
"In class AB1 operation, the grid is never driven sufficiently positive to draw current.
Beacuse no driving power is required under these conditions, class AB1 amplifiers, like class A amplifiers,
may be driven by voltage amplifiers using direct or resistance-capacitance coupling"

Klass AB2

"In class AB2 operation, the grid is driven positive be the larger input signals and, therefore draws current.
Class AB2 amplifiers thus require driving power, but can deliver substancially higer power outputs than 
class AB1 amplifiers beacuse the larger plate-current swinchs that can be achieved"

"The average plate current of a class AB amplifiers varies with the amplitude of the driving signal, 
although this variation is smaller under class AB1 than under class AB2 conditions. Consequently,
plate and screen-grid (grid-No.2) supplies for these amplifiers must have good voltage regulation to
assure that the full output capabilites of the tubes can be realized and the harmonic distortion kept low"

"Cathode-resistor bias can be employed for class AB1 amplifiers, although higher power output and 
lower distortion can usually be obtained by use of fixed bias. Fixed bias must be used for class AB2
amplifiers"

"The plate-circuit efficiencies that can be attained in class AB1 amplifiers range from about 30 to 40
percent for triodes to as high as 50 to 60 percent for multigrid tubes. Efficiences of 60 to 70 percent
can be attained in beam power tubes used as class AB2 amplifiers."

Att jämföras med klass C

"Maximum power output and plate-cirucit efficiency can be obtained from triodes or multigrid tubes

under class C conditions. Beacuse these advantages are obtained at the expense of linearity class C
amplifiers cannot be used if it is necessary to reproduce variations in the waveform of the driving signal.

In practice, the grid is excited by an rf voltage having constant amplitude, and the plate-current

waveform consists of relatively narrow pulses of equal height which have the same frequency as
the excitation voltage but contain very strong odd- and even-order harmonic components.
Maximum power output is achieved when the exitation swings the plate current between zero and
the saturation.
However, plate circuit efficiencies of 75 to 80 percent can are easily achieved."

Sen finns klass B
"Single-sideband transmitsion requires the use of linear rf power amplifiers beacuse the amplitude and
phase relationships of the sideband components of the signal must be faithfully maintained.
The classes of operation suitable for linear rf power amplifiers include class A, class AB1, class AB2, 
class B with bias and class B with zero bias. High efficieny is best achieved by operation at close to 
class B conditions. These conflicting demands require a compromise between linearity and efficiency.
For high-mu triodes, operation as class B with zero bias provides circuit simplicity, good linearity, and 
efficiency, but has poor gain and requries high driving power.

Class B rf amplfiers are not biased to cutoff but to a value determined by the amplitude of the
unmodulated rf drivning signal, and their operation is usually limited to a relatively narrow region
if the characteristic. Bias must usually be obtained from a separate fixed supply, having very good
output regulation.Both the bias and the maximum amplitude of the driving signal must be readjusted
if the plate voltage is changed. DC sources having high internal resistance should not be used as
fixed-bias supplies."

Här hittar man intressanta data för att få en bild av vad röret kan uppnå:

Begränsningar

Ett glasförslutet rör gillar inte värme lika mycket som ett keramiskt förslutet rör.

Med ICAS+++++ drift (mer än 750Volt på anoderna och mer än 100W uteffekt per rör) krävs åtgärder tidigt ;)

Dvs. man får hålla sig inom vissa gränser, addera fläkt från början och se till att anodpinnarna har kylmassa....

Förlusterna i röret ökar med frekvensen och först på VHF förstärkare anses en fläkt behövas.
De QQE 06/40 enkelrör 29MHz slutsteg jag sett, som ger 50W, har ingen fläkt.
Körde ett sånt slutsteg som 28MHz fyr med 50W uteffekt under ett antal år men hade då en fläkt ansluten.

Ett antal utklipp från olika tillverkare:

Kylning av anodpinnarna:

I mitt PA sitter hemsvarvade aluminium anodanslutningar som fästs med en insexskruv mot anodpinnen, inte helt optimal kontakt ijfm. ovanstående variant med en "chuck" liknande hylsa som ger mycket större kontaktyta.

Aluminiumkylkropp, med toppanslutning med skruv samt insexskruv för fäste mot anodpinne
Man får fasa av en sida på kylkroppen för att pinnarna sitter lite för tätt ihop

Vid mätningar med IR termometer ser man att det snabbt blir mycket varmt på anodpinnarna utan extra kylning.....

Vanligt är att ha berylliumplåtar med flexibel anslutning som trycks fast på anodpinnarna.

Självsvängningar ?

Röret är känsligt för induktans på galler med mera....röret är kapabelt som förstärkare (och  oscillator) upp till 500MHz, dvs. det är lätt att skapa återkoppling eller induktans.

Jag har gjort många misstag på gallermatningarna, använd inga drosslar eller induktanser här, kolmassamotstånd eller icke induktiva motstånd är grejen....

Utklipp från RCAs prototyp datablad där ett 430MHz slutsteg beskrivs:

Under VHF frekvenser:

Över VHF frekvenser krävs mer åtgärder

Skärmning

Mina rör är monterade med försänkning enligt datablad

Rörsocklarna är monterade med distanser så den interna plåten i röret hamnar i nivå med chassit

Ett antal utklipp från olika tillverkare :

Galler No.1 & linjäritet?

Ytterligare en grej för klass B drift - hur man driver gallret spelar roll för prestandan: