庶民閉門造龜～MiniPA70W初體驗

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一碗滷肉飯一瓶礦泉水，庶民生活簡單！庶民造龜也很簡單，就用這套沒有任何說明文件的簡易零件包，來開展庶民閉門盲目造龜之路～



這張疑似賣家在網路上放送的線路圖，看來這隻烏龜似乎不太難玩～



零件包就這幾顆東東，貼心的賣家已把芝麻粒大小的SMD零件貼好了，兩顆開關Mos，和兩顆磁管，兩顆RID Core，還有幾顆電阻等等，實際的焊接工作量不大，，，



核心零件就是這兩顆開關電源上常見的Mos IRF530N，，，，



組裝焊接前，先把鐵芯橋接版掰下來，順便銼平，，，



套上銅管，組裝好輸入輸出變壓器鐵芯，，，



組裝過程中，建議先焊好小零件，再焊接高頻變壓器，最後再裝上兩顆Mos管和反饋電阻。



我用商家附送的三層絕緣線把輸入變壓器繞好，輸出變壓器和電源端的扼流線圈我選用一平方的鍍銀鐵氟龍線來繞製，繼電器外殼黏貼高溫膠布，在後續更換Mos管時，防止被烙鐵的高溫燙傷～



全部分零件組裝完畢，目視檢查一下有沒裝錯位置，準備調整 Bais 電壓～

＊        送電前，務必檢查是否有漏裝或焊接不良。
＊        建議用無水酒精，測底清潔完成的PCB版。
＊        繞製變壓器的三層絕緣線或漆包線非常容易刮傷絕緣層。

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初次調整測試～

送電前，務必檢查確認零件焊接無誤，電供設置電壓13.8V，限流120mA~200mA。如果沒有限流電源，建議在未裝Mos管之前，就先把偏壓調整在1V左右，避免燒管。



為了方便測試操作，我準備了一條PTT觸發線，裝上按鈕開關～



接上電源後，靜態電流應該為零，假如有微量電流，那就可能是PCB板上有錫渣或助焊劑殘留！如果是直接短路保護，可能是輸出變壓器破皮短路。



按著PTT替代鈕，調整偏壓電阻，先讓偏壓在1V左右，微量左右適應一下調整力道～



偏壓測試點就是輸入變壓器之後的那兩個大焊接點，其中任一皆可。



整塊PCB的靜態電流約26mA，也就是繼電器和偏壓回路的工作基本電流，這時候Mos管處於休眠狀態。
持續將偏壓調高到2.7V，這時候的工作電流應該還是維持在26mA。



此時，把電源限流調整到10A，選用閣下欲測試頻率，直接灌功率，建議不超過5W來測試！賣家把這套件定義為3～30Mhz 70W出力，實際上也可以工作在六米，只不過增益不太優～



＊＊＊接下來的步驟要非常小心＊＊＊

＊＊＊假如閣下沒有備用管，也沒有限流電源，請先跳過下面兩步驟＊＊＊

再把限流調回120mA~200mA之間，準備再次調整Mos偏壓及靜態電流。
小心的把偏壓調高，這時候不需要看電壓，只需看工作電流。
讓工作電流上升到27mA~30mA之間，這時候Mos管已經處於甦醒的臨界電壓，真實的Mos管靜態電流出來了！此時Mos管的靜態電流為30mA-26mA=4mA，這時候的偏壓應該略高於3V，至於實際值多寡，由這兩顆Mos管的最低的那顆Vt來決定～



再把限流調高到10A灌功率測試，效率和增益有明顯的上升，四十米段耗電流已經接近我的電供最大輸出電流10A，出力也接近賣家標稱的70W～



＊＊＊假如閣下的Mos 管沒有測試配對，建議跳過下一步驟＊＊＊

再次提示，調整偏壓和靜態電流時，一定要限流120mA~200mA！
接着再把Mos管的靜態電流調高到單管20mA，也就是26mA+40mA=66mA，大約66mA~70mA之間～



灌功率測試，四十米段已經限流保護了，入力低於3W時，出力已不容小覷！六米段依然有氣無力～



下圖為本次測試IRF530N的測試數據～



以上過程分享～
MiniPA70W是個很好玩的玩具，審慎地玩！
第一次玩Mos龜，如有疏謬，敬請各方龜達人不吝指正！

＊        限流是必要措施，避免無意間燒管～
＊        經過配對的Mos管，較易掌握合理的偏壓。
＊        入力建議低於5W，電供建議13.8V，不超過16V。
＊        某些頻段，這個套件確實可以有70W以上的出力。
＊        許多RF PA設計中，Mos管採用一對一的單獨偏壓設置。

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嘗試調適～

MiniPA70是一套性價比超優的玩具，可別草草裝上龜殼，就這樣上線喊～
如下圖，可優化的部分為輸入輸出阻抗匹配以增益。


只要有VNA，即可做簡易的輸入阻抗觀察。
測試時～
＊        輸出端接假負載，最好也串上一顆駐波/功率表。
＊        輸入端接VNA Port1，用S11來看駐波值。
＊        MiniPA 接上電源，短接PTT。

L/C Match~
Mos管在不同頻率下，阻抗也都不一樣。在高頻變壓器的前後端併上一顆電容，就可以改變阻抗狀態，蠻好玩的，不妨試試！
在高頻電路中，使用L/C匹配的效率確實比使用電阻優，但是L/C Match 較適合運用於單一頻段，但是對於寬帶而言，卻會造成抓龜走鱉的窘境！如上圖，用麥拉可變電容來做測試，各位看官別懷疑，在這個PA低阻抗的情況下，傳統的麥拉電容足以應付！

偏壓與阻抗～
偏壓的調整，攸關Mos的工作狀態，對輸入阻抗影響頗大！當偏壓設置在2.7V時，Mos實際上還在休眠狀態，這時候的數據不太真實～



當偏壓設置在臨界時，這時候VNA上面的數據有些許變化～



偏壓接近Vt值時～


偏壓略高於Vt值時，差異就非常顯著～



彙整一下上述，偏壓調整的差異蠻明顯！



＊        偏壓是良藥，也是毒藥，需審慎調整！
＊        過低的偏壓會導致效率以及增益折損。
＊        過高的偏壓會導致Mos熱跑脫而失控，瞬間燒管！

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平衡電阻～
由於Mos管在不同的頻率之下，輸入阻抗略有不同，平衡電阻的功能在於並聯的情況下，讓工作頻域的阻抗相較趨近！
首先，在高頻輸入變壓的後端，並連一顆可調電阻，可以選用100Ω~500Ω十圈的精密半固定電阻～



調整可調電阻之後，可直接觀察入力端的駐波值明顯地產生變化～



拆除可調電阻，改用固定電阻來嘗試！我就用手上的幾顆金屬膜電阻來做測試～



首先換上去的是最低阻抗的12R，數據顯示似乎告訴我們可以在HF段安心使用，如下~



換上20R，數據顯示似乎更優～



最後是39R~




平衡電阻對於入力而言，是衰減源！隨著溫度的上升，對出力和效率而言，是耗損也是變動因子！因此在選用上，勢必有所折衷，下表兩組數據可做比對參考～



以上數據分享～

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前端衰減~

也可以用前端衰減器，來改善輸入駐波問題！
真的是這樣嗎？？？
方法確實蠻多的，見仁見智，不妨參考一下數據～



做幾個衰減器來試試看吧！



未衰減時，VNA實測數據～



未衰減實測出力數據～



經過-1dB衰減之後～




-3dB衰減之後～




-6dB衰減後的VNA數據當然漂亮，權衡效率還看看就好～



彙整一下數據～



＊        實用上，衰減量不宜過高～
＊        上述衰減器使用3W金屬皮膜電阻，耐入力約5W。

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反饋電阻～

印象中，PA的反饋電阻會影響工作帶寬和增益，原配2W 100Ω在測試中溫度蠻高！經過多次測試折騰，電阻的塗層已經變色，感覺應該要換大一號。


準備動手換上3W金屬皮膜電阻～


拆換前，再次測試原配數據～


3W 200Ω反饋電阻數據～


3W 300Ω反饋電阻數據～


彙整數據如下～


其中一顆原配2W 100Ω反饋電阻，疑似快要掛掉了！試想，這倆小傢伙到底耗損多少效率？


7Mhz測試時，居然有83W，限流電源由原先的13.8V，降電壓為12.64V。


以上，測試數據分享～

＊        7Mhz差異較大。
＊        原配2W電阻建議換成3W。
＊        阻值稍大，效率會稍微提升！
＊        至於波型如何？還有待確認！

lkk99

更換Mos管測試～

梳理部分開關Mos資料，定購一小批量拆機管回來玩玩！
這些都是廉價的Mos開關管，配對之後，才來盲測~
遴選優先～ID高，Ciss低，RDS低，VDS適當等…..



我使用的Mos管都有簡單配對，設置靜態電流介於單顆20mA~30mA之間。
不建議超過30mA，很容易失控！










測試彙整～
四十米段，IRLZ24N略勝，IRF530不俗～


十米段，IRF520效率超優～


六米段，原先看好的IRF510也超爛，估計要嘗試變化不同的工作電壓再測！



＊        IRLZ24N綜合表現最優。
＊        IRF520十米段效率表現優異。
＊        IRF530多數頻段扛到70W無疑。
＊        原配IRF530N配對失敗，未使用～
＊        所有測試數據均為同一對二手拆機管。
＊        這幾顆廉價開關Mos管在HF表現不凡。
＊        網路上的全新管價格不貴，但品質堪慮。
＊        二手拆機管非常便宜，成功配對率不高。
＊        不同的工作電壓下，Mos管會有不同的表現！

lkk99

這個MiniPA70W，後續可玩得還蠻多的！
如～
高頻變壓器測試～
收發切換～
Lowpass Filter~
限流保護版～

藥不能停，待續～

Amigo9453

  感     謝     S K    教     官     分     享     文     啦     ................................................




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chieh

真是非常精采的分享~~