Tekrar selamlar herkese,
Orhun hocamdan aldığım kabloyu geçen akşam pallet-filtre arasına bağladım.
Kendisine öncelikle çok teşekkür ederim.
Kullandığım kablo uzunluğu 24 cm.
Kabloyu değiştirmeden önce 1kw bir güç ile çıkış yaptım, yaklaşık 30A bir akım çektiğimi ölçtüm.
5 dakikalık bir transmit sonrası bakır soğutucu ısısı 58 dereceye kadar yükseldi.
Sonrasında kabloyu değiştirdim ve aynı testi tekrar ettim. Çektiğim akım 27A ya düşmüştü. Isınma da 46-48 derece civarındaydı.Yani ortalıkta 50volt 3A yaklaşık 150 wattlık bir verimsizlik varmış. Ya da verimsizlik demeyelim de, transistöre geri dönüp ısı enerjisine dönüşen bir fazlalık varmış elimine etmiş oldum.
Geçen hafta gündeme ilk getirdiğimden beri, EME meraklılarının katıldığı moonnet newsgroup ta bu konu derinlemesine tartışılıyor. Pek kimsenin fikri olmayan gündeme gelmemiş ama çok önemli bir konu olduğu ortaya çıktı.
Böyle bir konuyu gündeme getirip gayet teknik ve güzel bir tartışma ortamı meydana getirdiğim için de kendimi şanslı sayıyorum tabii.
Gerçi, orada bir mailime yazılan onlarca gayet teknik yorum dolu emaile bakıyorum, bir de güzel ülkemin en büyük amator forumlarından biri olan buradaki gelen cevapların ya da yorumların azlığına bakıyorum ve içimi bir burukluk ta kaplamıyor değil.
İçlerinden en yorum dolu email ise bu sabah geldi. Ne neden nasılı gayet güzel anlatmış W9IP Mike. Kendisi 4-5 ay önce de hiç tanımadığı bir Türk amatöre (bana ) 2 adet QRO RF röle de göndermişti.
Aşağıya yazdığı orijinal maili kopyalayacağım. İngilizcesi olmayanlar için çok kısa bir özet te yazmış olayım.
Bildiğiniz gibi, bir verici çalıştığında ana yayın frekansı yanında harmonikler de oluşturur. 144 MHz için kullanılan 24 cmlik bir kablo, tek rakam harmoniklerimizin (1-3-5 gibi) dalgaboylarının katlarına denk gelmektedir.
Filtreden transistöre geri yansıyan bu harmonikler tekrar transistöre dönüp ısı enerjisine dönüşmek yerine kablo boyundan dolayı tam dalga bir faz farkıyla geri döndüğü için ısı enerjisine soğrulmak yerine, transistörden tekrar geri yansır.(Bir sinüs dalganın voltajının 0 olduğu noktayı hatırlayın. Transistöre tam o noktada ulaşıyor)
Bu yansıma hem transistörü ısıtmaktan kurtarır, hem de mevcut dalga ile girişime yol açarak sinyalin daha da güçlenmesini sağlar verimi arttırır.
Orjinal email aşağıda.
Umarım birilerinin işine yarar.
Dear friends,
Last week, Moon-Net hosted a discussion about “Pallet - Filter Distance..does it matter?” A coax jumper of about 24-25 cm between SSPA and low-pass filter was mentioned as a way to improve amplifier efficiency. Nobody seemed to know why, however.
I consulted with a couple of knowledgeable and helpful gurus and did some digging on the internet. I think that I have it figured out.
First… Pallet - Filter Distance..does it matter? Yes, it matters.
Next… why? It’s complicated.
Most old-time amateurs, raised on vacuum tubes, are familiar with amplifier classes A, B, AB, and C. In their search for greater efficiency, modern solid-state amplifier designers have developed other classes, such as Class F (described wonderfully here). LDMOS transistors are well suited to these new classes because they behave more like on-off switches than amplifiers (link). The key idea is that the more that the LDMOS device current acts like a square wave, the higher the efficiency of the amplifier.
This where harmonics come in. In-phase odd-order (3rd, 5th, etc.) harmonic content makes the fundamental’s current waveform more square (even-order harmonics round off the squares). If you can reflect the odd-order harmonics back to the amplifier output in the correct phase, they “square up” the output and improve efficiency.
Source:
https://web.ece.ucsb.edu/Faculty/rodwell/Classes/ece218c/notes/Lecture9_SwitchingPAs.pdf Where do low pass filters come in? Recall that a LPF looks like its load (50Ω) up to the cut-off frequency and some other crazy impedance above that. This means that the amplifier’s fundamental passes through to the load and the harmonics get reflected back to the amplifier.
What happens to the reflected harmonics? The answer depends on the length of the connecting cable. 24cm of RG142 is 1/2 λ at 144MHz’s 3rd harmonic. This means that odd harmonics (3rd, 5th…) will be reflected from the input of the LPF and pass through the λ/2 coax (again) and arrive at the SSPA in phase with the fundamental signal which will allow them to add constructively to the fundamental. Reflected even harmonics arrive at the SSPA out of phase and add to the fundamental out of phase.
Adding odd harmonics in phase with the fundamental makes its waveform more square (flat-topped) and consequently improves efficiency.
Higher efficiency means more output and less heat for the same input. Improving efficiency of a 1.5kW amplifier by 5% will increase output and reduce device dissipation by 75 watts.
Another, more effective, ways to improve efficiency is “harmonic tuning,” but that is a different topic for another time.
73,
W9IP
