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Berechnung Ringkern - Sättigung
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Jan Conrads
Oct 3, 2016, 9:40:33 PM10/3/16
to
Hallo zusammen,
ich bin dabei, für einen "kleinen" RF Verstärker (so ca 1,5kw Peak) zu
bauen, momentan arbeite ich an der SWR Meßbrücke. Bislang habe ich ein
Muster nach
Sontheimer Frederick (z.B
http://www.dl8kdl.de/projekte/elektronik/richtkoppler) gebaut, bei 100W
funktioniert dies auch wie gewünscht, später soll dies u.a zum
Überwachen des Low Pass Filters bze der Antennenanpassung dienen (falsch
geschaltetes Filter etc).
Bisher habe ich hier Ferrit Kerne von Amidon FT140-43 mit 1:20 Windungen
gearbeitet, bei 100W scheint dies auch noch ausreichend zu sein, der
Spannungstrafo ist hier soweit ich weiß das problematische, daher habe
ich für die 1,5kW 40 Windungen auf 2 gestapelte FT114-43 vorgesehen, lt.
dem mini Ringkern Rechner von DL5SWB/DG0KW ist die Belastung ok. (als
FT114A-43 bei 1,7MHz 1,52mH 270V XL=16k)
Nur wie sieht das ganze mit dem Stromtrafo aus? Hier habe ich ja nur
eine Primärwindung mit N=1 und einem Strom von max 5,5A, Sekundär mit
N=40 käme man auf max ca 140mA je nach Bürdewiderstand.
Nur wie lege ich diesen Ringkern sinnvoll aus? Die Spannung an der
"Windung" ist ja nicht konstant. Leider habe ich zu der Auslegung
relativ wenige Angaben gefunden, vielleicht kann mir jemand einen
Hinweis geben.
Gruß JAn
ich bin dabei, für einen "kleinen" RF Verstärker (so ca 1,5kw Peak) zu
bauen, momentan arbeite ich an der SWR Meßbrücke. Bislang habe ich ein
Muster nach
Sontheimer Frederick (z.B
http://www.dl8kdl.de/projekte/elektronik/richtkoppler) gebaut, bei 100W
funktioniert dies auch wie gewünscht, später soll dies u.a zum
Überwachen des Low Pass Filters bze der Antennenanpassung dienen (falsch
geschaltetes Filter etc).
Bisher habe ich hier Ferrit Kerne von Amidon FT140-43 mit 1:20 Windungen
gearbeitet, bei 100W scheint dies auch noch ausreichend zu sein, der
Spannungstrafo ist hier soweit ich weiß das problematische, daher habe
ich für die 1,5kW 40 Windungen auf 2 gestapelte FT114-43 vorgesehen, lt.
dem mini Ringkern Rechner von DL5SWB/DG0KW ist die Belastung ok. (als
FT114A-43 bei 1,7MHz 1,52mH 270V XL=16k)
Nur wie sieht das ganze mit dem Stromtrafo aus? Hier habe ich ja nur
eine Primärwindung mit N=1 und einem Strom von max 5,5A, Sekundär mit
N=40 käme man auf max ca 140mA je nach Bürdewiderstand.
Nur wie lege ich diesen Ringkern sinnvoll aus? Die Spannung an der
"Windung" ist ja nicht konstant. Leider habe ich zu der Auslegung
relativ wenige Angaben gefunden, vielleicht kann mir jemand einen
Hinweis geben.
Gruß JAn
Leo Baumann
Oct 3, 2016, 10:16:49 PM10/3/16
to
[...]
Hier ist eine Applikation von Philips für eine breitband Linear-Endstufe
mit 300 W PEP.
Darin sind auch die Formeln u. Beispiele für Breitbandübertrager
(Volumenberechnung der Kerne):
http://www.radio-kits.co.uk/radio-related/Linear_PA/NCO8703.pdf
Schmeiß die AMIDON-Kerne weg und schau 'mal lieber hier (Data Handbook):
http://www.ferroxcube.com/FerroxcubeCorporateReception/download/action.do;jsessionid=(J2EE2566700)ID0311133350DBd79920a4167cc936e52f214737eff75edd988960End;saplb_*=(J2EE2566700)2566750?action=gotoPage&pageType=_en&pageName=download-1
Gruß Leo
Hier ist eine Applikation von Philips für eine breitband Linear-Endstufe
mit 300 W PEP.
Darin sind auch die Formeln u. Beispiele für Breitbandübertrager
(Volumenberechnung der Kerne):
http://www.radio-kits.co.uk/radio-related/Linear_PA/NCO8703.pdf
Schmeiß die AMIDON-Kerne weg und schau 'mal lieber hier (Data Handbook):
http://www.ferroxcube.com/FerroxcubeCorporateReception/download/action.do;jsessionid=(J2EE2566700)ID0311133350DBd79920a4167cc936e52f214737eff75edd988960End;saplb_*=(J2EE2566700)2566750?action=gotoPage&pageType=_en&pageName=download-1
Gruß Leo
Dieter Wiedmann
Oct 4, 2016, 8:08:40 AM10/4/16
to
Am 04.10.2016 um 03:41 schrieb Jan Conrads:
> Nur wie sieht das ganze mit dem Stromtrafo aus? Hier habe ich ja nur
> eine Primärwindung mit N=1 und einem Strom von max 5,5A, Sekundär mit
> N=40 käme man auf max ca 140mA je nach Bürdewiderstand.
>
> Nur wie lege ich diesen Ringkern sinnvoll aus? Die Spannung an der
> "Windung" ist ja nicht konstant. Leider habe ich zu der Auslegung
> relativ wenige Angaben gefunden, vielleicht kann mir jemand einen
> Hinweis geben.
Du hast den maximalen Strom, die Bürde, und das ohmsche Gesetz kennst du
> Nur wie sieht das ganze mit dem Stromtrafo aus? Hier habe ich ja nur
> eine Primärwindung mit N=1 und einem Strom von max 5,5A, Sekundär mit
> N=40 käme man auf max ca 140mA je nach Bürdewiderstand.
>
> Nur wie lege ich diesen Ringkern sinnvoll aus? Die Spannung an der
> "Windung" ist ja nicht konstant. Leider habe ich zu der Auslegung
> relativ wenige Angaben gefunden, vielleicht kann mir jemand einen
> Hinweis geben.
sicherlich auch.
Gruß Dieter
Leo Baumann
Oct 4, 2016, 9:54:54 AM10/4/16
to
Am 04.10.2016 um 14:08 schrieb Dieter Wiedmann:
> Du hast den maximalen Strom, die Bürde, und das ohmsche Gesetz kennst du
> sicherlich auch.
So wie ich ihn verstanden habe, hat er Probleme mit dem notwendigen
> Du hast den maximalen Strom, die Bürde, und das ohmsche Gesetz kennst du
> sicherlich auch.
Kern-Volumen. Aber in der SWR-Meßbrücke wird ja nur wenig Leistung zu
übertragen.
Leo
Andreas
Oct 6, 2016, 10:15:20 AM10/6/16
to
Hallo,
üblicherweise verwendet man für einen Richtkoppler, der auch als Viertor bezeichnet wird, zwei identische Kerne, z.B. FT114-43.
Mit je 30 Windungen ist die Auskoppeldämpfung 29,5 dB und das reicht für 1 kW aus.
Wichtig ist der mechanische Aufbau, damit die 50 Ohm-Umgebung der Anordnung bei-
behalten wird. Als Faustregel gelten dicke Koaxialkabelstücke und ein nicht zu großes Gehäuse.
Wie sieht denn der RF-Verstärker aus ? Und welche Betriebsspannung ist geplant ?
mfg
Andreas
üblicherweise verwendet man für einen Richtkoppler, der auch als Viertor bezeichnet wird, zwei identische Kerne, z.B. FT114-43.
Mit je 30 Windungen ist die Auskoppeldämpfung 29,5 dB und das reicht für 1 kW aus.
Wichtig ist der mechanische Aufbau, damit die 50 Ohm-Umgebung der Anordnung bei-
behalten wird. Als Faustregel gelten dicke Koaxialkabelstücke und ein nicht zu großes Gehäuse.
Wie sieht denn der RF-Verstärker aus ? Und welche Betriebsspannung ist geplant ?
mfg
Andreas
Jan Conrads
Oct 6, 2016, 8:25:03 PM10/6/16
to
Hallo Andreas,
Am 06.10.2016 um 16:15 schrieb Andreas:
> Hallo,
> üblicherweise verwendet man für einen Richtkoppler, der auch als Viertor bezeichnet wird, zwei identische Kerne, z.B. FT114-43.
> Mit je 30 Windungen ist die Auskoppeldämpfung 29,5 dB und das reicht für 1 kW aus.
Genau, das hatte ich versucht, allerdings mit FT140-43 und nur 20
Windungen, die Meßwerte der Ausgangsspannungen waren auch soweit im
erwarteten Bereich im gesamten Kurzwellenbereich.
> Wichtig ist der mechanische Aufbau, damit die 50 Ohm-Umgebung der Anordnung bei-
> behalten wird. Als Faustregel gelten dicke Koaxialkabelstücke und ein nicht zu großes Gehäuse.
Das ist halb so wild, selbst bei einem auf einer Eurokarte aufgebauten
Testschaltung passten die Werte soweit.
Mein Problem ist eher, der Ringkern muß nicht großer sein, braucht
jedoch ausreichend Querschnitt. Bei 28MHz würde der FT114-43 auch
reichen, bei 1,8MHz wären die Verluste für den Spannungstrafo jedoch zu
hoch.(zu geringe Induktivität und Materialverluste).
Daher plane ich aktuell den Stromtrafo mit einem FT114-43 und den
Spannungstrafo mit zwei gestapelten FT114-43 und 40 Windungen zu 1.
> Wie sieht denn der RF-Verstärker aus ? Und welche Betriebsspannung ist geplant ?
Das ganze ist eine Halbleiterschaltung mit dem BLF188XR, der mit ca 50V
versorgt wird. Ziel sind damit saubere 750W.
Hinter dem PA Baustein kommt noch ein entsprechendes Low Pass Filter,
welches passend zum Band umgeschaltet wird, hier kommt vor und nach dem
Filter eine Meßbrücke, damit sicher erkannt wird, falls es hier einmal
zu Problemen kommt, damit der Transistor nicht geröstet wird, der gilt
zwar als sehr robust, diverse Leute haben es jedoch schon geschafft.
Tch hatte mal einen Fehler in dem 100W Transceiver (falsch geschaltete
Spule im internen Tuner), da zog das Gerät bei geringer Leistung mal
eben 30A statt normalen 20A bei Vollast, sowas will ich in jedem Fall
vermeiden, hier muß automatisch abgeschaltet werden.
Röhrengeräte sind hier meist etwas toleranter, solange man die Anode
nicht überlastet, daher kann man hier eher auf solche Schutzschaltungen
verzichten.
> mfg
> Andreas
>
Gruß JAn
Am 06.10.2016 um 16:15 schrieb Andreas:
> Hallo,
> üblicherweise verwendet man für einen Richtkoppler, der auch als Viertor bezeichnet wird, zwei identische Kerne, z.B. FT114-43.
> Mit je 30 Windungen ist die Auskoppeldämpfung 29,5 dB und das reicht für 1 kW aus.
Windungen, die Meßwerte der Ausgangsspannungen waren auch soweit im
erwarteten Bereich im gesamten Kurzwellenbereich.
> Wichtig ist der mechanische Aufbau, damit die 50 Ohm-Umgebung der Anordnung bei-
> behalten wird. Als Faustregel gelten dicke Koaxialkabelstücke und ein nicht zu großes Gehäuse.
Testschaltung passten die Werte soweit.
Mein Problem ist eher, der Ringkern muß nicht großer sein, braucht
jedoch ausreichend Querschnitt. Bei 28MHz würde der FT114-43 auch
reichen, bei 1,8MHz wären die Verluste für den Spannungstrafo jedoch zu
hoch.(zu geringe Induktivität und Materialverluste).
Daher plane ich aktuell den Stromtrafo mit einem FT114-43 und den
Spannungstrafo mit zwei gestapelten FT114-43 und 40 Windungen zu 1.
> Wie sieht denn der RF-Verstärker aus ? Und welche Betriebsspannung ist geplant ?
versorgt wird. Ziel sind damit saubere 750W.
Hinter dem PA Baustein kommt noch ein entsprechendes Low Pass Filter,
welches passend zum Band umgeschaltet wird, hier kommt vor und nach dem
Filter eine Meßbrücke, damit sicher erkannt wird, falls es hier einmal
zu Problemen kommt, damit der Transistor nicht geröstet wird, der gilt
zwar als sehr robust, diverse Leute haben es jedoch schon geschafft.
Tch hatte mal einen Fehler in dem 100W Transceiver (falsch geschaltete
Spule im internen Tuner), da zog das Gerät bei geringer Leistung mal
eben 30A statt normalen 20A bei Vollast, sowas will ich in jedem Fall
vermeiden, hier muß automatisch abgeschaltet werden.
Röhrengeräte sind hier meist etwas toleranter, solange man die Anode
nicht überlastet, daher kann man hier eher auf solche Schutzschaltungen
verzichten.
> mfg
> Andreas
>
Gruß JAn
Andreas
Oct 7, 2016, 11:36:07 AM10/7/16
to
Hallo Jan,
ok, mit 40 Windungen klappt das schon, die Auskoppeldämpfung ist dann halt größer.
Wenn man mit einem VNWA S11 am Eingang der Brücke mißt und hinten einen 50 Ohm-Abschluß macht, dann sollte man schon 20 dB return loss oder besser erreichen. Das geht meiner Ansicht nach nur mit einer passenden Geometrie der Kabelstücke und des Gehäuses.
BLF188 habe ich schon vermutet. Es ist dringend zu empfehlen eine bifilare
Speisedrossel für die Spannung zu verwenden und einen Spartrafo 1:9.
Damit ist eine autotransformatorische Erzeugung der Spannung gegeben.
Verstärker mir nur einem, nicht magnetisch gekoppelten Röhrchentrafo funktionieren zwar grundsätzlich auch, die Parameter bezüglich Verstärkung, Wirkungsgrad und Linearität können aber besser sein. 750 Watt ist dann die
Grenze der linearen Aussteuerung.
Bei Interesse dazu gern mehr.
dl...@darc.de
73
Andreas
ok, mit 40 Windungen klappt das schon, die Auskoppeldämpfung ist dann halt größer.
Wenn man mit einem VNWA S11 am Eingang der Brücke mißt und hinten einen 50 Ohm-Abschluß macht, dann sollte man schon 20 dB return loss oder besser erreichen. Das geht meiner Ansicht nach nur mit einer passenden Geometrie der Kabelstücke und des Gehäuses.
BLF188 habe ich schon vermutet. Es ist dringend zu empfehlen eine bifilare
Speisedrossel für die Spannung zu verwenden und einen Spartrafo 1:9.
Damit ist eine autotransformatorische Erzeugung der Spannung gegeben.
Verstärker mir nur einem, nicht magnetisch gekoppelten Röhrchentrafo funktionieren zwar grundsätzlich auch, die Parameter bezüglich Verstärkung, Wirkungsgrad und Linearität können aber besser sein. 750 Watt ist dann die
Grenze der linearen Aussteuerung.
Bei Interesse dazu gern mehr.
dl...@darc.de
73
Andreas
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