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[另类] 制作30W射频功放,手台功放

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发表于 2020-1-3 00:37:55 | 显示全部楼层 |阅读模式

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         去年论坛兄弟   
[size=1em]杨雪飞
    送了我几个车载电台被我拆了功放,现在年末了没什么事情,翻出来开始折腾。以前也在论坛里发表过几篇做射频功放的帖子,包括很少人研究的PIN管收发转换电路,这次做的比较简单,小功率做好隔离,直接使用继电器做收发转换。PIN管现在太贵,关键我也没有配件去拆了,就偷个懒,使用大众的继电器。        我现在手里有M57704 功放模块,这个当时隔壁论坛清仓,100元4个,我买了8个,一直没用,后来送给BG0AYB,BG3JT,BG3JIJ等老HAM修机用了。上次拆论坛兄弟送的机器,拆出RA30H4047M  M57729L功放模块。现在也不帮坛友修机器了,基本上也用不上了,那就自己DIY个手台功放吧。
        这种外置功放很简单,从控制上说有两种,一种是直推控制,就是手台发射使用射频电压打开功放控制推动功放,另外一种就是类似短波电台的CAT控制。使用手台同步信号控制,不需要向第一种那样要特别注意电磁隔离。从收发转换上来说也有两种,第一种就是PIN管收发转换,这种成本高,效果好,多见于正规大厂机器。第二种就是继电器收发转换,常见于国内小厂,造价低廉,能用。因为我没PIN管了,也玩玩继电器方案的。

         首先做板子,等了几天板子到手

P1210244.JPG

P1210245.JPG


P1210249.JPG

P1210250.JPG


切割,拼版可以多做一点,这样可以放心折腾
P1210251.JPG


功放模块
P1210260.JPG

找出元器件,看看设计是否合适
P1210246.JPG

还可以
P1210247.JPG


功放有多钟安装方式,选择合适自己的就好哈
P1210248.JPG

先焊接电源部分,测试控制是否正常,然后在焊接上功放
P1210258.JPG

今天太晚了,明天继续发测试。



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zangzj + 20 相当厉害!
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本帖被以下淘专辑推荐:

 楼主| 发表于 2020-1-3 00:38:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 亲爱的混蛋 于 2020-1-4 00:39 编辑


电路焊接好后就开始制作测试馈线
我手里都是特氟龙的线,因为是测试,就简单做好接头就行了

这个细的馈线忘记是多少标号的了,焊接个N座
P1210266.JPG
-5特氟龙+M头
P1210267.JPG


测试用的功率驻波表
P1210268.JPG

50W假负载
P1210269.JPG


一大堆
P1210270.JPG

因为我使用外部控制方法,所以一只手用镊子短接控制点,一只手按对讲机PTT,没法在进一步拍照了。


P1210271.JPG

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 楼主| 发表于 2020-1-3 01:07:43 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
本帖最后由 亲爱的混蛋 于 2020-1-4 01:28 编辑

3楼,原理分析,电路实际讲解
制作射频功放,不同于音频功放,射频功放一般是逐级推动方式,RF-IN,第一级推动,第二级推动,第三级推动,RF-OUT。每个厂家的功放推动方式不一样,比如我用的M577XX系列,推动级可以直接统一电压,而其他厂家的功放对应的第一级推动是功率调节控制。那么我就用我常用的M577XX系列讲解下电路吧。

第一步我们看型号,了解这款功放的正常供电电压,频率特征,功率输出/输入特征。我以M57704H为例子

搜狗截图20200104004659.png

从官方文件上看,这个模块频率是450--470MHz,一般射频模块可以+—-20MHz频率使用,也就是这个模块可以用在430-490MHZ范围内。如果使用在420MHZ呢?当然也可以使用,只是功率特性就不好了。典型供电电压为12.5v,输出功率为13w。
      上面我们了解到的是模块典型工作状态特性,以前很多国产机把这个模块标25w使用,使用的就是超功率特性了。这个特性我们还是要看官方文件的说明。

搜狗截图20200104005204.png

通过官方文件我们可以了解到这个模块最高可以输出85w,当时这样使用会极大的降低使用寿命。模块的特性,除了上面的指标外,还有一个就是最重要的频率特性,我们看下图

搜狗截图20200104005212.png

这个图我们俗称波瓣图,表示模块的频率指标特性。我们业余使用,一般按照典型值就好了。其实上面看不懂也一点不影响我们使用

我们要看懂什么呢?那就是下图
搜狗截图20200104005559.png

我们要通过这张图去了解模块每个引脚的作用,上面图片告诉我们模块有5个引脚,1脚输入,2.3.4.为供电,5脚输出,另外背板是接地。同时模块式3级放大,逐级推动方式。

那么我们就可以大致的了解模块工作方式了,就可以开始设计了。

我们通过手册查询,模块最大输入功率为0.4w

搜狗截图20200104010014.png

而我们对讲机输出一般为4w,这么大的功率输出到模块肯定会烧毁模块,因为我们要在输出前增加一个衰减器,衰减器作用就是把大功率变成低功率,我常用的衰减器为电阻衰减器,三个
电阻分别为75R,91R。具体看下图
1.jpg


作为一款射频模块,我们最担心的就是自激或者干扰发射,这个问题怎么解决呢?那就是我们的供电控制端,我的做法就是给第一级放大供电增加控制,模块只有在接受到控制后才开始工作,只要没有控制,无论是什么情况模块都不会工作了。

2.jpg

作为一款外置功放,我们不仅要解决功率放大问题,也要不影响手台的灵敏度,这就需要一套外置收发转换装置。发射是发射的通路,接收是接收的通路,互不影响。
这个设计在1楼里已经说明了,控制方式有两种,一是使用PIN管,二是使用继电器。因为我手里没有PIN管了,所以使用的是继电器。
3.jpg

讲到这里基本已经完成了,我们总结一下,1 输出要衰减,   2供电要控制,3收发转换。 掌握这三个要素就可以自己DIY业余功放了。


高频功放制作简单,但要设计好,效果好还是很不容易的。我接下来说下我这个电路的缺点吧。

1,PCB未做阻抗测试匹配。我们看到很多射频电路输出会有很多电感电容,这样就是为了做到50r阻抗输出。设计阻抗匹配电路需要专业设计仿真软件,测试设备。高频的测试设备很贵,哪怕是2手的,我们业余玩很难搞定测试设备,如果委托厂家测试设计费用会很高,第一步PCB按照50R阻抗制作,打样费用会超过千元。
2,收发转换方式,PIN管是现在最好的转换控制器,大厂商都是使用PIN管,继电器损耗高,继电器又分信号 继电器与功率继电器。淘宝里99%的信号继电器效果很差。可靠2手拆机的信号继电器又要100大洋以上,现在2手成品功放才200元不到

信号继电器我还有一盒子,都是从军用功放,天调里拆出来的。
P1210261.JPG

P1210262.JPG

P1210263.JPG

P1210264.JPG

P1210265.JPG

这种都有,在老论坛里发过帖子,这次是无聊DIY,就用了普通继电器。

3,功率驻波保护,这种太专业的设计我搞不定,如果又能力还是要添加进去,对手台,对功放都好。

4,带通滤波器。带通滤波器,就是允许一定频率信号通过,任何一款功放都会有谐波,要过滤掉没用的信号减少电磁污染,我个人不好焊接0402器件,用其他的吧体积又太大,如果体积超过车台了,干嘛不用车台呢。现在一个车台也才几百元哈

写到这里,帖子就结束了,感谢大家。有其他什么问题请留言,一起探讨





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ljlun + 10 謝謝分享,还剩10M了

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发表于 2020-1-3 01:15:52 | 显示全部楼层
哈哈,我算占上沙发了吧,BH3BFM
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发表于 2020-1-3 01:25:30 | 显示全部楼层
坐等更新学习
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发表于 2020-1-3 06:31:32 | 显示全部楼层
谢谢分享。。。。。。很厉害。。。。。非常厉害。。。。。
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发表于 2020-1-3 07:28:22 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
牛掰了哈哈满分好评
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发表于 2020-1-3 07:52:57 | 显示全部楼层
高高高高手,太厉害了
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发表于 2020-1-3 08:31:52 | 显示全部楼层
30W的功率可不小呀,会不会被管制?
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发表于 2020-1-3 08:57:28 | 显示全部楼层
几个问题
1,高频线路设计不规范
2,继电器不是高频继电器,会造成功率偏低,模块端驻波增大,甚至烧坏模块
3,未设计功率控制电路,会随着输入信号强弱造成输出强弱
4,未设计RF过载保护,会造成切换收发瞬间驻波残留造成手台RF放大损坏
5,未设计带通滤波,会造成带外杂波严重,影响其他通讯设备

点评

高手, 我不懂,只是第一眼看着pcb画的爬电间隙距离跟5v消费电子一样小,十几个mil,而且地过孔没有沿着边缘布满,感觉怪怪的,  详情 回复 发表于 2020-1-9 14:18
一看兄弟就是对高频研究过的人,提的问题都是这个电路的问题。给兄弟点赞!  详情 回复 发表于 2020-1-3 09:44
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发表于 2020-1-3 09:32:55 | 显示全部楼层
坐等科普
话说UHF和VHF频率电路板是不是不用做射频匹配之类的?

点评

射频电路都需要做,如果是做商品一定要做。我没做,因为成本问题,做一次pcb匹配,费用可以买两个美军退役功放了。  详情 回复 发表于 2020-1-3 09:46
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 楼主| 发表于 2020-1-3 09:44:08 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
wdywhq001 发表于 2020-1-3 08:57
几个问题
1,高频线路设计不规范
2,继电器不是高频继电器,会造成功率偏低,模块端驻波增大,甚至烧坏模块 ...

一看兄弟就是对高频研究过的人,提的问题都是这个电路的问题。给兄弟点赞!
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 楼主| 发表于 2020-1-3 09:46:27 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
tempchar 发表于 2020-1-3 09:32
坐等科普
话说UHF和VHF频率电路板是不是不用做射频匹配之类的?

射频电路都需要做,如果是做商品一定要做。我没做,因为成本问题,做一次pcb匹配,费用可以买两个美军退役功放了。
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发表于 2020-1-3 17:20:42 | 显示全部楼层
有时间捯饬这些东西真好,我功放块早就买好了,就是没有时间动手,这里是BD7LIK
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发表于 2020-1-3 19:31:31 | 显示全部楼层
楼主可以试一下发射时手拿一根日光灯管在边上看能不能亮。我10多年前耍过最大功率也只玩过1971。没耍过更大的了。
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 楼主| 发表于 2020-1-4 01:32:47 | 显示全部楼层
终于更新完了,凌晨一点半了,睡觉哈
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发表于 2020-1-7 22:11:44 | 显示全部楼层
想问问楼主通讯上的功率模块能否用在车台上啊
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发表于 2020-1-9 14:18:38 | 显示全部楼层
wdywhq001 发表于 2020-1-3 08:57
几个问题
1,高频线路设计不规范
2,继电器不是高频继电器,会造成功率偏低,模块端驻波增大,甚至烧坏模块 ...

高手,

我不懂,只是第一眼看着pcb画的爬电间隙距离跟5v消费电子一样小,十几个mil,而且地过孔没有沿着边缘布满,感觉怪怪的,
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发表于 2020-1-9 23:48:16 | 显示全部楼层
摩托罗拉曾经设计过一批功放,有电路原理图和PCB图,只可惜必须使用摩托罗拉自产器件,器件不好找,不过看着功放板上各种磁珠什么的,效果应该可以,阻抗匹配应该也没问题。
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发表于 2020-1-16 13:51:23 | 显示全部楼层
有时间有技术,太厉害了
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