Hej hembyggare av sspa 160M-6M!

S

SM0NOR

Well-Known Member
Halloj! Jag har nu filat på en remotestation i ett drygt år. Den fungerar hyggligt, men litet ostabilt pga av alla olika lösningar som skall samspela. Ja, ni vet säkert :) .
Nu har jag kommit till punkten där en av de viktigaste komponenterna måste bytas. Min hembyggda trotjänare med 4x811A gör ett utmärkt jobb när man är på plats och kör allt direkt. Men hur mycket jag än älskar den sköna glöden från lamporna så står sig steget slätt när jag kör remote. Försöker just nu köra andra halvan av DX-contest remote med 100W - en mycket tristare upplevelse än första halvan som kördes med 700W. Och dessutom kan man inte byta kategori mitt i :-(.
Så, tankarna går nu till SSPA. Att köpa dyra fabrikstillverkade grejer för 40K-50K är uteslutet. Nån form av hembygge är därför mer realistiskt.
Jag söker nu alla erfarenheter ni har från hembyggen! Vilka konstruktioner? Jag har inte djup kompetens av HF-design så scratchbygge kommer inte på tal. För mig handlar det om något open-source eller modulbygge. Jag har studerat dx-world-e, vk-amps och W6PQL. Tidigare fanns det en del intressant från Ryssland - men det är uteslutet nu. Dela erfarenheter! Mina förväntningar är att kunna sätta ihop något som ger mellan 600W och 800W och som förstås fungerar remote. Mer än 1KW är inte intressant eftersom kostnaderna då skenar. En av de viktigaste delarna är kontrollern. Min research säger att man kan köpa pa-modulen, filter med mera. Men kontrollmodul verkar knivigare. Den enda jag hittat är W6PQL som verkar vara "universell". Jag kan tyvärr inte programmera arduino och liknande. Men jag kan säkert ladda färdig kod och lära mig något på kuppen.
Ett kritiskt inköp är förstås kylfläns som inte kostar skjortan. Antagligen får man vänta på rätt ögonblick på en loppis eller så. Men var kan man annars köpa till rimligt pris? Jag har "övat" inför detta bygga med att bygga en 100W open-source-historia baserad på MRF101. Den fungerar bra, men med manuell omkopplare eftersom jag saknar "kontroller". Den saknar också skydd och övervakning så jag har lärt mig den hårda vägen hur enkelt trillorna poppar. Vid högre effekter och dyra halvledare så är skyddskretsar inget "man tar sen" utan det måste finnas med från början.
Inspela gärna med alla erfarenheter ni har!
 
Min egen erfarenhet, grundat i snart 40 års umgänge med SSPA i olika sammanhang, är att inget kan ersätta överdimensionering.

Vill man vara tämligen säker på att få ett "oförstörbart" SSPA, bör man välja transistorer för minst dubbla uteffekten än vad man tänker använda, och även dimensionera kylning därefter. Snabba skyddskretsar som drar ner drivningen vid missanpassning på utgången är också viktigt, samt strömbegränsning i kraftaggregatet.

Hela systemet måste även vara ovillkorligt stabilt, så att det inte riskerar att börja självsvänga. En självsvängning kan förstöra effekttransistorerna på mikrosekunder, långt innan någon skyddskrets hinner ingripa.
Det verkar som om bipolära transistorer är robustare än LDMOS i dessa avseenden. Ett stort frekvensområde gör saken besvärligare.

Sedan är det ytterst viktigt att drivsändaren har "städade" egenskaper och inte ger spikar av drivning vid nyckling eller modulering. ALC får användas ed urskillning så at den inte motverkar sitt syfte och ger översvängar eller instabilitet.

Det enskilt bästa sättet att ställa in drivningen för rätt utnivå är att använda en reglerbar dämpare i signalvägen som regleras upp vid avstämning och nivåjustering så att korrekt uteffekt finns innan man börjar sända.

När sådant här är riktigt gjort blir även SSPA riktigt robusta, 27 år av
H24 drift av 6 st Collins 3 kW SSPA har ännu inte resulterat i någon förstörd effekttransistor i PA-delen.

Du får nog räkna med 15-20 kkr i komponenter och moduler för att få
till något användbart. Förutsatt att grejorna inte går sönder under utprovningen...
 
Last edited:
SM0AOM said:
Hela systemet måste även vara ovillkorligt stabilt, så att det inte riskerar att börja självsvänga. En självsvängning kan förstöra effekttransistorerna på mikrosekunder,
Click to expand...
Minns när jag i tonåren satte ihop ett PA för 3M. Helt utan djupa kunskaper. Men med ivrigt experimenterade sparkade jag igång typ 50W-70W, tror jag mätaren från World Import visade. När jag tog bort drivsteget så fortsatte PA:t svänga på egen hand :)
 
Ovillkorlig stabilitet är svårare än man tror, i synnerhet hos olinjära system.

Normalt angriper man saken genom motkoppling, men sådant blir besvärligt i stora frekvensområden.
 
Last edited:
En viktig del är ju LP-filtren på utgången. som skall kopplas in för respektive band.. Finns det färdiga att köpa?
 
SM0NOR said:
Har kikat på den också. Han har designat ett filterbord också som finns i hans shop. Men det som är svårast att hitta är en kontroller...
Click to expand...
Jao, verkar som just de sakerna är riktade mot arduino. Behövs ju lite mjukvara för att styra rig, PA och filter och ha någon form av fail safe vid trasigheter.

Hur ser din remotestation ut? Kan man kanske koppla på något som redan finns? Är det en Raspberry pi eller något annat Linuxsystem så kan man sköta rätt mycket med gpios tänker jag, men det är ju inget färdigt i så fall.
 
Avråder bestämt från att integrera PA-skyddsfunktioner i någon form av överordnat styrsystem.

Skyddkretsar måste kunna arbeta autonomt.
Man strävar efter att göra "essentiella skyddsfunktioner" som överströmsskydd och missanpassningsskydd i hårdvara om möjligt.
 
Den metoden är nog en av de bättre, eftersom den realiserar
de viktigaste skyddsfunktionerna i hårdvara. Sedan kan man använda
programvarubaserade funktioner för att t.ex. indikera uteffekt och återsignalera feltillstånd.

Vad jag kan erinra mig från den kurs på Collins 3 kW SSPA som jag gick 1998 ska skyddsfunktioner kunna handskas med och indikera dessa tillstånd, i prioritetsordning:

* Uteffekt utan ineffekt, alltså självsvängning
* För mycket drivning
* Fel lågpassfilter inkopplat
* Missanpassning eller fel antenn inkopplad
* Överström
* Ineffekt utan uteffekt, alltså fel i signalvägen

De fyra första bör man ta hand om i hårdvara, medan överström och avbrott i signalvägarna kan hanteras i programvarubaserade funktioner.

Det närmast oförstörbara SSPA-steget Standard Radio SSA400 använder endast hårdvarufunktioner för detta, men låter kraftaggregatets överströmsskydd agera på en del av feltillstånden.

I det mikrodatorbaserade system för styrning och övervakning av SSA400 som jag utformade under andra halvan av 90-talet så användes statussignaler från både styrsändare och PA-steg tillsammans med spänningar från SWR-detektorn för att dels handskas med feltillstånd och automatiskt återstarta PA-steget, och dels för diagnostikändamål.

När man gör en remote-station bör man fundera igenom vilka funktioner som verkligen är nödvändiga, och endast presentera övergripande relevant information. Mer detaljerade data bör man kunna hämta i någon form av menysystem.

Mina åsikter om vad som är absolut nödvändigt:

* Start och stopp av transceiver
* Start och stopp av PA-steg
* Val av antenn ifall flera finns
* Presentation och återställning av summalarm från PA-steg
* Visning av fram/back-effekt från PA-steg
 
Nu efterlyste ju TS visserligen erfarenheter av hembyggen, och en erfarenhet, kanske dock inte precis den som önskas, är att det sällan blir billigare att bygga själv, om det nu är därför man vill ge sig på ett eget bygge.

Om det är för att det är roligt och lärorikt att bygga själv, så heja det :) då önskar jag dig lycka till och ser fram emot att få ta del av dina projektuppdateringar!

Är syftet dock i huvudsak att skaffa sig tjänsten/förmågan 1kW uteffekt, är det nog kanske bättre att leta reda på ett begagnat kommersiellt/militärt slutsteg. Bara delarna till ett 1kW transistoriserat hembygge, inklusive nätdel, kan lätt gå på fel sida 10000-kronors-gränsen. ("Bara" en konstlast för 1kW kostar oftast flera kronor per Watt...)
 
SM0NOR said:
Är det ingen som byggt något och vill dela sina erfarenheter?
Click to expand...
Jag har byggt ett par transistor-PA:n i100-250 W/klassen, fast för VHF.

Tröskeln att lyckas med ett "hembygge" för HF är högre än man tror,
och i synnerhet kraftaggregat, kylning och mekanik blir ganska dyrt.

Man ska tänka igenom kraven noga innan man börjar att
köpa delar och bygga.
 
SA5GHZ said:
Nu efterlyste ju TS visserligen erfarenheter av hembyggen, och en erfarenhet, kanske dock inte precis den som önskas, är att det sällan blir billigare att bygga själv, om det nu är därför man vill ge sig på ett eget bygge.

Om det är för att det är roligt och lärorikt att bygga själv, så heja det :) då önskar jag dig lycka till och ser fram emot att få ta del av dina projektuppdateringar!

Är syftet dock i huvudsak att skaffa sig tjänsten/förmågan 1kW uteffekt, är det nog kanske bättre att leta reda på ett begagnat kommersiellt/militärt slutsteg. Bara delarna till ett 1kW transistoriserat hembygge, inklusive nätdel, kan lätt gå på fel sida 10000-kronors-gränsen. ("Bara" en konstlast för 1kW kostar oftast flera kronor per Watt...)
Click to expand...
Jo, jag räknar nog med att delarna kommer att gå lös på 17K-18K. Så kanske halva priset mot ett nytt och några tusen billigare än ett beggat. Men så får man ju mera kunskap och lärdomar :).
Men, som sagt, tråden var inte tänkt som en diskussion om pro et contra. Utan jag var intresserad av erfarenheter. Vi får se om det dyker upp någon :)
 
SM0AOM said:
Avråder bestämt från att integrera PA-skyddsfunktioner i någon form av överordnat styrsystem.

Skyddkretsar måste kunna arbeta autonomt.
Man strävar efter att göra "essentiella skyddsfunktioner" som överströmsskydd och missanpassningsskydd i hårdvara om möjligt.
Click to expand...
Vissa tillverkare marknadsför sina grejor med argumentet att de innehåller extra mycket mjukvara... :rolleyes:

1709496069074.png
 
Det är upp till konstruktörerna att välja hur mycket man vill lita
på programvarufunktioner, och beroende på följderna av en "programvaruurspårning" kan man välja fördelning mellan hårdvara och programvara inom vida ramar.

Dock är jag gammal nog att ha hört både David Parnas och
Harold Lawson diskutera hur man ska hantera problemet med
"garanterat buggfri" programvara i allmänhet och operativsystem
i synnerhet inom både kärnkraftsindustri och järnvägsindustri på Realtidsdagarna under 90-talet. När det är fråga om realtidssystem blir frågan snabbt kritisk.

När det gäller de 30000 raderna programkod i SPE-Expert SSPA-stegen
har jag haft anledning att diskutera saken med en av upphovsmännen för tre år sedan. Vad jag förstod är inga lågnivåfunktioner som hade med hantering av feltillstånd att göra beroende av något operativsystem.
 
Är fortfarande misstänksam mot dessa "nya" effekt-FET som kan lämna > 1kW, det säger sig självt att det blir ytterligt svårt att kyla på ett bra sätt. Sedan är gate'n väldigt känslig för över/underspänning, och har man lite negativ återkoppling så kan det hända mindre trevliga saker, väldigt fort. Och det blir dyrt också... Så titta inte på vad tillverkaren skryter med att en trissa kan lämna för uteffekt utan fundera på hur många som behövs för att det skall gå svalt. Att ha flera lika moduler som sätts samman med combiner tror jag mer på än att parallellkoppla i en enda modul.

Det är väldigt poppis att använda server-nätagg som man justerar upp från 48 till 50-52 volt, enkel lösning men dessa agg är ju inte gjorda att få sin belastning att hoppa upp och ner i takt med CW-tecknen. Hur påverkar detta livslängden??

Det sägs att /// inte tillät att man lödde fast effektrissorna mot kopparplattan för att man stressade kislet. Sant eller inte, så finns det säkert skäl till att en del tillverkare av effektmoduler skruvar fast trissorna. Sedan har jag sett att man försöker få en bättre anliggning mot kopparplattan genom att byta ut kylpasta mot indiumfilm, och sedan ha en extra klämma över transistorn för att få en bättre anliggning mot kylelementet.

Vad gäller skyddskretsar, så gäller det att skydda sig mot för hög ineffekt, det är gjort på bråkdel av millisekund att bränna en gate, och har man 27-30 dB gain hos effektmodulen så gäller det att vara försiktig. En del transcievrar har ju ochskå elakartade effektspikar när man drar ner effekten, så det är bättre att bränna upp driveffekten i en dämpsat innan förstärkaren. Dvs att använda en Arduio är döfött! Mät uteffekt före och efter lågpassfiltren för att i tid kunna stoppa när man sänder på fel band.

Kan bara genom egen erfarenhet konstatera att det är dyrt, en trissa kostar typ 2kkr och när den släpper ut sin magiska rök vet man vanligen inte varför.... det är bara att sätta dit en ny, frisk, och hoppas på det bästa.
 
Last edited:
Det finns en orsak bakom varför man gärna delar upp effektförstärkare
för höga effekter i många moduler.

Collins gjorde så i sitt PA-2250 där man delade upp 3 kW uteffekt på 12 moduler med totalt 24 MRF448 transistorer, alltså 125 W per transistor, eller mindre än halva märkeffekten och använde (ganska många) combiners. JRC och Harris 10 kW sändarna från mitten av 90-talet delade upp 10 kW på 48 transistorer.

Både S.P. Radio och Selex försökte bygga med plastkapslade transistorer med 600 W per styck, men fick överge detta av driftsäkerhetsskäl.

Förmodligen finns det en balanspunkt någonstans vid 400-500 W per transistor där kylningen fortfarande är hanterlig.

När transistorer för 2,5 kW kostar runt 3000-3500 kr/st och kan förstöras
på några µs blir man ganska försiktig...
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top