АФУ R7LP

[R7LP]

Цитата: R7LP от 15 Декабрь 2022, 11:03:38
Еще вопрос: может, все же лучше антенна с вертикальной частью 12 м, но чисто вертикальной? Чем сейчас перепад высоты первого звена антенны 25 метров, но под 30 градусов к горизонту провод идет и над склоном, то есть реальная высота над землей в каждой точке провода не более 10 метров.
Однозначно не могу сказать. Только сравнивать на практике.

  Я имел ввиду: поставить вертикал 12 м у себя на участке или наклонный провод с перепадом высот 25 м при установке антенны на пруду. В обоих случаях с длинным хвостом над прудом.
   Хотелось, конечно, сделать чистый эксперимент и сравнить два варианта. Но заморачиваться только ради эксперимента не стал.
   В результате, сделал очередную модификацию антенны, сочетающую плюсы обоих вариантов.
   На пруду поставил вертикал из алюминиевых труб общей длиной 12 метров, а уже от его верхушки провод пошёл наклонно вверх к мачте КВ антенны. Затем 20 метров провода параллельно земле к мачте, установленной специально для ДВ антенны, а оттуда - длинный хвост над прудом.

[R7LP]

  В результате начальная часть антенны стала чисто вертикальной, наклонный провод стал выше над землей. Да и длина антенны увеличилась. Так как в предыдущей версии провод из пруда шёл сразу на дополнительную мачту.
   Прямо у основания антенны сделал измерения прибором NanoVNA, но сфотографировать забыл.
   Сделал фото показаний прибора уже в шеке, через 100м кабеля.

[R7LP]

  Минимум КСВ на 142.900 кГц обрадовал. Виктор UA4AAV писал, что у него при настройке вариометром на максимальный ток антенны, при измерении прибором резонанс был примерно на этой же частоте.
   Но оказалось, что с этим вариантом антенны не удается добиться антенного тока выше 2 Ампер.
   Антенна, несмотря на некоторое сходство и примерно такой же длины, все же другая. Да еще и запитана через длинный кабель.
   После укорочения антенны "на глаз" минимум КСВ сместился на 149.200 кГц. Ток антенны стал 3 Ампера.

[R7LP]

  То есть, надо было кардинально укорачивать антенну.
Укоротил антенну метров на 40.
Минимум КСВ сместился на  частоту 160 кГц. А на частоте 137.5 кГц КСВ стал 6.5.

Вот тут меня и ждал сюрприз. Подключив антенну к усилителю (а питание там было около 50 В после предыдущей попытки выкачивания тока антенны), включил "РТТ" и нажал "Tone".
Я увидел на приборе тока антенны показания 6 Ампер.
Тут же выключил, потому что прибор тока усилителя просто шкалил.

В общем, я понизил питание усилителя до получения тока антенны около 5 Ампер и попробовал поработать на передачу в режимах WSPR и FST4W/300.

[R7LP]

  Особой разницы по сравнению с вариантом антенны, когда антенный ток был 4 Ампера, я не заметил.
  Однако, Крис G4SDG декодировал меня два периода подряд. Хотя за предыдущие 2 месяца всего единожды. Думаю, если третий раз подряд декодирует, то точно антенна лучше работает.
   А в следующем периоде меня не декодировал никто. Оказалось, что перегрелась и вышла из строя микросхема TDA2030. Не знаю, как это связано, но при токе антенны 3 Ампера микросхема TDA грелась не сильно. При 4 А антенного тока я её не проверял на нагрев, но работала она очень долго.
 

[R7LP]

  Сегодня заменил микросхему TDA, включил PTT и Tone, микросхема начала резко и сильно греться. Снизил напряжение питания до 10 Вольт. Все равно сильно греется, а ток усилителя немного упал. Входным резистором платки TDA2030 увеличил ток усилителя до прежнего значения.
  Но в таком режиме TDA 2-х минутный цикл выдерживает, а к концу 5-ти минутного цикла появляется запах перегрева.
  В выходном (по отношению к TDA) трансформаторе я домотал один виток в первичной обмотке (уменьшил коэффициент трансформации).
  Греться микросхема стала меньше. Что интересно, раскачка усилителя не уменьшилась, Ток транзисторов остался тот же.
  Домотал еще один виток в первичке. Ток усилителя тот же. Микросхема греется еще меньше.
Повысил питание на TDA2030 до 11 Вольт, уменьшил подстроечником сигнал на входе TDA, пока оставил так. Греется умеренно совсем без обдува.

[R7LP]

  Сегодня модифицировал антенну в пятый раз. Дело в том, что длинный хвост, идущий от дополнительной мачты, состоял из двух частей. Конец первой части был закреплен на склоне без деревьев. Поэтому я вбил уголок в землю на вершине склона, и к нему закрепил через цепочку изоляторов конец первой части провода, а от него провод пошел на другой склон на дерево.

Сегодня я ликвидировал промежуточное крепление. Теперь провод от дополнительной мачты идет сразу на дерево на дальнем склоне. Пролет около 300 метров. Не знаю, насколько долго выдержит провод.

КСВ на рабочей частоте стал более 7. Ох и правы были старшие товарищи, которые говорили, что на ДВ не в КСВ счастье.
Ток антенны 5.5 Ампер при подводимой мощности 1 кВт. Могу поднять выше. Но теперь узким местом стал электролит. Он сильно греется. Остальные элементы греются терпимо.
Что интересно, резисторы цепочки Зоббеля стали греться мало.

Попробовал днем передавать WSPR. Граббер Александра RN3AUS принимает -16 при подводимой 1 кВт, - 22 при подводимой 300 Ватт. Раньше таких рапортов от него я не получал.

Уезжаю на несколько дней. Вернусь - продолжу эксперименты.

[rw3adb]

Ох и правы были старшие товарищи, которые говорили, что на ДВ не в КСВ счастье.

У многих и КСВ то нету, ибо нет кабеля, а антенна воткнута прямо в передатчик) И самое главное- антенный ток.

Но теперь узким местом стал электролит. Он сильно греется.

Надо делать "сборный" из нескольких в параллель. Потом, каждый электролит по питанию на КВ, всегда шунтировал металлокерамикой КМ-5 зеленой 68 нФ, на ДВ номинал надо наверное другой, а какой точно не подскажу.
В выходных цепях наши зарубежные коллеги применяют металлоплёночные конденсаторы - прямоугольные, желтые, обязательно сборные из 3-4 шт в параллель.
Вот марку не подскажу, увы.. Но неоднократно встречал об этом у них на сайтах.
Они там еще выбирали марку, какие будут меньше греться.

Так же на ДВ важна площадь заземления. И его "тишина". Особенно на приём.
Чем больше площадь - тем лучше.
И на прием "электрическая земля" - щиток, трубы, розетка лучше отключать от "тихой земли" - металлическая ограда, куча распределенных по большой площади чуть прикопанных шампуров итп...

Ну и что если греется - увеличение радиатора и дополнительный обдув часто нужен.
Про переходные трансформаторы - верное наблюдение, иногда помогает.

Про перегрев драйвера выходника- случалось наблюдать некоторым из нас наводку с антенны на драйвер усилителя или даже на синтезатор.
Их лучше не размещать в одной коробке и рядом.

[R7LP]

Роман! Спасибо за развернутый ответ.

[R7LP]

После последней модификации антенны, вчера продолжил эксперименты.
Вначале посмотрел прибором NanoVNA, как "видно" антенну со стороны первичной обмотки через выходной трансформатор усилителя.
Минимум реактивности оказался на 71.6 кГц (фото 1).
Это при том, что, если делать измерения непосредственно на антенном разъеме кабеля в шеке, то минимум КСВ на 162 МГц, а до нулевой реактивности график вообще не дотягивает (фото 2)

[R7LP]

На рабочей же частоте показания такие (см. фото).
Причем немного выше по частоте видно резкое улучшение КСВ, этакий провал.

[R7LP]

Спустился к антенне. Отключил от антенны кабель и трансформатор 75/50 Ом. Сделал измерения непосредственно на антенне.
Видно, что график КСВ по форме повторяет то, что было видно из шека через кабель.
Но график реактивности переходит через ноль в сторону положительной (индуктивной) реактивности.
В шеке же весь этот график лежал внизу в области отрицательной реактивности.
Сказывается большая общая емкость кабеля, подключенная параллельно антенне.

Измерил емкость кабеля: 8900 пФ. Очень много! И это при расчетной емкости антенны (при ее длине 360м) - 2160 пФ.

[R7LP]

  Надо сказать, что перед этими экспериментами я, на всякий случай, снизил питание усилителя до 23 Вольт. Таким образом ток антенны стал ровно 3 Ампера, чтобы удобно было смотреть его отклонения в одну или другую сторону.
 
  После измерений прямо на антенне, я подключил кабель непосредственно к антенне, затем пошел в шек и попробовал подбором отвода выходного трансформатора добиться увеличения тока. Подбором отвода вторичной обмотки выходного трансформатора, тока антенны  более 2 Ампер достичь не удалось.
  Попробовал включать вариометр последовательно с выходом на антенну. Ток антенны только уменьшается.
  Попробовал совсем маленькую индуктивность включать последовательно, все равно ток антенны падает.

  Далее был эксперимент с включением вариометра последовательно с антенной непосредственно у антенны. Ток на выходе усилителя только уменьшается при любом положении вариометра.

 

[R7LP]

  В общем, вернул я обратно всё, как было. Подключил кабель к антенне через трансформатор 75/50 ом.
В таком варианте ток в кабеле на выходе усилителя 3 Ампера при питании 23 Вольта и 6 Ампер при питании 51 Вольт.

  Надо сказать, что я ведь настраивал антенну подбором её длины по максимальному антенному току именно при таком подключении кабеля к антенне, через трансформатор.
  Я думаю, что в моем варианте использования длинного (110 метров) кабеля с его большой емкостью (8900 пФ), включенной параллельно антенне, одна только последовательная индуктивность не может полностью исправить ситуацию.
   А вот трансформатор, включенный параллельно этой емкости, своей индуктивностью компенсирует эту емкость.
Поправьте, если заблуждаюсь.

  На фото показания прибора прямо около антенны (без кабеля), но через трансформатор.
Видно, что трансформатор понизил "резонансную" (без реактивности) частоту до 153 МГц.

[EW8HP]

А вот трансформатор, включенный параллельно этой емкости, своей индуктивностью компенсирует эту емкость.
Поправьте, если заблуждаюсь.

Вставлю свои пять копеек. Соглашусь с вами в плане компенсации реактивности. Но это скользкая дорожка - так вы получаете параллельный контур из ёмкости кабеля и индуктивности трансформатора 75/50 со всеми вытекающими последствиями и чудесами - а именно резонанс токов. В итоге видите малый ток антенны, а при этом в паразитной ёмкости кабеля и первички транса 75/50 идут приличные токи. Возможно и ток самой антенны при этом будет не маленьким. Если я правильно понял вы меряете ток потребления схемы и ток антенны ( ток на вторичке выходного трансформатора УМ, а этот ток сильно зависит и от паразитной ёмкости кабеля, образуя контур и от реактивности и активности самой антенны, которая в свою очередь подключена к трансу 75/50. В общем целой сложной системы ). Предлагаю вам нестандартное решение, можете просто откинуть кабель и кинуть вместо него провод - уберёте лишнюю ёмкость в системе антенна - УМ. Если не хотите выкидывать кабель тогда так - вместо антенны ставите резистор мощный на 50 Ом. Настраиваете отводами выходного транса на максимум мощности в эквиваленте нагрузки. Тем самым согласовав выход УМ с 75 омным кабелем и эквивалентом 50 Ом включенным через транс 75/50. Это даст нам гарантированное выходное сопротивление УМ на конце длинной линии.
Далее при помощи наноВНА и вариометра настраиваете антенну в резонанс на 137500. Выкидываете транс 75/50. Ставите вместо него транс с отводами для согласования 75 Ом на сопротивление антенны. НаноВНА должен показать активную составляющую. и смотрите ток непосредственно в проводе подходящему к антенне ,а не в шеке через кабель (потому как не могу дать гарантий что максимумы тока совпадут ). Настроились на максимум тока в проводе антенны и вперёд за DX-ами в светлое будущее ! ))