Ampli 144 MHz Sagem BIII à MRF275

Ampli Sagem BIII à MRF275G
Encore en construction
Version à driver et ampli simple
Release 1
The last but not the least !
F5DQK – février 2014
Ampli BIII à MRF275 vers. 1
1
Avant-propos
- Dans le passé, un réajustement à 144 MHz de 2 magnifiques exemplaires d’amplis SAGEM BIII à double
PA, effectué par approche suscessive par F5IGK ou F1FPL (version complète à double PA) mais sans
aucun regard à l’extérieur de notre bande, a malheureusement conduit a QRT chacun d’eux
- Vue la susceptibilité de ces LDMOS (MRF275) extrèmement chatouilleux et les nombreux problèmes déjà
rencontrés dans le passé, la visualisation initiale du comportement scalaire d’un nouvel exemplaire
uniquement règlé usine et non retouché s’imposait alors d’office
- Du coup le prêt de l’exemplaire vierge encore règlé usine et appartenant à Jacques F6AJW, a en grande
partie résolu le problème
- Par contre après ouverture, je me suis aperçu qu’il s’agissait de la version moitié à simple PA.
- Mais ce n’est pas important car dans les 2 versions, le PA utilisé est absolument identique !
Plan
1- Mesures scalaire de l’ensemble complet à réception
2- Ampli driver seul
3- Ampli final seul
Annexe : amplis à double PA de F5IGK et F1FPL (versions complètes à double PA - - pour mémoire)
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1- Mesures scalaire ensemble complet
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Vues avant, de côté et à l’arrière
RF_in
RF_out
Câbles d’amenée DC
Ventilation tangentielle obligatoire
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4
Zoom intérieur
Ampli final
Ampli driver
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5
Ampli vierge, mesures scalaire à petit signal
- Rose : driver seul
- Bleu : ampli seul
- Noir : chaîne totale
Même règlé usine, déjà cette pointe à 237 MHz
sur la courbe totale laisse présager de
possibilités de problèmes ultérieurs !
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6
2- Ampli driver seul à BLF346
RF_out
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RF_in
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8
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Ampli driver attention : capa en sortie sous-dimensionnée !
Mesurée
par F6LIA
RF_in
RF_out
Si on utilise la chaîne totale (Pin_max = 100mW), celà n’aura aucune importance
Si cet ampli est voué à une autre utilisation (Pout jusqu’à 35W), alors la capa CMS de 100pF «flambera», donc prévoir soit :
- une autre capa série équivalente, mais de série1206
- de la dessouder totalement (solution adoptée ici puisque cas de «force majeure») heureusement sa puissance de sortie est
restée intacte !
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Ampli driver : P1dBc
Même si l’ensemble complet usine
est conçu pour être seulement
attaqué par 1mW, cet ampli servira
ultérieurement en temps que driver
de sweep large bande et sera
donc démonté
P1dBc
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Ampli Sagem BIII driver BLF346 : P1dbc (dBm)
46
0,0
P2dBc
Gain_lin 20.6 dB
44
-0,5
P1dBc
-1,0
Pout réelle (dBm)
Delta gain lin (dB)
40
-1,5
38
-2,0
36
-2,5
34
-3,0
14
16
18
20
22
24
26
Delta gain (dB)
Pout (dBm)
42
28
Pin (dBm)
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12
35
6,50
Ampli Sagem BIII driver BLF346 : P1dBc (W)
30
6,00
25
5,50
20
5,00
Pout réelle (W)
P1dBc
I(A)
Pout (W)
P2dBc
Ic sous 24V (A)
15
4,50
10
4,00
5
3,50
0
3,00
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Pin (W)
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3- Ampli final seul à MRF275G
RF_in
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RF_out
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14
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15
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Entrée côté grille
Entrée chargée sur 4 x
1.2kΏ en // très sage
précaution !
Pas le cas dans la
version à PA double !
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Aspect côté grille, ampli règlé usine
Ir_usine = 2x250mA
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Ampli vierge seul, après peaufinages successifs grille
Ir_usine = 2x250mA
vierge
1ers ajustements dangereux ! !
- Opération effectuée avec alime limitée en
intensité à 600mA
- Tendance à l’oscillation : extrèmement facile
durant les différents essais
- Courbe enfin recentrée sur 144 MHz et d’allure
monotone
- Mais cette pointe fut très ardue à enlever ! !
choix définitif
Dans les mêmes conditions, si effectué «à
l’aveugle» ce même essai conduira le plus
souvent à la «cata» par auto-oscillation endehors de notre bande !
Une dernière mesure en très large bande (10 à
500 MHz) ne semble conduire à aucune autre
possibilité d’accident potentiel
NB : si le courant repos est baissé à 2 x
100mA, la capa Grille/source diminue et la
fréquence d’accord d’entrée monte beaucoup
plus il faut alors recommencer toute la
procédure
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Ampli vierge seul, après peaufinages successifs grille
Dans son utilisation première, cet ampli fut constamment chargé sur 50 Ohm donc ce fut beaucoup moins problématique
Avec la commutation Tx / Rx il conviendra alors de prendre de sérieuses précautions additionnelles (sequencer)
Suspicieuse remontée positive du S22 à 144 MHz ! !
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Entrées grille, ampli réajusté
Si cette capa augmente encore recréation
de la pointe et accrochage facile !
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Entrées grille, précaution complémentaire à prendre
Conseil F6CIS
Photo F5LIA
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Sorties drain, ampli règlé usine « tel quel »
Sans charge 50 Ώ aval, il n’oscille pas !
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Mesures à la compression : compromis final retenu
Souder une 18pF CMS supplémentaire en // de la 33pF :
-certes améliore encore le gain de plus de 2 dB
-mais diminue la puissance à degré de compression égal : la P3dBc tombe alors de 160W à 120W ! !
Donc cette 18pF a été dessoudée, et la configue aval reste la même qu’à l’origine
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Ampli Sagem BIII à MRF275G : P1dBc en dBm
54
30
52
25
P4dBc
P3dBc
20
Gain_lin 18.5 dB
48
15
46
10
Pout réelle (dBm)
Gain et delta gain (dB)
Pout (dBm)
50
Gain lin (dB)
Delta gain lin (dB)
44
5
42
0
40
-5
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
Pin (dBm)
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Ampli Sagem BIII à MRF275G : P1dBc en W
250
16,00
14,00
200
12,00
P4dBc
150
10,00
Pout réelle (W)
I(A)
Pout(W)
P3dBc
Ic sous 24V (A)
8,00
100
6,00
50
4,00
0
2,00
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Pin(W)
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Harmoniques à Pout=200W HF
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Remerciements
J’adresse mes sincères remerciements à Jacques F6AJW pour le prêt de cet ampli SAGEM
version à simple PA, Victor F6LIA pour les échanges concernant sa réalisation personnelle et
Sylvain F6CIS, pour les toujours nombreuses et fructueuses discussions techniques à son
sujet
Et bien sur, également Alain F5IGK et Didier F1FPL pour le prêt de leurs versions doubles
- Utilisation de la chaîne complète
- Driver saturé pour 0.1W_in
Photo F6LIA
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3- Annexe : amplis de F5IGK et
F1FPL, version PA double
- Exemplaire de F1FPL en DC : seule une moitié du final semble encore fonctionnelle
- Exemplaire de F5IGK en DC : également une moitié du final apparemment fonctionnelle
NB : LDMOS MRF275G extrêmement chatouilleux !
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1- Module de F1FPL (sans couvercle)
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Driver
1er demi-final
fonctionnel
2ème demi-final HS
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Driver seul
Bleu foncé avec modife
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Demi-ampli côté grille : composants originels
RF_in
Seuls les 2 CV’s de 25pF avaient été rajoutés
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Demi-ampli côté
Demi-ampli
drain : composants
côté drain originels
RF_out
Conservé tel quel
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Demi-ampli à réception (avril 2013)
noire avec 2 CV’s amont originels
violette sans modife
Oscille immédiatement en
absence de charge 50 Ώ aval !
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Demi-ampli côté grille : modifes effectuées
RF_in
82pF + 22pF
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CV de 22pF
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Zoom côté grille
RF_in
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Demi-ampli seul F1FPL après modifes grille
Rajout de 82 + 12pF + CV 22pF
S21 obtenu
- Gain linéaire de 15 dB
- S11 maintenant bon et stable
Mais S22 positif vraiment
suspicieux = dangerosité
potentielle toujours présente !
S11 obtenu
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S22 scabreux !
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Oscille immédiatement en
absence de charge 50 Ώ aval !
40
Demi-ampli seul F1FPL après modifes grille : mesure P1dBc
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Driver + coupleur Anaren amont + demi ampli après modifes
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2- Module de F5IGK (avec couvercle)
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Demi-ampli seul F5IGK après modifes grille
Pic malsain
Comportement totalement différent
au module de F1FPL ! !
- Gain linéaire de 16 dB
- S11 bien centré sur 144 MHz
S22 positif vraiment
suspicieux = dangerosité
potentielle toujours présente !
S22 : instabilités !
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Oscille également
immédiatement en absence
de charge 50 Ώ aval !
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Demi-ampli seul F1FPL après modifes grille : mesure P1dBc
Demi-ampli MRF275G à 144 MHz - platine de F5IGK
Pin sweep
(dBm)
Amont
Pin lue
(dBm)
Amont
Pin réelle
(dBm)
Amont
Pin réelle
(W)
Aval
Pout lue
(dBm)
Aval
Pout réelle
(dBm)
Aval
Gain lin
(dB)
Aval
Pout réelle
(W)
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
-16,60
-15,65
-14,75
-13,87
-13,00
-12,09
-11,17
-10,21
-9,20
-8,15
-7,07
23,40
24,35
25,25
26,13
27,00
27,91
28,83
29,79
30,80
31,85
32,93
0,22
0,27
0,33
0,41
0,50
0,62
0,76
0,95
1,20
1,53
1,96
-0,12
1,03
2,11
3,15
4,15
5,16
6,16
7,17
8,16
9,13
9,97
40,58
41,73
42,81
43,85
44,85
45,86
46,86
47,87
48,86
49,83
50,67
17,18
17,38
17,56
17,72
17,85
17,95
18,03
18,08
18,06
17,98
17,74
11,4
14,9
19,1
24,3
30,5
38,5
48,5
61,2
76,9
96,2
116,7
Aval
Delta gain Ic sous 24V
lin (dB)
(A)
0,31
2,60
0,20
2,90
0,38
3,50
0,54
3,90
0,67
4,80
0,77
5,20
0,85
6,60
0,90
10,00
0,88
16,10
0,80
23,10
0,56
30,00
Emballement alime !
Réinjection HF massif sur
les cordons DC
2ème demi-ampli inexploitable malgré l’espoir du comportement petit signal
Pas la peine de pousser plus Ioin, au risque évident de tuer définitivement le LDMOS
-dès injection HF, la tention de l’alime en puissance initialement à 24V monte à 24,8 V sans rien faire !
-elle ne cesse d’augmenter jusqu’à pratiquement 26V (constaté sur 2 alimes totalement différentes)
-au fur et à mesure de l’injection Pin dB par dB, consommation abérante au-dessus de 6A, montant
directement à 30A pour seulement 4dB injectés de plus !
On ne sort alors que 115W max out ! ! fragilisation certaine du LDMOS, due à une oscillation antérieure
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