Beschrijving van dit project
Deze zender bedoeld voor AM omroep met als hoogste audio frequentie van 6000Hz. De modulatie wordt op de gelijkspanning van de eindtrap gesuperponeerd door middel van een PWM modulator.
De schakelfrequentie van 375kHz wordt er uitgefilterd door een laagdoorlaat (PWM filter) filter en wat overblijft is het oorspronkelijke audio signaal.
De krachtige voeding van de zender.
De voeding van de zender eindtrap(pen) wordt direct uit de 230Vac netspanning betrokken, hierdoor zit er geen voeding transformator in deze zender. Voorafgegaan door een lichtnet filter volgt een PFC actieve Power Factor Control circuit, schakelend op 100kHz wekt deze ac/dc voeding een spanning op van 400 Volt DC. Deze gelijkspanning gaat naar de PWM modulator.
De PWM modulator.
De PWM modulator is opgebouwd met een H brug Mosfet versterker.
Op de beide uitgangen is een (modulatie) transformator aangesloten, welke tevens voor de galvanische isolatie met de 230Vac netspanning verzorgt. De PWM schakelfrequentie is hier vrij hoog gekozen op 375kHz, om de afmetingen van de transformator zo klein als mogelijk is te houden. Na het PWM filter blijft een schone gelijkspanning over van 250 Volt.
Belast met de HF eindtrap op 250 Volt is de stroom 5 Amperé.
De belasting impedantie van het PWM filter is 50 ohm, bij een kantelfrequentie van 57kHz voor het laagdoorlaat filter.
De keuze van deze vrij hoge kantelfrequentie voor het PWM laagdoorlaat filter heeft geen invloed op de audio frequenties van de modulatie.
[De HF versterker.
De eindtrap is opgebouwd als een volle brug, H-brug versterker.
De gebruikte Mosfets schakelen hier alleen aan en uit en worden niet gebruikt in het lineaire gebied.
De versterker werkt als een klasse D versterker met een hoog rendement.
De gebruikte Mosfet transistoren zijn van de nieuwste soort van technologie met een break-down spanning van 1200 Volt.
De voedingsspanning van de eindversterker is vrij hoog gekozen om de I^2Rdon verliezen in de transistor tegen te gaan.
De eindtrap heeft een belasting weerstand van 50 ohm (voor gelijkstroom), de uitgangsbelasting is tevens 50 ohm.
Zodat de uitgangstransformator een impedantie verhouding 1 op 1 is.
HF uitgangsfilter.
Het opgewekte HF signaal bestaat uit een blokspanning, hiervan moet een sinusspanning met zo weinig mogelijk lineaire vervorming en een demping van alle harmonischen van ten minste 60dB.
Door het bandfilter zo éénvoudig als mogelijk te houden gebruik ik op de uitgang daarvan een sperfilter voor de tweede harmonische, welke een hoge impedantie heeft voor die frequentie.
Parallel over de HF uitgang wordt een zuigkring gebruikt, welke is afgestemd op de derde harmonische. Wat overblijft zijn de 5e en 7e harmonischen waarvoor een Chebyshev laagdoorlaat filter wordt gebruikt.
Het meten van het HF uitgangsvermogen.
Om het HF vermogen te kunnen meten wordt een directionalcoupler gebruikt met een logaritmische detector (AD8307).
De uitgangsspanning van deze logaritmische detector in aangesloten op een Teensy microcontroller welke het "forward" en "reflected" vermogen berekend en wat uitleesbaar is op een Oled beeldscherm.
De Teensy micro controller heeft meer taken zoals het meten van de voedingsspanning van de eindtrap en de temperatuur van de heatsink van de eindtrap. Ook wordt de pulsbreedte van de modulator berekend door de micro processor en weergegeven op het beeldscherm.
Controlle, softstart inschakel beveiliging, overbelasting beveiliging.
Het inschakelen van de PFC voeding gaat door middel van een inschakelstroom beveiliging.
Het inschakelen van de netstroom gaat door middel van een grote voorschakelweerstand, welke de voedingscondensatoren van de PFC voeding langzaam opladen. Pas wanneer de voedings condensatoren geheel zijn opgeladen wordt de voorschakelweerstand met een relais overbrugd. Op datzelfde moment wordt het PFC ic ingeschakeld en de PFC voeding is dan ingeschakeld.
De gehele zender wordt bestuurd door een flip-flop besturing automaat.
Bij overbelasting door een te grote voedingsstroom schakelt de automaat automatisch uit, in de beveiliging.
Ditzelfde gebeurd bij een te hoge VSWR verhouding van de eindtrap en een te hoge temperatuur van de heatsink van de eindtrap.
Het -in en uitschakelen van de zender gaat door middel van kleine moment schakelaars op het frontpaneel van dit apparaat.
De oscillator voor de draaggolf frequentie
De HF draaggolf wordt opgewekt door een AD9850 synthesizer ic welke een DDS synthesizer is.
Op een LCD beeldscherm wordt de draaggolf frequentie aangegeven.
Frequentie stapgrootte van 1kHz is mogelijk, in de schakeling zit een geheugen welke de laatste gebruikte frequentie "onthoud".
Besturing van het HF banddoorlaatfilter.
Een schakeling waarop het opgewekte signaal uit de oscillator wordt onderverdeeld in een aantal frequentie banden, kan gebruikt worden om het banddoorlaatfilter aan te passen op de gebruikte frequentie.
Dat aanpassen kan gedaan worden door relais welke de taps op de spoelen in het filter zodanig te veranderen zodat een goede aanpassing van het filter wordt gemaakt. Hierdoor kunnen frequenties van de oscillator gewijzigd worden en de aanpassing op het filter wordt automatisch geoptimaliseerd.