[WIP] 30 meter QRP TX

Skapad: 2025-04-11
Uppdaterad: 2025-05-14

Plan

LPF

• A short guide to harmonic filters for QRP transmitter output
• Second-Harmonic Optimized Low-Pass Filters

PA

• BCP55 i Klass C, alternativt push-pull BCP52,BCP55
• Räkna på max 0.5W till värme (2x av 1W fallet i databladet)

PA-drivare

VFO

• OSC: Colpitts, JFET common drain, 5050-5075 kHz
• Buffer: JFET common drain?
• Dubblare: passiv splitter + diod?

OSC

• 2x motriktade 1N5817/SS110 schottkys som varicaps
• PMBFJ310 som aktivt element

Bygge

Antagande: 2x motriktade 1N5817 ger ca 25p variabel kapacitans, más o menos (se datablad och antag lämpligt spänningsintervall för "reverse capacitance" och dela med 2 pg.a. seriekopplingen).

Fl: 5050 kHz, Fh: 5075 kHz Ct: 25p, Cf = (Cv / ((Fh/Fl)^2 - 1)) = 2518p, L=math.pow(1/(2*math.pi*math.sqrt(Cf)*Fh), 2)=390nH

En lämplig och tillgänglig toroidkärna är T37-6 med A_L=3 nH/N². Antal varv N = sqrt(L/A_L) = math.sqrt(390/3)=11.4 varv.

En LTSpice-modell togs fram. Här frispelade jag lite och räknade om från L=390uH till L=675 nH (N=15), Cf = math.pow(1/(2*math.pi*math.sqrt(L)*Fh), 2) = 1457 nF. Kanske empiriskt testat i modellen för att öka den mer linjära/mindre branta delen av f=1/(2*pi*sqrt(LC))?

• C3: varicap

Version 4.1
SHEET 1 880 680
WIRE 464 -144 352 -144
WIRE 592 -144 544 -144
WIRE 704 -144 592 -144
WIRE 592 -112 592 -144
WIRE 352 -96 352 -144
WIRE 592 -16 592 -48
WIRE 704 -16 704 -144
WIRE 352 0 352 -16
WIRE 32 48 -64 48
WIRE 128 48 32 48
WIRE 240 48 128 48
WIRE 368 48 240 48
WIRE 512 48 368 48
WIRE 608 48 512 48
WIRE 656 48 608 48
WIRE -64 96 -64 48
WIRE 32 96 32 48
WIRE 128 96 128 48
WIRE 240 96 240 48
WIRE 368 96 368 48
WIRE 512 96 512 48
WIRE 608 96 608 48
WIRE 608 192 608 160
WIRE 704 192 704 80
WIRE 704 192 608 192
WIRE -64 208 -64 160
WIRE 32 208 32 176
WIRE 32 208 -64 208
WIRE 128 208 128 160
WIRE 128 208 32 208
WIRE 240 208 240 160
WIRE 240 208 128 208
WIRE 368 208 368 160
WIRE 368 208 240 208
WIRE 512 208 512 176
WIRE 512 208 368 208
WIRE 608 208 608 192
WIRE -64 240 -64 208
WIRE 704 288 704 192
WIRE 608 320 608 272
WIRE 704 416 704 368
FLAG -64 240 0
FLAG 704 416 0
FLAG 608 320 0
FLAG 592 -16 0
FLAG 352 0 0
SYMBOL ind 16 80 R0
SYMATTR InstName L1
SYMATTR Value 675n
SYMBOL cap 112 96 R0
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 1000p
SYMBOL cap 224 96 R0
SYMATTR InstName C2
SYMATTR Value 330p
SYMBOL cap -80 96 R0
SYMATTR InstName C3
SYMATTR Value 50p
SYMBOL diode 352 96 R0
SYMATTR InstName D1
SYMATTR Value 1N4148
SYMBOL res 496 80 R0
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 10k
SYMBOL njf 656 -16 R0
SYMATTR InstName J1
SYMATTR Value J310
SYMBOL res 560 -160 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 100
SYMBOL cap 576 -112 R0
SYMATTR InstName C4
SYMATTR Value 1�
SYMBOL res 688 272 R0
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 220
SYMBOL cap 592 96 R0
SYMATTR InstName C5
SYMATTR Value {Cfb}
SYMBOL cap 592 208 R0
SYMATTR InstName C6
SYMATTR Value {Cfb}
SYMBOL voltage 352 -112 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value 12
TEXT -56 328 Left 2 !.tran 0 2ms 1ms 40n
TEXT -56 352 Left 2 !.param Cfb=100p

Modellen svängde inte i verkligheten. Ett antal hypoteser om varför:

• För svag återkoppling via C5||C6
• R3 lastar återkopplingen
• Problem med DC koppling av LC-krets av något slag?
• R1 sätter för svag ingångsimpedans

Åtgärder, i ordning av införande blev:

• C5, C6 ökades till 680p
• R1 ändrades från 10K till 1M
• LC-kretsen AC kopplades med 100p (bildar högpassfilter med R1, brytfrekvens 1/(2*math.pi*1000000*100e-12)=1591.549430919, troligtvis hade lägre värde  på kopplingskondensatorn gett bättre PSRR men annars ingen skillnad?)
• R3 ökades till 3K3

Efter R3-ändringen började kretsen svänga och C i LC-kretsen anpassades för den minskade reaktansen från återkopplingen. Resultatet blev följande schema:

Kopplingskondensatorn brevid L1 är 100p och T1 heter PMBFJ310. C1-C4 kan potentiellt ersättas med 330p i serie med 470p till jord, parallellt med 680p. (330*470)/(330+470) + 680 = 873.875 vs. 680+150+33+10=873. Ev. kan man ersätta R3 med en serieresonant krets för att presentera låg impedans för första övertonen till jord.

Plan för buffer: