Moduly jsem často používal, a to nejen při portable provozu, ale také při různých měřeních, která vyžadovala použití vyšších výkonů. A to byl důvod, proč jsem přepracoval a upravil provedení desky, aby byl zesilovač spolehlivý.

1. Vypustil jsem trimr v obvodu pro nastavení bias. Zdál se být pro mé účely naprosto zbytečný. Obvod se vždy choval podle charakteristik v datasheetu a na vývod 2 stačí přivádět stabilizované napětí kolem 5 V.
 
2. Změnil jsem provedení zemnicích ploch modulu RA60H4047M1. Provedení na obrázku vpravo je sice konstrukčně jednoduché, ale zem v provedení krátkého vodiče (u horního šroubu - viz foto vpravo) a propojení v tomto bodě se spodní zemnicí fólií desky se ukázalo jako nedostatečné. VF proudy prostě zlobily.
 
3. Zkrátil jsem vedení a vodiče k přívodům součástky.
 
4. Děliče výkonu vyrobené z rezistorů SMD jsou přímo na desce PA. Při vypočteném útlumu asi 16 dB je třeba zesilovač budit výkonem asi 2 Watty.
 
5. Chladiče jsem vybavil malými ventilátory.

1. Společná zem doslova obklopuje součástku RA60H4047M1 ze všech stran. Na obrázku vlevo vidíte několik řad malých otvorů. Pokud si desku necháte vyrobit, provedete prokovení těchto otvorů. Pokud desku vyrábíte doma, vyvrtáte desku v těchto otvorech, prošijete Cu lankem a na obou stranách zaletujete.

2. Šrouby, které fixují součástku, rovněž vodivě propojují obě strany desky. Žádné lanko s pájecím okem již není použito a indukčnost takto provedené společné země je podstatně nižší a důvody k vazbě, která vždy vede k poškození součástky byly eliminovány.

Součástka z druhé strany díry je vidět na obrázku vpravo. Pokud nám desku někdo vyrábí, díru nám vyfrézuje. Pokud si desku (vyrobenou fotocestou)  leptáme vidláckým způsobem, musíme díru propilovat. Dá to trochu práce, ale jde to.

Protože jsem u těchto prací dost netrpělivý, ale zase mám rád alespoň trochu přijatelný výsledek, popisuji tady svůj postup:

1. U fotometody nezapomenu na vyleptání obrysu součástky. To je důležité, nemusím to na desku následně rýsovat.
2. U vyleptané, ale dosud neosazené desky vyvrtám uvnitř budoucího otvoru a kolem obrysu několik menších otvorů, zejména v rozích.
3. Dále vyvrtám uvnitř budoucího otvoru dvě větší díry. Střed vyvrtám vrtákem průměr 2.2 mm a následně rozšířím stupňovitým vrtákem díry až k dírám u obrysu součástky. Těmito děrami prostrčím pilník takového rozměru, který se tam ještě vejde a piluji - obrázek dole. Na kuprextit nehleďte, leptal jsem na to, co dům dal :-) ....

V místě, kde jsou vodiče součástky, jsem propiloval zahloubení. Součástka se montuje takto:
 
1. Než ji vyjmeme z fólie, omotáme vývody Cu lankem a spojíme s GND. Zda lze součástku zničit nějakým statickým výbojem, to netuším, ale podařilo se mi koupit na ebay součástku, která byla vadná.
 
2. Po spojení vývodů tyto ohneme směrem vzhůru. Tak, aby šly propilovaným vybráním po jejich zkrácení prostrčit. Vývody zkracuji po jejich ohnutí. Neměřím jejich délku, ale zkracuji je tak, že jsou po ohnutí nepatrně vyšší, než součástka. Na obrázku vpravo nahoře jsou vidět vývody prostrčené vybráním.
 
3. Pro zajímavost tu ještě uvádím pohled na součástku bez krytu. Jednak vidíte přívody součástky, které neohýbáme "přes hranu", ale nahoru. Proto musíme pracovat opatrně, abychom neponičili jemný pájený spoj.

Na součástce vidíte poměrně složitou desku, která obsahuje čipy aktivních prvků (první stupeň, finální stupeň), pasivní součástky (rezistory, vícevrstvové kondenzátory) a dokonce vinutou indukčnost se 4 závity. Malá měděná poniklovaná základna odvádí teplo z čipů do Al chladiče. Takové chlazení je opravdu "na hraně". Součástka se snadno zničí teplem. 

Příčiny zničení součástky - na co si dát pozor

1. Nedostatečným odvodem tepla ze součástky. Řešení součástky montované pomocí šroubů na Al chladič je s odvodem tepla na hraně. Viděl jsem v katalogu, že nové řady čipů se budou pájet, podobně, jako některé LDMOS tranzistory. Al chladič musí být rozměrný (příkon je např. 14V / 12 A).

2. Nevhodným řešením zemnicích ploch. Pokud se vysoká indukčnost přívodu GND stane součástí zpětnovazebního obvodu a zesilovač s obrovským ziskem si z jakéhokoliv důvodu zakmitá, dojde u napájení z tvrdých zdrojů (akumulátor) k okamžitému zničení součástky. Proto jsem u tohoto prototypu řešil jiné provedení zemnicích obvodů, které je sice o pilování pracnější, ale, jak jsem už psal ...
 
3. Přebuzením na vstupu. Upustil jsem od atenuátorů mimo desku a jejich rezistory jsou přímo na desce PA. Použil jsem pro PI článek atenuátoru celkem 10 + 10 + 4 rezistory SMD velikosti 1206.

Poznámky

1. Čipy jsou "zapouzdřené" v jakési zalévací hmotě. Jak moc je takové řešení hermetické a klimaticky odolné, to opravdu netuším. Jeden modul jsem instaloval do boxu s LNA a vše zadělal přímo k zářiči malé 15-ti prvkové yagi. Jak dlouho mi tato malá EME stanička vydrží, bude předmětem dalšího bádání a snad i článku . Řešení se mi už teď moc nelíbí kvůli tlustým napájecím vodičům o průřezu Cu 4 mm².

2. U jedné součástky se mi podařilo zničit pouze první stupeň součástky přebuzením. Po demontáži plechového krytu se mi podařilo najít bod, ze kterého jsem napájel pomocí kabelu RG174 přímo koncový stupeň. To už ale bylo fakt vidlácké řešení opravy.

3. Přestože jsem si myslel, že jde o "mrtvé" téma, přišly mi asi 3 maily s dotazy. a) finální fotku jsem našel, sice už s popisky, viz vpravo b) klidový proud (bez buzení) mám asi 3.5 A c) vstupní atenuátor má cca 16 dB útlumu a je realizován jako PI článek z odporů 68 - 156 - 67.5 Ohmu, které vznikly poskládáním 10 ks paralelně řazených R=680 Ohmů, velikost 1206, 10-ti ks sérioparalelně řazených odporů 390 Ohmů (výsledná hodnota 156 Ohmů) a 4 ks paralelně řazených hodnot 270 Ohmů (R=67.5 Ohmu) d) zesilovač má blokované napájecí svorky paralelní kombinací C=1n, 10n a 100 nF e) stabilizátor BIAS je 7805 v pouzdře SOT-89 a je blokovaný keramickými čipy na vstupu a na výstupu o hodnotě 10M/16V f) napájecí napětí je blokováno elektrolytem 470M/25V g) napájení je připájeno - viz červený a modrý tlustý vodič, který je prostrčen skrz feritové jádro (1 závit) h) vstupní a výstupní konektory jsou SMA i) chladič, který vidíte na fotce, je nedostatečný a musí být situován tak, že jeho žebra jsou svisle a musí být mohutně ofukován 2 ventilátory !! j) aktivní prvek RA60H4047M1 je potřen vodivou pastou, nasazen na dva šrouby, seshora je na něho nasazena osazená deska (změřené R v atenuátoru, změřené napětí bias, změřené vodivosti a izolace spojů), přišroubována a jsou zapájeny přívodní dráty; pravý šroub je delší - uvažoval jsem, že bude přiveden modrý napájecí vodič do tohoto bodu, ale nakonec lenost zvítězila a vodič jsem přiletoval tam, kde ho vidíte. Zesilovač v tomto provedení se chová velice mravně a je naprosto stabilní. Uvedenou konstrukci zemních ploch mohu vřele doporučit. Motiv desky (top_copper.png) lze stáhnout zde.

Závěry

Obvod RA60H4047M1 je v každém případě velice zajímavá a často používaná součástka. Na první pohled vše vypadá, že řešení PA s touto součástkou je velice jednoduché. Ale i tady platí určité principy, které je vhodné dodržovat.

Aktualizace z listopadu 2017:

Mechanické provedení desek s upravenou zemnicí plochou se velice osvědčilo. Přesto jsem udělal na desce ještě jednu úpravu. Lineární stabilizátor 7805 v pouzdře SOT89 byl nahrazen typem LE50 v pouzdře SO8. Důvod byl prachobyčejný. Obvod LE50 má svorku "inhibit" na špičce č. 5. Pokud je tato svorka spojená se zemí (lze i přes rezistor 10 kOhm) nebo nezapojená, stabilizátor pracuje normálně, tj. stabilizuje a na jeho výstupu jest stabilizované napětí. Pokud na tuto svorku přivedeme vstupní napětí (např. 13.5 V) nebo logickou úroveň H, stabilizátor se zablokuje a na výstupu není žádné napětí. Zde této skutečnosti využívám k tomu, že na svorku přivádím napětí + RX. PA je tak jednoduše při příjmu blokován a neodebíra z napájecího zdroje značný klidový proud. Tvar desky:

Stejný motiv jsem použil i pro konstrukci PA s obvodem RA18H1213G pro pásmo 23 cm.