Attenuatore RF 6/7db - 100W e domanda sugli spike di potenza

[iw7dmh]

Buongiorno,

agli esperti di elettronica e di "potenza" vorre porre due domande.

La prima, di ordine pratico, riguarda la possibilità di realizzare un attenuatore da 6 o 7 db con una potenza massima di 100w da inserire tra rtx ed amplificatore. Su internet sono disponibili diversi modelli di tipo coassiale ma hanno lo svantaggio di essere "sempre" inseriti nella linea di trasmissione, mentre pensavo a qualcosa da inserire/disinserire attraverso una coppia di relè. In un video recuperato su YouTube si nota un circuito composto da un array di resistenze ed un sistema di controllo o di misura, ma non sono riuscito a trovare niente di simile.

Lo stesso video introduce la seconda domanda, ossia quale è il modo migliore per fare fronte al problema degli spike di potenza che affliggono prevalentemente gli amplificatori di ultima generazione che fanno uso di LDMOS.

Dal video sembra che gli spike siano presenti solo negli istanti iniziali della trasmissione mentre dalle esperienze (negative) di alcuni radioamatori, gli spike sembrano presentarsi già a trasmissione iniziata soprattutto quando si fa una cattiva regolazione del guadagno microfonico e quando sugli RTX è assente il controllo ALC.

Ovviamente può andare bene qualsiasi fonte come link, articoli, video e quant'altro possa essere utile capire bene il problema ma già avere la "definizione" di spike e stabilirne le tipolgie, se ne esistono, sarebbe un buon punto di partenza.

Come diceva il mio professore di Fisica, "Poche idee e ben confuse" ma c'è sempre tempo per imparare, soprattutto nel periodo COVID-Natalizio che si avvicina.

Grazie e 73'
Enzo, iw7dmh

(https://www.youtube.com/watch?v=474XWl4owEI)

[IK4AUY]

Re: Attenuatore RF 6/7db - 100W e domanda sugli spike di potenza

Con google alla mano cerca ALC power overshoot trovi tutto (in lingua inglese) tanto è sentito il problema da tempo. Tutto dipende dal circuito ALC la costante di tempo di attacco e rilascio, se il gruppo di ritardo/rilascio risponde troppo lentamente al determinato tipo di modulazione (CW/SSB). Tale problema puo' manifestarsi con maggior severità (picchi di extra potenza in uscita molto rapidi) quando si regola l'apparato per un'uscita di potenza inferiore, caso frequente proprio per pilotare amplificatori allo stato solido a maggior guadagno. L'esempio del video FT-897 che pilota un ampli allo stato solido, altri casi di problemi dati da altri apparati tipo IC-706 ed altri ancora (si veda google). Invito a consultare il link a sito di Tom W8JI, prova a tradurre bene il testo dall'inglese.
Il tempo ottimale di attacco e rilascio dell'ALC varia a seconda del tipo di modulazione CW o SSB.

definizione ad esempio in:
https://www.w8ji.com/alc_exciter_power_overshoot.htm

come si visualizza: in laboratorio con un oscilloscopio estremamente veloce, riporto ad un link dove puoi vedere l'immagine del segnale CW affetto da overshoot iniziale, vedi le prove fatte in Germania (in un laboratorio con strumentazione di alta fascia) sul TS-590S l'immagine della forma d'onda in CW con i guizzi iniziali del pacchetto RF del primo elemento in uscita in TX, oppure con wattmetri vettoriali estremamente veloci tipo N8LP LP100:
https://5tx.de/rigs/ts-590-measureme...s-and-ip3.html

Esempio di prova descritta da Adam Farson VA7OJ qui il link

Robert Sherwood, NC0B "Transceiver performance 10 years of change" si veda sul tema specifico le slide della presentazione dalla n. 20 alla n. 28.

-cure:
premesso che la cura primaria sarebbe individuare una modifica al circuito ALC interno all'apparato, (ottimizzazione empirica non semplice e non sempre disponibile, sebbene in piu' fortunati casi potrebbe dipendere solo da valori piu' appropriati di condensatori e resistenze che determinano il tempo di risposta e rilascio dell'ALC) pertanto a parte cio',
la modifica del circuito ALC di apparati ad alta densità di componenti la cosa puo' essere molto complicata, tra le altre soluzioni piu' semplici ("work around" di aggiramento del problema) è stato proposta appunto l'idea presentata anche nel video su youtube che hai postato di lasciare l'apparato alla massima potenza (in molti casi meno affetto dal problema dello spike o overshoot dell' ALC, che si puo' manifestare sia sul primo pacchetto di RF in trasmissione, ma puo' manifestarsi anche durante la modulazione SSB stessa nel durante, con picchi di sovrapotenza oltre il livello ordinario (causa: errata costante di tempo, per ipotesi troppo lenta, dell' ALC), come hai visto dal video si puo' usare un attenuatore non solo di 6 dB, ma anche da 2, 3, 6dB, dipende dal livello di ingresso dell'amplificatore usato, piu' attenui piu' si riduce in proporzione il problema dell' "overshoot", possibilmente con un relays di by pass. Spesso l'apparato affetto dal problema di ALC overshoot questo si manifesta di piu' proprio quando regoli quel determinato apparato, affetto dal difetto, a livelli inferiori di potenza.
Non tutti gli apparati manifestano questo tipo di difetto ovviamente e con la stessa intensità.
Spesso il problema viene eliminato dai costruttori solo con modifiche hardware in modelli successivi (esempio TS590SG vs TS590S) o tramite modifiche interne fatte dai loro centri di assistenza autorizzati, gratuitamente, come veniva proposto dalla Kenwood per il TS-590S in quanto al momento era di corrente produzione.
Diversi apparati piu' o meno vintage, di diversi costruttori, ne sono potenzialmente affetti, basta che fai una ricerca su google e trovi tanti contributi, segnalazioni, a seconda dei modelli, ed in alcuni apparati piuttosto vintage non si dispone proprio di un comando efficace di diminuzione della potenza se non il mic gain del microfono (in ssb). Il problema è piu' sentito da chi usa amplificatori allo stato solido rispetto ai valvolari.
Ti rimando agli ottimi articoli di Salas AD5X su QST e QEX

ecco qui il link per attenuatori a 2, 3, 6 dB dal suo sito personale (e non da QST) oppure altra strada con l'uso di GDT (gas discharge tubes) a varie soglie di intervento (ma, come segnalato nell'articolo dall'autore stesso attenzione a non usare potenze che saturino tali dispositivi altrimenti clippi la sinusoide e generi armoniche per clippaggio del segnale) o combinazioni dei due.
La versione con attenuatore certamente è la piu' semplice e meno rischiosa da quel punto di vista rispetto i dispositivi GDT, nel suo articolo è previsto anche un relays di bypass.

Certo che da un punto di vista di efficienza energetica, usare un apparato alla piena potenza per poi dissiparla per attenuarla, capirai che non è il massimo!
Questa è una di quelle situazioni ove, per me, un apparato si "svaluta" o curi il problema o l'utilizzo ne risulta potenzialmente dannoso per alcune tipologie di amplificatori moderni (a meno chè già loro stessi non dispongano di protezioni al loro ingresso efficaci prima di generare un controllo di errore-protezione nell'amplificatore stesso.

Presta attenzione perchè le resistenze di potenza a film segnalate nell'articolo di Salas AD5X, di comune uso ai giorni nostri, per dissipare la potenza di rating devono essere messe a contatto con idoneo dissipatore, telaio a cui essere montate altrimenti non dissipano tale potenza e si surriscaldano danneggiandosi ben prima.
Ho trovato altro contributo che indica semplicemente di inserire una sorgente di tensione negativa con una batteria all'ingresso ALC dell'apparato per aggirare l'ALC ma non ti saprei dire se è risolutorio certo semplice da provare qui il link . 73.

[IK4AUY]

Re: Attenuatore RF 6/7db - 100W e domanda sugli spike di potenza

Torno sul mio rilievo della "efficienza energetica" nell'esempio del video che hai postato. Apparato utilizzato a 100W con attenuatore da 6dB (quindi max potenza out 25Watt) per pilotare un amplificatore allo stato solido da 300 Watt.
A parte il minor guadagno del sistema con il trasceiver a 100W per ottenere nell'esempio 300Watt, perdi un vantaggio primario della tecnologia degli amplificatori allo stato solido ed in particolare a mosfet e LD mosfet ovvero:
poterli pilotare con minor potenza in ingresso.
Cio', a sua volta, con amplificatori che utilizzano tale tecnologia, hai 2 vantaggi primari sul transceiver in uso:
-il transceiver lavora a freddo e mai al 100% della propria potenza che significa oltre ad un risparmio energetico una maggior durata dell'apparato
-la minor potenza d'uscita in uso nel transceiver ha come vantaggio un miglioramento della intermodulazione in TX dei finali (di tutta la catena TX) dell'apparato.
Se un apparato ha una intermodulazione di terzo ordine ai due toni di -30dBc (dB riferito al carrier potenza out) a 100 Watt ed usi un attenuatore RF in serie (nell'esempio di 6dB od altro valore) alla sua uscita NON migliori di nulla l'intermodulazione caratteristica del TX.
Saluti.

[iw7dmh]

Re: Attenuatore RF 6/7db - 100W e domanda sugli spike di potenza

Sergio, davvero grazie per il tempo che mi hai dedicato e per la grande quantità di letture che hai suggerito.
Per me sono argomenti nuovi in quanto, finora, ho sempre usato i 100 watt dell'apparato.
Condivido il principio di correggere il problema all'origine, ma sembra una pratica ormai comune quella di mettere in commercio radio totalmente prive del circuito ALC. Mi riferisco agli SDR che ho avuto finora come il FlexRadio 6300 ed i piccoli SunSDR Pro2/DX. In entrambi i casi la funzionalità ALC viene sostituita con un setup, per banda, della massima potenza erogabile. I dati sono salvati nel FW per evitare che la reinstallazione del sw li cancelli, ma evidentemente tale impostazione non è sufficiente.

Grazie ancora e 73'
Enzo, iw7dmh

[IK4AUY]

Re: Attenuatore RF 6/7db - 100W e domanda sugli spike di potenza

Enzo, nessun problema
magari la prossima volta precisa nella tua richiesta di informazioni che il problema in questione era riferito ad un trx in tecnologia sdr.
Saluti.

[iw7dmh]

Re: Attenuatore RF 6/7db - 100W e domanda sugli spike di potenza

Enzo, nessun problema
magari la prossima volta precisa nella tua richiesta di informazioni che il problema in questione era riferito ad un trx in tecnologia sdr.
Saluti.

Non immaginavo che la questione avesse dei connotati diversi nel caso degli SDR. La domanda era generica perchè uso anche altre radio non SDR, come K3 e Tentec 599 ed in questi apparati, da quello che ho letto, il problema degli spike non è così sentito (forse è inesistente).
Nel frattempo leggo dal manuale, che anche gli Anan non hanno il controllo ALC ma in questo caso particolare, il sistema di trasmissione sembra essere ineccepibile in quanto la scheda Orion, ed anche quella precedenti, con 0.5/1 watt di potenza, puòo pilotare un LDMOS senza problemi.

[IK4AUY]

Re: Attenuatore RF 6/7db - 100W e domanda sugli spike di potenza

Enzo, li non ti so aiutare ma leggendo la Flex Radio community a cui ti rimando qui https://community.flexradio.com/disc...0/rf-overshoot non parrebbe un problema frequente con Flex 6300, c'è una bellissima foto di pacchetto CW di un FLEX 6300 perfetta e solo una richiesta di aiuto che non mi pare abbia avuto un seguito.
Per ANAN 100 sulla questione leggi qui, ma non mi pare corretto dire che in tali apparati non c'è ALC per nulla, anche il software se ne prende cura in qualche modo è implementato in modo diverso.
http://anan-100d.wikidot.com/100d-sp.

Non ci hai descritto i sintomi del tuo problema specifico ed in quali circostanze si manifestano, in quale modo di emissione, settaggi del mic scheda audio, nonostante aver già abbassato il livello RF di potenza out con un margine per renderlo compatibile con i livelli di pilotaggio del tuo amplificatore lineare e con che tipo di wattmetro leggi la potenza settata a tale minore livello se wattmetro picco picco o ti legge la potenza average per cui poi quando moduli hai un picco picco che magari supera la soglia tollerata dall'amplificatore...
Qui mi fermo, in bocca al lupo.

[iw7dmh]

Re: Attenuatore RF 6/7db - 100W e domanda sugli spike di potenza

Enzo, li non ti so aiutare ma leggendo la Flex Radio community a cui ti rimando qui https://community.flexradio.com/disc...0/rf-overshoot non parrebbe un problema frequente con Flex 6300, c'è una bellissima foto di pacchetto CW di un FLEX 6300 perfetta e solo una richiesta di aiuto che non mi pare abbia avuto un seguito.
Per ANAN 100 sulla questione leggi qui, ma non mi pare corretto dire che in tali apparati non c'è ALC per nulla, anche il software se ne prende cura in qualche modo è implementato in modo diverso.
http://anan-100d.wikidot.com/100d-sp.

Non ci hai descritto i sintomi del tuo problema specifico ed in quali circostanze si manifestano, in quale modo di emissione, settaggi del mic scheda audio, nonostante aver già abbassato il livello RF di potenza out con un margine per renderlo compatibile con i livelli di pilotaggio del tuo amplificatore lineare e con che tipo di wattmetro leggi la potenza settata a tale minore livello se wattmetro picco picco o ti legge la potenza average per cui poi quando moduli hai un picco picco che magari supera la soglia tollerata dall'amplificatore...
Qui mi fermo, in bocca al lupo.

Non ho un problema specifico, mi sto documentando in attesa di riceve il nuovo Acom700s. La radio che ora uso più di frequente è il SunSDR2, che da alcune prove eseguite in laboratorio non ha alcun tipo di problema riguardo agli overshoot di potenza. Ma i produttori di alcuni amplificatori attribuscono a questa radio la causa della ripetuta distruzione dei loro LDMOS.
Riguardo agli Anan, non avendone mai posseduto uno, ho solo letto il manuale del 7000 DLE MK2 che, a pagina 38, riporta testualmente "ALC - The 7000DLE does not offer ALC control for an external amplifier.".
Tutto qui.

[i4mfa]

Re: Attenuatore RF 6/7db - 100W e domanda sugli spike di potenza

Riterrei che Claudio I4LEC possa dare utili indicazioni su questo argomento.
Vero, Enzo iw7dmh, quanto citi su Anan ma Sergio IK4AUY ti ha passato un messaggio importante (il software...).
Se mi permetti di sintetizzare, sulla base di quanto riportano sul link di Anan, la differenza e' questa: in un trasmettitore non sai quando raggiungi la massima potenza (chiamala 0dB) in quanto dipende (SSB) dal fatto che tu abbia gia' pronunciato la A di SACCO oppure non ancora (in SACCO alla A corrisponde la massima ampiezza vocale e di conseguenza, amplificando linearmente, il massimo segnale) ragion per cui misuri la uscita e retroazioni, con un ovvio ritardo di tempo, mentre in un SDR (tx-sdr) puoi vedere le cose come se tu prima pronunciassi la parola per intero e doooooopo (in senso informatico) il software generasse l'inviluppo, avendo quindi tutto il tempo per gestire i livelli della A a 0dB, in quanto in questo caso vedi il futuro (concetto di orizzonte di cui al documento citato). Quindi un ALC hardware non si utilizza in SDR.
Sono algoritmi analoghi a quelli usati in MPEG per gestire la compressione temporale, se conosci l'argomento.
E comunque, ripeto, su questo forum abbiamo una eccellenza di competenza sull'argomento: fagli un messaggio diretto.

[iw7dmh]

Re: Attenuatore RF 6/7db - 100W e domanda sugli spike di potenza

Riterrei che Claudio I4LEC possa dare utili indicazioni su questo argomento.
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E comunque, ripeto, su questo forum abbiamo una eccellenza di competenza sull'argomento: fagli un messaggio diretto.

Sì certamente, ho conosciuto Claudio all'ultima HRW Convention e non mancherò di contattarlo. Purtroppo ho poca dimestichezza con la SSB perchè faccio solo telegrafia, pertanto il concetto di ALC e tutto quello che ne consegue per me è un po' ostico.
Ma rispetto a ieri ho un bel po' di fonti da cui attingere.

Grazie ancora
73'

[IK4AUY]

Re: Attenuatore RF 6/7db - 100W e domanda sugli spike di potenza

Enzo, poi inseguito aspettiamo qui un tuo feedback pratico sull'uso con l' ACOM 700S in generale.
Saluti.

[iw7dmh]

Re: Attenuatore RF 6/7db - 100W e domanda sugli spike di potenza

Qsl

73'

[IW3INQ]

Buon giorno

Non voglio inoltrarmi in maniera tecnica sull argomento Spike, volevo far notare che alcuni costruttori di SSPA sembra che “risolvano” il problema di Spike con una configurazione di N 4 diodi appena dopo l’ATT che si trova in ingresso del PA. Questi diodi sono selezionati per non superare i più o meno classici 5 Watt di MAX power IN tutto l’eccesso viene tagliato, miei test sono stati molto veloci e volanti con un 897d “almeno il mio” è un generatore di Spike da far paura per non dire altro .
A suo tempo avevo misurato l’intensità dello Spike in FM e regolando RTX per la minima potenza “5Watt” lo spike superava i 120Watt per pochissimo tempo, tutto questo molto dannoso per un eventuale amplificare a stato solido.
73 Alex iw3inq