von Firmware-Update behebt SWR-Problem
Im März 2023 hatte ich mir als Ergänzung zu meinem IC-705 und dem geplanten Urlaub im Juni in 9A diese kleine PA zugelegt. Da ich in 9A auch auf KW QRV sein wollte, mussten also die 10W des IC-705 etwas aufgestockt werden. Da erschien mir diese preisgünstig angebotene Micro PA50, immerhin mit LP-Filtern ausgestattet, eine gute Wahl.
Sie traf ab Bestellung nach ca. 3 Wochen bei mir ein. Erste Tests sahen gut aus, jedoch stelle sich relativ schnell ein kleines Problem, welches nicht das Einzige bleiben sollte, heraus.
Leider hatte diese PA ein Problem mit der korrekten SWR-Messung, so dass es vorkam, dass die PA trotz einem echten SWR unter 2 dieses als >2 bewertete und damit die SWR-Schutzschaltung auslöste, also abschaltete und das mit einem ziemlich lauten Piepen signalisierte. Um dieses Problem zu beheben, gab es als Lösung eine Hardwaremodifikation an der SWR-Messbrücke, die das Problem erstmal beheben konnte. Die bessere Lösung wäre aber eine Überarbeitung der Firmware dieser PA, um das Problem softwareseitig zu beheben.
Darauf hat inzwischen der Entwickler der PA reagiert und Firmwareupdates veröffentlicht. Die Firmware ab Version 2.8 behebt das Problem mit der inkorrekten SWR-Messung, die bisher angewandte Hardwaremodifikation ist damit hinfällig.
Hier der Link zu den Firmwareupdates und auch Manuals, welcher mir als offizieller (???) Link bekannt ist bzw. von dem Aliexpress-Shop, wo ich die PA50 erwarb, mitgeteilt wurde:
https://www.dropbox.com/sh/8ckmcobxo3pwagd/AAATO3jw5SaDfKuJyn1pKjQha/Micro%20PA50?dl=0&subfolder_nav_tracking=1
Um das Firmware-Update in die PA50 einzuspielen, ist noch ein USB zu TTL Serial Adapter für 5V TLL-Pegel erforderlich, den man überall im Elektronikfachhandel problemlos bekommen sollte.
USB zu TTL Serial Adapter für 5V und 3.3V TLL-Pegel
Da es inzwischen auch eine neuere Hardwareversion dieser PA gibt, die Micro PA50+, bitte darauf achten, das korrekte Firmwareupdate zu verwenden. Das notwendige Flashtool und eine Updateanleitung findet ihr ebenfalls unter dem oben angegebenen Downloadlink.
Es wäre allerdings zu schön gewesen, wenn jetzt alles in Ordnung gewesen wäre.
Da kam leider ein weiteres Problem mit der Micro PA50 zu Tage, mit dem ich bisher gar nicht gerechnet hatte.
Nachjustieren des Bias für einen besseren IM3, besonders auf 80m
Bei einem meiner Test-QSOs mit dieser PA hatte ich eine Verbindung mit Jörg, DO1UT, auf 80m. Jörg sagte mir, meine SSB-Modulation klingt irgendwie „verzerrt“, ähnlich einem übersteuerten Kompressor. Da hatte ich die PA50 hinter meinem IC705 in Betrieb. Zuerst vermutete ich eine zu hohe Ansteuerleistung, die ich dann auf 100mW reduzierte. Jörg teile mir allerdings mit, das das nicht half, das Signal blieb verzerrt. Als ich die PA auf bypass schaltete, war das Problem verschwunden, die Modulation klang wieder sauber. Also musste noch etwas Anderes an der PA50 nicht stimmen.
Die Micro PA50 verwendet IRF530N als PA-Transistoren. Diese sind allerdings keine speziellen HF-Typen, sondern eher der Kategorie Schalttransistoren zuzuordnen. Aber für Kurzwelle scheinen sie durchaus geeignet zu sein, es bleibt aber eine gewisse Art von Kompromisslösung, in erster Linie sicher aus Kostengründen. Zuerst gab es die Vermutung, die Bias-Spannung ist nicht symmetrisch an den beiden IRF. Das hatte ich nachgemessen und bestätigte sich nicht, beide IRF hatten eine Spannung von 3.57V anliegen. Der nächste Schritt war eine IM3-Messung mittels 2-Tone-Messung (700Hz und 1900Hz), einem üblichen Messverfahren, um von SSB-Endstufen den IM3 zu bestimmen. Bei der PA50 handelt es sich um einen Class-AB-Amplifier.
Meine durchgeführte Messung mit eingeschleifter PA50 (bei 50W Output und einer Betriebsspannung von 13.8V) ergab auf 80m nur -15dbc beim IM3. Eindeutig schlecht und viel zu wenig. Die Ursache lag wohl in einer zu niedrigen Bias-Spannung bzw. Bias-Strom. Ich erhöhte die BIAS-Spannung von in meiner PA50 gemessenen 3,57V, was aber bei Eurer PA50 durchaus abweichen könnte. Ich begann mit 3,60V, dann 3,62V und am Ende 3,65V. Erst ab 3,65V war meine Messung des IM3 auf 80m in dem Bereich, was ich von einer PA als akzepabel erwarte.
Eine erneute IM3-Messung ergab nun ein deutlich besseres Bild, ich erreichte jetzt einen IM3 von -35dbc auf 80m, auf den höheren Bändern sogar -40dbc. Das ist zwar nicht perfekt, aber zumindest akzeptabel.
Ich bat Jörg, DO1UT, um einen weiteren Test. Und siehe da, das Problem des verzerrten SSB-Signals war behoben, es war jetzt „sauber“. Die Anhebung der BIAS-Spannung führt allerdings zu einem schnelleren Temperaturanstieg, allerdings ist hier die PA ebenfalls mit einer Schutzschaltung ausgestattet, die bei ca. 60°C die PA sicherheitshalber abschaltet. Bei SSB ist das nicht ganz so kritisch, bei CW oder Digimodes sollte man allerdings nicht die vollen 50W abrufen, sondern hier eher zwischen 20W..30W arbeiten. Auch der Input sollte für einen guten IM3 3W..3.5W nicht übersteigen, auf den unteren Bändern 80m/40m/30m ist die Ansteuerung schon bei 1W..2.5W ausreichend, um die 50W zu erreichen. Weniger ist hier wirklich mehr.
Abschließend wäre noch zu ergänzen, das es inzwischen eine Facebook-Gruppe rund um diese Mirco PA50/PA50+ gibt:
https://www.facebook.com/groups/6090995314269480/
Da wäre auch der Entwickler „Csqwdy Wang“ dieser Micro PA50/50+ ansprechbar.
Firmware-Update
Downloads zur Micro PA50:
Neu in FW 2.8.6 (latest version published 1.3.2024):
- NEU ab 2.8.6: 9x FN schaltet SWR-Protection um: 3sec nach SWR-Fehler wird dieser Fehler wieder gelöscht, wenn aktiviert, „A“ im Display. Einstellung ist nach RESET bzw. Power Cycle wieder abgeschalten !
- NEU ab 2.8.5: 8x FN schaltet 15m und 30m wieder frei
- geändert ab 2.8.5: 10x FN aktiviert den unbeschränkten Modus, Anzeige „NL“ im Display
- NEU ab 2.8: 4x FN schaltet den Buzzer ein/aus
- geändert ab 2.8: SWR-Messfehler korrigiert, vorher war eine Hardware-Modifikation erforderlich (SWR stimmte nicht)
Update 5.3.24:
Nachdem ich erneut feststellen musste, das das SWR-Problem doch nicht ganz gelöst zu sein scheint (auf 20m zeigte die PA SWR 2,1 anstatt echtem 1,7) habe ich die damalige Hardware-Modifikation – die ich inzwischen rückgängig gemacht hatte – erneut anwenden müssen. Dabei wird der Widerstand R36 (Spannungsteiler für reflektierte Leistung an der SWR-Messbrücke) von original 10k auf 3.3k reduziert. Das hat zwar zur Folge, das auf den unteren Bändern das SWR etwas „optimistischer“ gemessen wird, aber dafür stimmt es jetzt auf 20m und die PA geht nicht mehr in den Protection-Mode, was sie ja bei 1,7 reell auch nicht tun soll. Nach meinem Verständnis scheint die SWR-Messbrücke generell ein Problem zu haben, und das ist vermutlich frequenzabhängig. Mit zunehmender Frequenz so ab 14MHz bis etwa 22 MHz stimmten die SWR-Messungen der PA nicht wirklich, allerdings auf 10m war es wieder korrekt wie auch zwischen 3.5 MHz bis etwa 10 MHz. Ärgerlich deswegen, weil der Entwickler die SWR-Grenze, wo die PA in den Protection-Mode geht – also abschaltet – von früher 3.0 inzwischen auf 2.5 runtergesetzt hat (bei Leistungen bis max. 10W, sonst gilt schon SWR 2.0). Da ich aber mit dem ATU die Antenne abstimmen muss, ist das kontraproduktiv, weil jetzt bereits beim Abstimmen der SWR-Schutz reagiert. Bei SWR 3.0 war das nur äußerst selten der Fall.
