Усилитель мощности высокочастотный – Транзисторный усилитель мощности — HamRadio Радио это простое и увлекательное занятие

Усилитель ВЧ 10 w — Сайт prograham!

Усилитель мощности 10 вт

Усилитель расчитан на работу с трансвером, имеющим Р вых до 1 ватта. Нагрузкой возбудителя, обеспечивающей стабильную работу на всех диапазонах, является резистор R1. Настройка заключается в
установке тока покоя VT2 в пределах 0,3 A (при отсутствии сигнала на входе). 

Сигнал напряжением в 1 вольт на входе увеличивает выходную мощность в антене до 10 ватт. Коммутация прием-передача осуществляется от внешней цепи управления, которая замыкается на корпус при
переходе на передачу. При этом срабатывает реле К1 и подключает антенну к выходу усилителя мощности. При разрыве управляющей цепи, на базе VT1 появляется положительное напряжение, открывающее
его. Соответственно на колекторе VT1 около нуля. Транзистор VT2 закрывается. Реле типа РПВ2/7 паспорт РС4.521.952 Дроссели L1 и L2 типа Д1(на 1А) индуктивностью 30 и 10 мкГ соответственно.
Диаметр каркаса L3- 15 мм провод ПЭВ2 1,5мм

Широкополосный усилитель мощности

Дроздов В В  (RA3AO)

Для работы совместно с вседиапазонным KB трансивером можно использовать широкополосный
усилитель мощности, принципиальная схема которого дана на рис. 1. В диапазонах 1,8—21 МГц его максимальная выходная мощность в телеграфном режиме при напряжении источника питания +50 В и
сопротивлении нагрузки 50 Ом — около 90 Вт, в диапазоне 28 МГц — около 80 Вт. Пиковая выходная мощность в режиме усиления однополосных сигналов при уровне интермодуляционных искажений менее —36
дБ составляет около 80 и 70 Вт соответственно. При хорошо подобранных транзисторах усилителя уровень второй гармоники менее — 36 дБ, третьей — менее — 30 дБ в режиме линейного усиления и менее —
20 дБ в режиме максимальной мощности.

Усилитель собран по двухтактной схеме на мощных полевых транзисторах VT1, VT2. Трансформатор типа длинной линии Т1 обеспечивает переход от несимметричного источника возбуждения к симметричному
входу двухтактного каскада. Резисторы R3, R4 позволяют согласовать входное сопротивление каскада с 50-омной коаксиальной линией при КСВ не более 1,5 в диапазоне 1,8 —30 МГц. Их низкое
сопротивление обеспечивает очень хорошую устойчивость усилителя к самовозбуждению. Для установки начального смещения, соответствующего работе транзисторов в режиме В, служит цепь Rl, R2, R5.
Диоды VD1, VD2 и VD3, VD4 совместно с конденсатором С7 образуют пиковый детектор цепи ALC и защиты транзисторов от перенапряжений в стоковой цепи. Порог срабатывания этой цепи определяется в
основном напряжением стабилизации стабилитрона VD9 и близок к 98 В. Диоды VD5—VD8 служат для «мгновенной» защиты стоковой цепи от перенапряжений. Трансформатор типа длинной линии Т3 обеспечивает
переход от симметричного выхода усилителя к несимметричной нагрузке. Чтобы облегчить требования к широкополосности этого трансформатора и ослабить возможные выбросы напряжения в стоковой цепи,
перед трансформатором включен симметричный ФНЧ C8L1C10,C9L2C11 с частотой среза около 30 МГц.

Монтаж усилителя навесной. Усилитель собран на ребристом радиаторе-теплоотводе из дюралюминия размерами 110х90х45 мм. Ребра
профрезерованы с обеих сторон радиатора, их число — 2х13, толщина каждого 2 мм, высота — 15 мм со стороны установки транзисторов и 20 мм со стороны гаек их крепления. На продольной оси радиатора
на расстоянии по 25 мм от поперечной оси профрезерованы площадки диаметром 30 мм для установки транзисторов, а с обратной стороны — для гаек крепления. Между транзисторами на ребра радиатора
уложена шина «общий провод», вырезанная из листовой меди толщиной 0,5 мм и прикрепленная к основанию радиатора двумя винтами М3, пропущенными между двумя центральными ребрами на расстояниях по 10
мм от его краев. Размеры шины — 90х40 мм. К шине прикреплены монтажные стойки. Катушки L1 и L2 — бескаркасные и намотаны голым медным проводом диаметром 1,5 мм на оправке диаметром 8 мм. При
длине намотки 16 мм они имеют по пять витков. Трансформатор Т1 намотан двумя скрученными проводами ПЭЛ.ШО 0,31 с шагом скрутки около трех скруток на сантиметр на кольцевом магнитопроводе из
феррита М400НН типоразмера К10х6х5 и содержит 2х9 витков. Трансформаторы Т2 и Т3 намотаны на кольцевых магнитопроводах из феррита той же марки типоразмера К32х20х6. Трансформатор Т2 содержит 2х5
витков скрутки из проводов ПЭЛШО 0,8 с шагом две скрутки на сантиметр, Т3—2х8 витков такой скрутки. Конденсаторы Cl — С3 — типа КМ5 или КМ6, С4—С7—КМ4, С8—С11—КТ3.

Налаживание правильно собранного усилителя при исправных деталях сводится к подстройке индуктивностей катушек L1 и L2 по
максимуму отдачи в диапазоне 30 МГц путем сжатия или растяжения витков катушек и к установке начального смещения с помощью резистора R1 по минимуму интермодуляционных искажений в режиме усиления
однополосного сигнала.

Нужно отметить, что уровень искажений и гармоник в значительной степени зависит от точности подбора транзисторов. Если нет
возможности подобрать транзисторы с близкими параметрами, то для каждого транзистора следует сделать отдельные цепи установки начального смещения, а также по минимуму гармоник подобрать один из
резисторов R3 или R4 путем подключения параллельно ему дополнительных.

В режиме линейного усиления в диапазонах 14—28 МГц благодаря наличию ФНЧ C8L1C10, C9L2C11 уровень гармоник на выходе усилителя
не превышает допустимой нормы 50 мВт, и его можно подключать к антенне непосредственно. В диапазонах 1,8—10 МГц усилитель следует подключать к антенне через простейший ФНЧ, аналогичный по схеме
C8L1C10, причем достаточно двух фильтров, одного— для диапазонов 1,8 и 3,5 МГц, другого — для диапазонов 7 и 10 МГц. Емкость обоих конденсаторов первого фильтра — по 2200 пф, второго — по 820 пф,
индуктивность катушки первого — около 1,7 мкГн, второго — около 0,6 мкГн. Катушки удобно изготовить бескаркасными из голого медного провода диаметром 1,5 — 2 мм, намотав на оправке диаметром 20
мм (диаметр катушек около 25 мм). Катушка первого фильтра содержит 11 витков при длине намотки 30 мм, второго — шесть витков при длине намотки 25 мм. Настраивают фильтры растяжением и сжатием
витков катушек по максимуму отдачи в диапазонах 3,5 и 10 МГц. Если усилитель используется в перенапряженном режиме, следует на каждом диапазоне включать отдельные фильтры.

Вход усилителя можно согласовать и с 75-омной коаксиальной линией. Для этого номиналы резисторов R3, R4 берут по 39 Ом.
Мощность, потребляемая от возбудителя, при этом уменьшится в 1,3 раза, но может увеличиться завал усиления на высокочастотных диапазонах. Для выравнивания АЧХ последовательно с конденсаторами С1
и С2 можно включить катушки с экспериментально подобранной индуктивностью, которая должна быть около 0,1—0,2 мкГн.

Усилитель можно непосредственно нагружать и на сопротивление 75 Ом. Благодаря действию петли ALC линейный недонапряженный
режим его работы сохранится, но выходная мощность уменьшится в 1,5 раза.

Усилитель мощности на КП904

   При повторении усилителя мощности UY5DJ (1) выяснилось, что наиболее критичный узел, снижающий надежность всего усилителя, — выходной каскад. После экспериментов на различных типах
биполярных транзисторов пришлось перейти к полевым.

   За основу был взят выходной каскад широкополосного усилителя UT5TA (2). Схема показана на рис.1. новые детали выделены утолщенными линиями. Небольшое количество деталей позволило
смонтировать каскад на печатной плате и радиаторе от UY5DJ на месте деталей и транзисторов усилителя UY5DJ. Ток покоя транзисторов — 100…200 мА.

Литература:

  1. Скрыпник В. Усилитель мощности KB трансивера.- Радио, N12, 1988,с.20-23. 

  2. Андрющенко Б. Широкополосный усилитель мощности. — Радио, N12, 1984, с.18-19. 

  3. Кобзев В. Универсальное согласующее устройство. — Радио,  N9,1975 , с.37.

Если Вам понравилась страница — поделитесь с друзьями:

prograham.jimdo.com

Транзисторный усилитель мощности — HamRadio Радио это простое и увлекательное занятие

Транзисторный усилитель мощности (ШПУ) отработана и мало чем отличается в различных промышленных конструкциях, что говорит о практическом отсутствии «белых пятен» в данной области радио конструирования. И все же радиолюбители довольно редко применяют самодельные конструкции на мощности более 30-40 Вт. Это, конечно, связано с дефицитностью качественных мощных транзисторов для линейного усиления ВЧ сигнала в диапазоне 1-30 Мгц.

Возможно и то, что основной способ настройки любительской техники – «метод научного тыка» для таких конструкций не подходит, поэтому сегодня более популярны ламповые усилители. Неоднократное применение различных типов транзисторов в ШПУ трансиверов показало их явные преимущества в сравнении с ламповыми на такие же мощности (речь, конечно, идет о Рвых.< 200 Вт). При изготовлении и эксплуатации транзисторного усилителя нужно учитывать определенные особенности, которые не возникают либо менее выражены в ламповом. Вот некоторые из них:

1.Нужно использовать транзисторы, специально разработанные для линейного усиления на частотах 1,5-30 МГц.

  1. Выходная мощность двухтактного ШПУ не должна превышать максимального значения мощности применяемых транзисторов, хотя они и выдерживают перегрузки. Например, в военной технике этот показатель не превышает 25-50% от максимального значения.
  2. Хотя бы один раз заглянуть в справочник и внимательно ознакомиться с параметрами используемого транзистора.
  3. Нельзя превышать ни один из предельно допустимых параметров.
  4. Во время предварительной настройки следует использовать безындукционную нагрузку в виде эквивалента сопротивлением 50-75 Ом соответствующей мощности, но ни в коем случае не электролампочку, как это многие делают при настройке лампового усилителя.
  5. Наконец-то, напрячься и сделать раз и навсегда качественный КСВ-метр в одной коробке с коммутатором антенн и фильтром TVI с обязательным отключением антенн в нерабочем состоянии. Тем самым Вы избавите себя от нервных стрессов при общении с соседями – любителями сверхдальнего телевизионного приема на комнатную антенну и спешного поиска резиновых перчаток для откручивания разъема антенны с началом каждой грозы.
  6. Если Вы заражены «стрелочной болезнью» или любите «держать микрофон» пока из него не закапает «конденсат» – не нужно экономить на размерах корпуса и радиатора. Аксиома -«надежный усилитель – это большой усилитель».

В противном случае обязательно введение дополнительного обдува.

  1. Не нужно браться за постройку такого усилителя, если смутно представляете себе разницу между трансформаторами типа «бинокль» и с «объемным витком». В этом случае лучше приобрести готовую конструкцию (в чем Вам может помочь автор статьи) или импровизировать с лампами.

Транзисторный усилитель мощности, предлагаемый в данной статье, работает в любом участке КВ диапазона, согласующее устройство позволяет использовать антенны с сопротивлением 50 Ом и более (рис. ).

Мощность раскачки не превышает 1 Вт. Максимальная выходная мощность определяется типом применяемых транзисторов, для КТ957А – до 250 Вт. Коэффициент усиления по мощности до 25 дБ на низкочастотных диапазонах. Входное сопротивление 50 Ом. Уровень гармоник на выходе не более 55 дБ.

Максимальный ток потребления до 18-19 А. В связи с тем, что на радиостанции использовалась одна антенна на все диапазоны (треугольник периметром 160 м) было решено ввести в усилитель согласующее устройство с КСВ-метром. Габаритные размеры усилителя определялись размерами используемого трансивера (RA3AO) и составляют 160x200x300 мм. В эти габариты не удалось «уложить» источник +24 В, который выполнен в отдельном корпусе. Для того, чтобы усилитель не перегревался в летнее время, введен принудительный обдув радиатора. В итоге получилась довольно удачная конструкция небольших габаритов, которая может использоваться при работе с возбудителем небольшой мощности, это могут быть трансивер на базе Р399А, трансиверы «Роса», RA3AO с пониженной выходной мощностью и т.д. Аналогичную конструкцию используют RK6LB, UR5HRQ, a RU6MS уже несколько лет эксплуатирует выходной каскад на КТ956А с Р399А.

Сигнал с трансивера поступает на трансформатор Т1 (рис.),

это обычный «бинокль», который понижает входное сопротивление и обеспечивает два одинаковых противофазных сигнала на входе драйвера VT1, VT2. Цепочки C4R2 и C5R3 служат для формирования амплитудно-частотной характеристики с подъемом в высокочастотной области. Смещение подается отдельно на каждый транзистор с источника +12В (ТХ). В качестве VT1, VT2 нужно использовать транзисторы, которые служат для линейного усиления ВЧ сигнала. Наиболее подходящие и недорогие КТ921 и КТ955. Если есть возможность подобрать пару, тогда цепи смещения можно объединить. Резисторы отрицательной обратной связи в цепи эмиттеров улучшают устойчивость и линейность работы каскада.

«Фильтр-дырку» C10R10 можно заменить на несколько обычных блокировочных конденсаторов разного номинала (например 1000 пф; 0,01 мк; 0,1 мк), включенных параллельно. Элементы C14, C18, R11 …R14 формируют требуемую АЧХ выходного каскада. Резисторы R15, R18 служат для предотвращения пробоя эмиттерного перехода при обратной полуволне управляющего напряжения. Их можно рассчитать по формуле R = (βmin/(6,28*frp*C3) для других типов транзисторов. Трансформатор Т2 («бинокль») согласовывает относительно высокое выходное сопротивление первого каскада с более низким сопротивлением входных цепей оконечного.

Трансформатор ТЗ обеспечивает подачу питания на VT4, VT5 и симметрирует форму напряжения на коллекторах транзисторов с целью снижения уровня четных гармоник. Дополнительно с помощью контура, образованного обмоткой II и конденсатором С19, реализуется подъем АЧХ усилителя в области 24…30 МГц.

Выходной трансформатор Т4 согласовывает низкое сопротивление выходного каскада с сопротивлением нагрузки 50 Ом. Резистор R21 рассеиваемой мощностью не менее 2 Вт (его можно набрать из нескольких) имеет условное обозначение – «защита от дурака». Наличие этого резистора имеет решающее значение в случае отсутствия какой-либо нагрузки для усилителя. В такой момент вся выходная мощность будет рассеиваться на этом резисторе и от него пойдет «дух горелой краски» – вывод нерадивому пользователю – «горим!». Транзисторы такую экзекуцию выдерживают – по данным завода-изготовителя степень рассогласования нагрузки при Рвых=70 Вт для одного транзистора в течение 1 с – 30:1. В нашем случае имеем 10:1, поэтому можно предположить, что за 3 секунды с транзисторами ничего не произойдет. Как показали эксперименты и многолетний опыт применения такой «защиты», транзисторы ни разу не выходили из строя от перегрузки по выходу.

Даже после прямого попадания молнии в антенну одного из пользователей такой техники вышел из строя только один транзистор, а резистор R21 рассыпался на мелкие кусочки. Реле К1 коммутирует антенну в режимах прием/передача (RX/TX). Желательно применять новое надежное герметизированное реле с малым временем срабатывания. Включение К1 происходит напряжением +12В (ТХ) через транзисторный ключ VT6. Цепь смещения VT4,VT5 объединена, т.к. была возможность подобрать пары этих транзисторов, в противном случае цепи смещения лучше выполнить раздельно, как это сделано, например, в [1]. Для температурной стабилизации тока покоя желательно обеспечить тепловой контакт хотя бы одного из диодов VD1 ,VD3 с ближайшим транзистором.

С выхода усилителя сигнал подается на КСВ-метр (рис.). Схема таких устройств (рис.) неоднократно описывалась в литературе.

Следует лишь отметить, что в качестве сердечника Т1 можно использовать практически любое ферритовое кольцо независимо от проницаемости. С увеличением проницаемости уменьшаем количество витков обмотки II. Подстроечные конденсаторы С1 и С8 должны выдерживать напряжение не менее 120 В и не изменять свои параметры при нагреве.

Узел ФНЧ (АЗ) (рис.4) состоит из шести фильтров нижних частот 5-го порядка, которые переключаются с помощью реле РЭС34 или РЭС10. Их входные и выходные нагрузочные сопротивления 50 Ом. Данные этих фильтров приведены в табл.1, они немного отличаются от расчетных. Это связано с тем, что усилитель слегка расстраивает фильтры и пришлось дополнительно подбирать элементы при максимальной выходной мощности. Это довольно рискованное мероприятие, но другой реальной методики как учесть, просчитать и компенсировать влияние усилителя на ФНЧ в рабочем режиме автору не известно. Фильтры переключаются подачей питающего напряжения на реле с «галетника» SB2 (рис.1).

Отфильтрованный сигнал подается на согласующее устройство (рис.), состоящее из катушек L1,L2 и емкостей С9,С10. При такой схеме включения элементов возможно согласование с нагрузкой >50 Ом. Это полностью соответствовало поставленной задаче – согласовать с рамкой периметром 160 м. Входное сопротивление такой антенны не было меньше 70 Ом ни на одном из диапазонов. Если потребуется согласование с нагрузками ниже 50 Ом, нужно ввести еще один галетный переключатель, который позволит менять конфигурацию устройства. Или хотя бы переключатель конденсатора С10 с выхода устройства на его вход. Очень сложно подобрать вариометр подходящих размеров для такой конструкции, да к тому же с возможностью изменения индуктивности в пределах 0…1 мкГн.

Шаровые вариометры не подходят, т.к. редко изменяют индуктивность на малых пределах, катушки с «бегунком» имеют большие габариты. Поэтому применен простейший вариант – бескаркасная катушка, свернутая в кольцо и своими выводами припаянная на контактные лепестки обычного керамического галетного переключателя на 11 положений. Отводы у катушек сделаны по-разному для того, чтобы более точно подобрать общую индуктивность согласующего устройства. Например, у L1 от 1, 3, 5, 7, 9, 13, 17, 21, 25, 30 витков, а у L2 от 2, 4, 6, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32 витков. Такой дискретности будет достаточно, чтобы точно подобрать требуемую индуктивность.

Например, в антенных тюнерах трансиверов TS-50 и TS-940 фирмы Kenwood используются катушки с семью отводами. Если сопротивление антенны не превысит 360…400 Ом, можно оставить одну катушку на 40…44 витка. Зазор между пластинами С10 должен быть не менее 0,5 мм, подойдут конденсаторы от старых ламповых радиоприемников. Для работы на 160 м, а иногда и на 80 м подключается дополнительный конденсатор С9.

При изготовлении усилителя следует обратить внимание на качество деталей и их электрическую прочность. Выводы элементов в ВЧ цепях должны иметь минимальную длину. По возможности, нужно подобрать пары транзисторов, хотя бы по простейшей методике.

Например, транзисторам задают одинаковые смещения на базе, измеряют коллекторные токи (по крайней мере при трех различных значениях напряжений смещения) и по более близким токам коллекторов отбирают пары транзисторов. Т.к. транзисторы мощные, нужно проводить измерения, задавая токи коллектора ориентировочно 20…50 мА, 200..          .400 мА и 0,9…1,3 А, а напряжение на коллектор подавать близкое к рабочему, хотя бы 18…22 В. Транзисторам при больших токах потребуется временный теплоотвод или измерения нужно проводить быстро, т.к. при прогреве растет крутизна транзистора. Конденсаторы лучше применять керамические, проверенные в аппаратуре, электролитические конденсаторы – танталовые.

Дроссели в базовых цепях можно использовать типов ДМ, ДПМ с минимальным внутренним сопротивлением, чтобы не создавалось на них дополнительное автосмещение, т.е. расчитанные на большой ток (для драйвера не менее 0,4 А, для выходных транзисторов не менее 1,2 А). Еще лучше намотать их на ферритовых кольцах диаметром 7. ..10 мм проницаемостью 600. ..2000, достаточно будет 5… 10 витков провода диаметром 0,4…0,7 мм. «Бинокли» изготавливались по «упрощенной технологии», т.е. внутри столбиков из ферритовых колец протягивается виток посеребряной оплетки от коаксиального кабеля, а уже внутри этой оплетки располагается провод вторичной обмотки в термостойкой изоляции. Каких-либо отличий в работе таких трансформаторов от «биноклей» с медными трубками замечено не было.

Немного сложнее подобрать качественный феррит для ТЗ. В аналогичных усилителях промышленного изготовления отечественного и зарубежного производства рекомендуемая проницаемость феррита для таких трансформаторов 100…125НН. В одном из усилителей авторского изготовления была попытка применить кольцо 125НН диаметром 22 мм, но такой трансформатор имел паразитный резонанс около 4 МГц, что резко ухудшило параметры усилителя на диапазоне 80 метров. Не было «проколов» с ферритами проницаемостью 400… 1000.

 

Более качественные параметры трансформатор имеет при его намотке скруткой из тонких проводов. Например, в промышленном УМ на КТ956А этот трансформатор намотан скруткой из 16 проводов ПЭВ-0,31, разделенных на 2 группы из 8 проводов. При выборе транзисторов для такого усилителя в первую очередь нужно обратить внимание, для каких целей предназначены эти транзисторы.

Не будет проблем с TVI при максимальной мощности, если применить транзисторы, предназначенные для линейного усиления сигнала в диапазоне 1 …30 МГц – это КТ921,927, 944, 950, 951,955, 956, 957, 980 и т.д. Такие приборы позволяют получать максимально возможную мощность без ухудшения надежности и с минимальной нелинейностью. Для таких транзисторов нормируется коэффициент комбинационных составляющих третьего и пятого порядков и далеко не каждая лампа может соперничать с ними по этим показателям.

Применение КТ930, 931,970 и им подобных в таком усилителе не имеет смысла. Чтобы не загружать читателя излишней информацией по поводу тех или иных транзисторов, нужно только отметить, что транзисторы, предназначенные для частот выше 60 МГц, как правило, изготавливаются по иной технологии и работают в классе С, усиливая частотно-модулированный сигнал. При использовании таких транзисторов на частотах ниже 30 МГц они склонны к возбуждению, не позволяют получать максимальной мощности из-за резкого снижения надежности и повышенных TVI. Более или менее сносно работают только КТ971А, да и то при пониженной мощности.

НАСТРОЙКА усилителя сводится к выставлению токов покоя – по 300…400 мА на VT1 , VT2 и по 150…200 мА на VT4,VT5. Эта процедура выполняется при помощи R1, R4, которые могут быть в пределах 390 Ом…2 кОм и R5 (680 Ом…10 кОм). Если не удается получить требуемых токов, можно добавить по одному диоду последовательно с VD2, VD4, и VD1, VD3.

Нагружаем усилитель на эквивалент, подсоединив его параллельно R21 при отключенных ФНЧ и подав на вход 0,5 Вэфф частотой 29 МГц, контролируем ламповым вольтметром ВЧ напряжение на эквиваленте и потребляемый ток. По отсутствию возбуждения убеждаемся в правильности подключения выводов витка связи в ТЗ. Подбором С19 устанавливается максимальный коэффициент усиления на 29 МГц. Включив параллельно резисторам в эмиттерах VT1, VT2 конденсаторы емкостью 1200…3300 пФ, можно еще немного поднять усиление на высокочастотных диапазонах. Затем проверяем отсутствие паразитных возбуждений, плавно увеличивая напряжение на входе усилителя, при этом выходное напряжение на эквиваленте должно расти так же плавно и без резких скачков. Мощность возбуждения не следует увеличивать более 1 Вт (7 Вэфф).

Правильное соотношение витков в трансформаторах при предполагаемой максимальной мощности проверяют, подсоединив ФНЧ и переключив нагрузку к выходу фильтров. Заметив значения выходного напряжения и потребляемого тока на диапазонах 28, 14, 3,5 МГц, изменяют на один виток II обмотку Т4. Нужно оставить такое количество витков, когда будут минимальные показания измерителя тока при максимальных или тех же значениях выходного напряжения. Как правило, изначально можно намотать 3 витка, а в процессе настройки уменьшить на виток. Аналогичную процедуру проводим с Т1 и Т2.

Для компенсации неравномерности усиления, которая обычно наблюдается на разных диапазонах, возможно потребуется дополнительный подбор C4,R2,C5,R3,R11,…R14,C14,C18. Если транзисторы предварительно не подбирались, желательно подкорректировать токи покоя по максимальному подавлению четных гармоник, уровень которых контролируют анализатором спектра или приемником.

ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА (рис.) выполнена из двухстороннего стеклотекстолита толщиной не менее 1,2 мм при помощи острого ножа, металлической линейки и резака для нарезания контактных «пятачков».

Снизу платы некоторые «пятачки» соединены между собой или печатными дорожками, или монтажным проводом (показано пунктиром на рис.5). Для упрощения обозначены только основные радиоэлементы. Общую земляную шину «верха и низа» платы следует соединить пропаянными перемычками в нескольких точках по всему периметру платы. Плата установлена на металлических стойках на радиаторе размером 200×160 мм с ребрами высотой 25 мм. Под транзисторы в плате просверлены отверстия, а для лучшего теплового контакта посадочные места под транзисторы в радиаторе профрезерованы и смазаны теплопроводящей краской.

ФНЧ, выполненные по данным приведенным в таблице 1, в настройке практически не нуждаются.

Конденсаторы должны выдерживать реактивную мощность не менее 200 Вар. Можно использовать КСО или КМ размером не менее 10×10 мм. Допускается параллельное включение конденсаторов меньшей мощности. Катушки диапазонов выше 10 МГц намотаны с шагом, равным диаметру провода, на низкочастотные – виток к витку. Для переключения ФНЧ можно использовать реле или галетный переключатель. Во втором случае элементы фильтров нужно расположить так, чтобы исключить «пролезание» сигнала через соседние, т.к. их входы/выходы в этом случае остаются незаземленными.

Схему согласующего устройства можно изменить или ввести дополнительный переключатель для коммутации различных вариантов включения элементов. Это зависит от конструкции используемых антенн. Необходимо обязательно обеспечить возможность изменения индуктивности в малых пределах, в противном случае могут возникнуть проблемы при настройке согласующего устройства на высокочастотных диапазонах.

Вентилятор М1 для обдува радиатора – от блока питания компьютера. Все блокировочные конденсаторы – керамические, хорошего качества, с выводами минимальной длины. Электролитичекие конденсаторы – типов К53, К52. Диод VD1 имеет тепловой контакт с VT5.

Стабилизатор напряжения 24…27 В должен быть с ограничением максимального потребляемого тока. Можно рекомендовать схему, которая применяется на протяжении последних лет в трансиверах с транзисторными выходными каскадами и зарекомендовала себя как «надежная и простейшая» (рис.).

Это обычный параметрический стабилизатор с защитой от КЗ и перегрузки по току. Для получения требуемого тока применено параллельное включение двух мощных составных транзисторов с выравнивающими резисторами в цепи эмиттеров.

Регулировка выходного напряжения осуществляется резистором R6, а установка тока, при котором срабатывает защита, – R4 (чем выше его сопротивление, тем меньше ток). R5 служит для надежного запуска стабилизатора. В момент, когда выходной каскад не работает и ток потребления источника +24 В равен нулю, напряжение на выходе стабилизатора может повышаться до входного уровня. Чтобы этого не произошло, включен нагрузочный резистор R7, номинал которого зависит от утечки VT2, VT3 и R5. Собранный стабилизатор следует нагрузить на мощное проволочное сопротивление и выставить ток, при котором срабатывает защита. Достоинство этой схемы еще и в том, что регулирующие транзисторы крепятся к шасси (радиатору) без изолирующих теплопроводящих прокладок. При покупке КТ827А обязательна проверка транзисторов на утечку, т.к. очень много попадается брака.

Транзисторный усилитель мощности намоточные данные.

Согласующее устройство (рис.1). L1, L2 – бескаркасные, диаметр провода 1 …1,2 мм, диаметр оправки 16…18 мм, по 35 витков с отводами. С10 – от старых ламповых радиоприемников, зазор не менее 0,5 мм.

Усилитель мощности, А1 Т1 – «бинокль» (два столбика из 4-х тороидальных сердечников каждый, 1000…2000 НМ, К7). I – два витка, провод МПО-0,2; II – 1 виток, провод МПО-0,2.

Т2 – «бинокль» (два столбика из 5-ти сердечников каждый, 1000НМ, К7). 1 – 2 витка по 2 провода МПО-0,2, с отводом от точки соединения конца 1-го провода с началом 2-го; II – 1 виток оплетки коаксиального кабеля диаметром 3…5 мм (желательно посеребренной), или медная трубка. Обмотка I располагается внутри обмотки II, при этом ее оплетка должна плотно облегать витки первой обмотки.

ТЗ – один тороидальный сердечник, 100…600НМ, К16…18. I – 6 витков из 12 скрученных проводов ПЭВ 0,27…0,31, разделенных на 2 группы из 6-ти проводов, с отводом от точки соединения концов проводов первой группы с началом второй. II -1 виток провода МПО-0,2.

Т4 – «бинокль» (два столбика из 7-ми тороидальных сердечников каждый, 400…1000НН, К14…16. I – виток оплетки от коаксиального кабеля диаметром 5…9 мм или медная трубка. II – 2 витка из скрученных 4…5-ти проводов МПО-0,2. Обмотка II – внутри I.
L3 – один тороидальный сердечник, 1000НМ, К10…12, 5 витков провода ПЭВ 0,4…0,5 мм.
L6 – два тороидальных сердечника, 400…1000НМ, К10…12, 8 витков провода ПЭВ 0,9…1,2 мм или скрутки из 5…7 проводов ПЭВ 0,4…0,5 мм.
L1, L2, L4, L5 – стандартные дроссели типа ДМ, L4, L5 индуктивностью 10…15 мкГн на ток не менее 0,4 А.

КСВ-метр, А2

Т1 – тороидальный сердечник 20…50ВЧ, К16…20. I – отрезок коаксиального кабеля, оплетка которого служит электростатическим экраном и заземляется только с одной стороны. II – 15…20 витков ПЭВ 0,2…0,4 мм.

varikap.ru

5 — ваттный усилитель мощности на диапазон 1,8…54 МГц — Усилители мощности ВЧ

Zack Lau, KH6CP/1. Оригинал статьи опубликован в журнале QEX, May 1992, pp.7,8

Вам необходим простой и стабильный усилитель для многодиапазонного QRP передатчика? Этот усилитель был не только оптимизирован по стабильности работы с помощью компьютерной программы Touchstone, но и выдержал подключение к нему в процессе работы различного рода не согласованных (высокоомных) нагрузок, так, например, РА использовался для снятия характеристик фильтров при выходной мощности 5 Вт. Усиление двухкаскадного РА в пределах любительских диапазонов составляет 28…30 дБ и имеет небольшой подъём в пару дБ на частотах вблизи 37 МГц. Для простоты и неприхотливости РА, в качестве оконечного его транзистора был выбран MRF137 фирмы Motorola. С MRF138 усилитель, возможно, будет более линеен, но по этому транзистору у меня очень мало информации, чтобы быть полностью в нём уверенным. Некоторых радиолюбителей отталкивает повышенная стоимость этих транзисторов, но, как говорится: “скупой платит дважды”- дешёвые транзисторы имеют обыкновение часто “вылетать”. Усилитель с полевыми транзисторами даёт на выходе “чистый” SSB сигнал, сравнимый по интермодуляционным продуктам высоких порядков с обычными усилителями на биполярных транзисторах. Например, худшее значение уровня интермодуляционных продуктов для диапазонов 3,5, 7, 14 и 28 МГц составляет — 38 дБ на 28 МГц, причём, продукты пятого порядка имеют уровень -61 дБ по отношению к РЕР. Усилитель имеет выходную мощность 5 Вт РЕР при токе 0,5 А (напряжение питания 28 В).

Наверное, самым большим недостатком является своеобразное питание полевых транзисторов – они “любят” высокое напряжение и, действительно, хорошо, при этом, работают. MRF137 — не исключение. Я питал MRF137 напряжением 28,2 В при токе покоя 0,55 А. Ток увеличивался до 0,6 А при выходной мощности 4,6 Вт на 28 МГц. На драйвер подавалось обычное, в таких случаях, напряжение питания 12 В.

Входной каскад усилителя (Рис. 1а) выполнен на биполярном транзисторе 2N5109 с обратной связью, настроенной так, чтобы скомпенсировать усиление MRF137. Последовательная цепь, состоящая из резистора сопротивлением 470 Ом и конденсатора ёмкостью 12 пФ, установлена между коллектором и общим проводом для обеспечения стабильности усилителя на всех его рабочих частотах. MRF137 на 54 МГц уже снижает собственное усиление на несколько дБ, однако, эту разницу компенсирует усилитель на биполярном транзисторе. Обратные потери по входу лучше, чем 18 дБ в диапазоне частот 1,4…29,9 МГц, но ухудшаются до 12 дБ на частоте 50 МГц. КСВ по входу с высокоомными нагрузками не проверялся.

Каскад оконечного усилителя мощности “собственной персоной” показан на Рис. 1 б и представляет собой прекрасный усилительный блок с усилением в 16 дБ и неравномерностью усиления менее 0,5 дБ в диапазоне частот 1…32 МГц. Трансформатор на передающей линии, включенный по входу усилителя позволяет улучшить обратные потери и КСВ, которые составляют, соответственно, более 18 дБ и 1,3 : 1 в диапазоне частот 1…50 МГц. Я думаю, что подключение на выходе усилителя другого трансформатора на передающей линии, позволит создать более мощный РА с меньшим усилением на тот же частотный диапазон, такая вариация, правда, не испытывалась.

Под усилитель использовалась простейшая плата, какую я мог только придумать. На куске фольгированного с двух сторон стеклотекстолита я вырезал две дорожки под выводы затвора и стока, затем, обернул плату по краям медной фольговой лентой и припаял её для надёжности “заземления” (экранировки).

Рис. 1а. Маломощный усилитель, разработанный для компенсации спада АЧХ

усилителя мощности на MRF137. Схема принципиальная электрическая.

Q1 – 2N5109, 2,5-ваттный транзистор с креплением на радиатор, граничная

частота Ft = 1200 МГц.

Т1 – 15 витков двойным проводом #28 на кольцевом сердечнике FT-37-43.

После сверления отверстий под транзистор MRF137, винты его крепления в плате и в прокладке, выполненной из алюминиевой ленты толщиной 0,05 дюйма, я прикрепил прокладку, плату и транзистор к радиатору, с помощью винтов 4-40 (в теле радиатора для этой цели просверлены отверстия и в них нарезана соответствующая резьба). Стандартный метод, “прижатый” к общему проводу, был использован для монтажа и других деталей. Усилитель на транзисторе 2N5109 смонтирован на своей собственной заземляющей площадке, и ещё: если в одном каскаде РЧ усилителя “задрано” усиление, то такой усилитель работает менее стабильно (т. е., усиление между каскадами следует распределять более равномерно).

Три таких усилителя были построены Mike’oм Gruber’oм, WA1SVF для использования в лаборатории. Он заметил, что сопротивление резистора R8 для получения необходимого смещения для получения тока 0,5 А должно быть изменено с 4,7 кОм на 1 кОм. Дополнительно: используемые Mike’ом транзисторы MRF137 имели большее пороговое напряжение затвора (напряжение смещения необходимое для открывания транзистора), но это не повлияло на параметры усилителя.

Рис. 1б. Усилитель мощности на МОП (TMOS)-транзисторе с выходной мощностью 5

Вт. Схема принципиальная электрическая.

L1 – 26 витков эмалированного (обмоточного) провода #26 на кольце Т-44-2,

индуктивность – 3,9 мкГн.

Q2 – транзистор MRF137.

R9 – потенциометр (подстроечный резистор) сопротивлением 10 кОм

поворотного типа для установки напряжения смещения транзистора.

RFC1 – 21 виток обмоточного провода #26 на кольце FR-37-67.

Т2 – 4 витка 25-омным коаксиальным кабелем на кольце FT-50-43. 25-омный

кабель образован двумя отрезками 50-омного кабеля уложенного

параллельно. В прототипе использовался кабель RG-196/U.

U1 — 78LO5 – интегральный 5-вольтовый стабилизатор.

Свободный перевод с английского: Виктор Беседин (UA9LAQ) [email protected]
г. Тюмень январь, 2003 г


Поделитесь записью в своих социальных сетях!


При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!

ra1ohx.ru

Линейный широкополосный усилитель мощности. — Усилители мощности ВЧ


Усилитель предназначен для работы в диапазоне 1,8 — 30 МГц на нагрузку сопротивлением 75 Ом и развивает выходную мощность около 10 Вт. Он очень прост в настройке и, как правило, начинает работать сразу при соблюдении элементарных правил монтажа ВЧ цепей. Тем не менее для получения высоких параметров необходимо стремиться емкости монтажа сделать минимальными (особенно базовые цепи выходных транзисторов). Усилитель имеет очень «мягкую» телеграфную манипуляцию. Он предназначен для встраивания в многодиапазонные любительские трансиверы и обладает следующими параметрами:

АЧХ линейна в диапазоне до 21 МГц и имеет спад -3 дБ на 30 Мгц,
максимальная выходная мощность в диапазоне 2 — 21 МГц — 10 Вт,
максимальная выходная мощность в диапазоне 21 — 30 МГц — 6 Вт,
уровень интермодуляционных искажений (измерялся на 1,8 МГц):
при Pвых=10 Вт — -43 дБ,
при Pвых=5 Вт — -52 дБ,
уровень гармоник — не более -30 дБ (без подбора транзисторов,
при максимальной выходной мощности, с подбором — порядка -34 дБ),
уровень третьей гармоники — не более -70 дБ,
потребляемый ток от источников:
12 В: 100 — 135 мА,
25 В: 80 мА,
50 В: 50 — 400 мА (при сопротивлении нагрузки 75 Ом)

Схема питается от трех стабилизаторов напряжения — 12, 25 и 50 В. Возможная схема стабилизатора
на 25 и 50 В приведена на рис.2. Он собран по стандартной схеме на двух микросхемах КР124ЕН12.

Puc.2

Усилитель малочувствителен к сопротивлению нагрузки, которое может меняться в широких пределах, но при сопротивлении менее 70 Ом нужно ограничивать выходную мощность во избежание теплового или токового пробоя выходных транзисторов.

Ещё одно достоинство подобной схемы усилителя — надежная и простая защита на диодах VD5 и VD6.

Настройка:
Резисторами R26 и R25 устанавливается длительность фронта и спада телеграфной посылки соответственно. Возможно придется подобрать также конденсатор C22 (обязательно танталовый).
R5 уравнивается АЧХ,
R17 — ток покоя VT4,
R12 — оптимальная глубина ООС.
Ток покоя VT5 и VT6 устанавливается подбором диодов VD1 — VD4 и их количеством в параллельном включении.

При отсутствии необходимости работы CW элементы R24 — R27, C19 — C22, VD8, VD9, VT7 и SA1 можно исключить.

В схеме можно использовать следующие детали:
VT1 — КТ368, КТ399,
VT2 — КТ603, КТ610, КТ608,
VT3 — КТ606,
VT4 — КТ606,
VT5 — КТ904,КТ922А
VT6 — КТ914, (на частотах до 14 МГц можно КТ933)
VT7 — КТ3107,BC212,
VD1 — VD4 — Д223 или подобные,
VD5 — VD6 — КД106,
VD7 — VD9 — КД522 или подобные,
Т1 — наилучшие результаты получены с ферритовыми чашками 2000НН (без зазора !) с D=22 мм и H=13 мм, обмотки мотаются двумя слегка скрученными проводами ПЭЛ или ПЭЛШО D=0,51 мм и содержат 13 — 18 витков (до заполнения).
Конденсатор C18 желательно составить из нескольких конденсаторов (напр. 0,33, 0,1 мкФ и 2200 пФ).

P.S. Схему повторяли более десятка радиолюбителей (в т.ч. я — RA4UEL — работает более двух месяцев и очень ей доволен)

Вопросы можете задавать автору через Алексея Назарова [email protected]

М.В. Росланов (UA4UDF), г. Саранск


Поделитесь записью в своих социальных сетях!


При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!

ra1ohx.ru

200 Ваттный усилитель мощности на транзисторах — Усилители мощности ВЧ

Схему этого усилителя совсем не давно прислал мне HA0LU. Он недавно его собрал и проводит его испытание, но уже мог мне рассказать о многих положительных результатах. Из них можно отметить следующих. Схема простая и для раскачки требуется QRP мощность, около 6 – 8 Ватт. HA0LU раскачал от базовой станции «Эфир – М» и на 50 Ом нагрузке получил 200 Ватт на выходе. Коммутация прием – передача осуществляется ВЧ VОХ – ом. В схеме усилителя предусмотрена многократная защита транзистора VT4. Устройство защиты надежно защищает транзисторов от высокой КСВ, перегрев и перенапряжения на стоке транзистора. Усилитель был опробован на двух диапазонах, 160 м и 80 м. Граничная частота данного типа транзистора позволило бы работу на 40 м – вом диапазоне, но там пока не было опробовано. Естественно, если применить транзисторов с более высокой граничной частотой, так можно добиться к работе на всех РЛ диапазонах. В таком варианте схема не меняется, за исключением диапазонных ФНЧ. Их нужно подобрать на каждый диапазон соответственно.

Схему можно рассмотреть на рисунке 1. Сам усилитель представляет собой однокаскадный широкополосный усилитель собранный из шести параллельно включенных мощных полевых транзисторов VT4 (2SK2769) с общим истоком. Режим работы усилителя класс AB, и это позволяет работу как в CW так и в SSB. На выходе усилителя включен ФНЧ (С21 – C26; L1 – L4) для согласования выхода усилителя с 50 Омнной нагрузкой в диапазоне 160 и 80 м.

Для защиты от высокого уровня КСВ на выходе ФНЧ включен КСВ метр. Он выполняет две функции. При передаче меряет выходную мощность с помощью откалиброванного стрелочного индикатора 100 Мка. Калибровка прибора устанавливается подстроечным резистором R19. Вторая функция КСВ метра подавать сигнал на защитно — отключающее устройство. Выпрямленный диодом VD18 сигнал через фильтр C27; R17; C28 и дроссель Ft2, поступает на катод стабилитрона VD7. Этот диод ограничивает уровень напряжения при слишком высоких уровнях напряжения. При увеличении КСВ на резисторах R4; R5 падение напряжения увеличивается. Через подстроечный потенциометр напряжение подается на управляющий электрод тиристора Т1. При достижении порога открывания тиристора он откроется и подключает базу транзистора VT2 к «минусу» питания. Транзистор закрывается и ВЧ VОХ переключится в режим приема. При срабатывании защиты светит красный светодиод. Возвратить схему в исходное положение можно кратковременным нажатием на кнопку S3. Порог срабатывания защиты устанавливается потенциометром R5. Измерительная головка КСВ метра может быть любой конструкции из описанных в различных литературах, с расчетом на ВЧ мощности до 200 Ватт.

Работа ВЧ VOX очень просто. При переключении базовой станции на передачу, на диодах VD1 и VD2, включенные по схеме удвоения напряжения появится, ВЧ напряжение. Через фильтр образующий цепочкой C2; R1; C3 выпрямленное напряжение поступает на базу составного транзистора. Транзистор при этом откроется, реле К1 срабатывает и своими контактами коммутирует ВЧ сигнал на входе и на выходе усилителя. В место указанной на схеме транзистора, (2SC5694) можно использовать схему составного транзистора собранного из двух транзисторов. Такие схемы можно найти в различных источниках литературы.

При работе УМ можно вводить три разных режимов работы. Режим работы можно выбрать с помощью переключателя S1, ручка привода которого выведена на передний панель усилителя.

Рассмотрим отдельно каждого режима:

1. Режим QRP. При этом переключатель S1 отключает реле К1 ВЧ VOX и ВЧ сигнал от базовой станции через нормально замкнутые контакты реле поступает без усиления через ФНЧ на антенну.

2. Режим средней мощности. При этом ВЧ VOX работает, сигнал раскачки на затвор транзистора VT4 поступает через поглощающий резистор R9, развязывающий конденсатор С17 и резистор R10-1.

3. Режим максимальная мощность. В этом режиме ВЧ VOX работает, сигнал раскачки на затвор транзистора поступает через конденсатор С17 и резистор R10-1.

Для защиты транзисторов VT4 от перегрев в схеме приято общеизвестный способ. Диоды VD10 – VD12 приклеены к корпусу одного из транзисторов или к радиатору который служит теплоотводом для транзисторов. При нагревании на диодах падает уровень напряжения, что вызовет падение напряжения на эмиттере транзистора VT3. Таким способом уровень напряжения на затворах транзисторов регулируется в зависимости от их уровня нагревании, что вызовет автоматическую регулировку тока покоя. Большую роль играет в защите транзисторов стабилитрон VD14. При перекачке или по какой то другой причине на затворах транзисторов этот диод не дает больше допустимого уровня поднять напряжение. Кроме того без этого стабилитрона если происходит пробой одного транзистора и на затворах транзисторов появляется напряжение стока (+80В), то неизбежно пробились бы все транзисторы.

Еще нужно обратить внимание на диоды VD15 – VD17, которые не допускают поднять уровень напряжения на стоках транзисторов к опасной степени. Дело в том, что при плохой согласовании антенны, несмотря на защиту от высокого уровня КСВ на стоках транзисторов может возникнуть, хотя бы кратковременно перенапряжение, опасное для них.

Для питания УМ требуется серозный блок питания обеспечивающий напряжение +80В на выходе при токе нагрузки около 3А. Сетевой трансформатор должен иметь мощность не меньше 300 Вар. Можно питать усилитель от 50 В напряжения. В таком случае на выходе усилителя можно получить 100 Ватт. Выходную мощность можно увеличить и высшее 200 Ватт, с поднятием уровня питающего напряжения, но в таком случае уже нужно параллельно включить больше количество транзисторов.

Фото усилителя:

73! de UT1DA

источник — http://ut1da.narod.ru


Поделитесь записью в своих социальных сетях!


При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!

ra1ohx.ru

Усилитель мощности переносного трансивера — Усилители мощности ВЧ

При конструировании малогабаритного, переносного трансивера не маловажное значение имеет его потребляемый от источника питания ток и, как результат, ограниченная выходная мощность. Как известно, лишняя выходная мощность никого не обременяет, однако таскать за собой тяжёлый свинцовый аккумулятор не всегда приятно, а вот работая на стоянке из автомобиля и разрядить его аккумулятор, увлёкшись QSO, вполне реально. На основе моего опыта работы в полевых условиях QRP мощностью, а так же 100 Вт, я пришёл к определённым заключениям, которыми хочу поделиться с вами.

Вообще получается замкнутый круг: используя простую антенну – необходима максимальная выходная мощность передатчика, такая мощность требует соответствующего источника питания. Для малой (экономичной) выходной мощности, устраивающей по весу применяемых аккумуляторов — необходима направленная антенна, либо остаётся довольствоваться ближними радиосвязями и т.д. Поэтому возникает естественный вопрос: «В чём проиграть выиграв?»

Суть моего решения такова:
максимально потребляемый ток при передаче должен быть не более 3А. Сейчас без проблем можно приобрести герметичный аккумулятор компьютерных UPS 12V 12(7)А.
при 20Ваттах выходной мощности и использовании простых, полноразмерных, настроенных, диапазонных антенн типа «вертикальный вибратор» и «In.V» этой мощности вполне достаточно для успешной работы в режиме SSB с корреспондентами стран СНГ, а режим CW позволит проводить связи с DX.

Преимущество режима PSK для мобильной радиостанции — вообще трудно переоценить. Именно это обстоятельство заставило меня разработать для малогабаритного трансивера широкополосный, линейный усилитель мощности.

Схема представляет собой три широкополосных усилительных каскада на отечественных 12-вольтовых транзисторах. Каскад на VT1, за счёт включения транзистора по схеме ОБ, обеспечивает низкое входное сопротивление и устойчивое усиление.

Оконечный каскад на VT3 для обеспечения линейного усиления выполнен с температурной коррекцией рабочей точки диодом VD1. Цепочка из диода VD2 и стабилитрона VD3 предохраняет от пробоя коллекторный переход из-за превышения на нём напряжения при случайных антеннах. Барьерная ёмкость p-n перехода VD2, включенная последовательно, уменьшает шунтирование коллектора VT3 на высоких частотах.

Для реализации поставленной задачи применять двухтактный выходной каскад, на мой взгляд, не оправдано по причине использования передатчика в полевых условиях, а так же с трудностями покаскадного согласования и подбором транзисторной пары, что в значительной степени усложняет задачу. Безусловно, включение на 50-омном выходе усилителя фильтра нижних частот в нужной степени решит проблему подавления побочного излучения.

Применение согласующего устройства (антенного тюнера), при работе только на одном диапазоне или на отдельную антенну, совсем не обязательно, если КСВ антенны соответствует норме.

Неравномерность усиления в полосе частот, как у всех широкополосных устройств имеет место быть и выглядит у этого усилителя, как выходная мощность по частотам:
0,7мГц — 10Вт
1мГц — 15Вт
1,8мГц — 18Вт
3мГц — 20Вт
7мГц — 22Вт
10мГц — 22Вт
14мГц — 20Вт
18мГц — 19Вт
20мГц — 18Вт
24мГц — 15Вт
27мГц — 13Вт
29мГц — 12Вт
35мГц — 10Вт

Если применить систему электронного поддержания уровня выходной мощности (ALC), то можно выровнять амплитудно-частотную характеристику усилителя. При этом дополнительно обеспечивается защита выходного каскада от пиковых уровней входного сигнала.

Приведённая ниже схема регулирования состоит их двух узлов:
датчик сигнала регулирования, располагается непосредственно на выходе усилителя и подключается после ФНЧ;
регулирующий транзистор, располагается возле транзистора КТ610 усилителя и соединяется с узлом-датчиком экранированным проводом.

Регулировкой переменным резистором R2 устанавливается ограничение выходной мощности до уровня минимального его значения на АЧХ (обычно на высокой частоте). Таким образом выходная мощность никогда не превысит уровня установленного ALC номинала.

Тем не менее, даже без узла ALC надёжность усилителя испытывалась жестоко: короткое замыкание и обрыв нагрузки при напряжении питания от 10 до15Вольт, несколько суток оставлялся включённым с ВЧ генератором и т.п. Отказов – нет.

От конструкции одинаковых широкополосных трансформаторов T2 и T3 зависят частотно-усилительные свойства схемы выше 20мГц. Обмотки этих ШПТ выполнены из коаксиального серебряного монтажного кабеля диаметром 2мм, в количестве — 2 витка, наматываются на ферритовых «биноклях» от «усов» настольной ТВ антенны. Оплётка и центральная жила соединяются последовательно, как отвод схемы.

Трансформатор T1 на ферритовом ВЧ кольце диаметром 10мм, содержит 8 витков намотанных в два, предварительно слегка скрученных, провода марки ПЭВ-0,35. Дроссель L2 в схеме усилителя должен пропускать ток до 3А.

Диод VD1 в схеме усилителя располагается (прижимается, приклеивается) для теплового контакта непосредственно на радиаторе VT3. В качестве его подойдёт любой кремниевый выпрямительный диод в пластмассовом корпусе с напряжением 0,71В. На транзистор VT1 навинчивается радиатор в виде гайки.

Транзисторы VT2, VT3 вворачиваются в общий радиатор, а выводы распаиваются непосредственно на печатную плату через отверстия по размеру корпуса транзисторов, т.к. печатная плата расположена непосредственно над ними.

Настройка схемы широкополосного усилителя мощности не требуется.

Линейность такого усилителя сравнивалась с блоком-платой двухтактного усилителя промышленной радиостанции «Ангара» путём подачи на вход испытательного АМ сигнала от ГСС и просмотром линейности усиленного осциллографом на эквиваленте нагрузки. Линейность самодельного — однозначно выше.

Практическое использование усилителя в эфире, за счёт небольшого потребления тока от источника питания, позволяет коммутировать RX/TX по питанию всю схему целиком. При работе PSK с ноутбука на 20-метровом диапазоне и антенне вертикал 6,3м, установленной на земле возле озера «Боровое», при полной мощности 20Вт на выходе, отвечали все кого видно, при этом проблем с излучаемым сигналом корреспондентами не отмечалось.

Борис Попов (UN7CI) [email protected]
г. Петропавловск, Казахстан


Поделитесь записью в своих социальных сетях!


При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!

ra1ohx.ru

Усилитель мощности для работы QRP на НЧ диапазонах — Усилители мощности ВЧ

Усилитель мощности разрабатывался специально для работы QRP на НЧ диапазонах. Выходная мощность на нагрузке 50 Ом — 10 Вт. Благодаря введенной отрицательной обратной связи (ООС), его амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) равномерна до 21 МГц, а на частоте 30 МГц отмечается спад -3 дБ. Особенностью схемы является отсутствие согласующих трансформаторов между каскадами. Оптимальное сопротивление нагрузки (RH) — 50 … 150 Ом. Меньшие значения RH приводят к нарушению теплового режима выходных транзисторов. При выходной мощности 10 Вт коэффициент интермодуляционных искажений -43 дБ, при 5 Вт -52 дБ. Чувствительность усилителя 50 мВ, и его можно порекомендовать для совместного использования с такими известными конструкциями как «одноплатный тракт», «Радио-76» и т.п.

Принципиальная схема усилителя приведена на рис.1, а на рис.2 приводится схема блока питания.

рис.1

Входное напряжение усиливается транзистором VT1. Последовательно соединенные R6, С2 в цепи обратной связи выравнивают АЧХ входного каскада. Транзисторы VT2 и VT3 — эмиттерные повторители — согласуют входной усилитель с низким входным сопротивлением оконечного каскада. На транзисторе VT4 собран промежуточный усилитель, работающий в классе «А». Диодами VD1 … VD4 задается начальный ток выходного каскада на транзисторах VT5 и VT6.

Оконечный каскад имеет низкое выходное сопротивление, поэтому для согласования с нагрузкой установлен ВЧ трансформатор с коэффициентом трансформации 1 : 2 по напряжению. Диоды VD5 и VD6 предназначены для защиты выходных транзисторов от перенапряжения. Оконечный усилитель охвачен цепью ООС, состоящей из С15, R12 и R11. Глубина ООС примерно 10 дБ.

Для нормальной работы усилителя мощности очень важно, чтобы напряжение питания VT4 было ровно в два раза меньше питающего напряжения (Uпит) транзисторов выходного каскада VT5, VT6.

Переключение режима «прием-передача» осуществляется за счет коммутации питающего напряжения входного каскада VT1, VT2 и смещения на транзисторе VT4. В этой схеме легко реализуется телеграфная манипуляция. Она выполнена на транзисторе VT7.

В режиме SSB транзистор VT7 открыт, и на входной каскад подается напряжение питания +12В. В режиме CW VT7 открывается только при нажатии телеграфного ключа. Передний фронт телеграфной посылки задается (определяется) цепочкой R26, С22, а задний — С22, R25.

Сборка усилителя может быть выполнена навесным монтажом «в линеечку» или на печатной плате из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита, одна из сторон которого используется в качестве экрана (со стороны установки элементов). Необходимо следить за тем, чтобы монтажная емкость базовых цепей транзисторов VT3, VT5 и VT6 была минимальной. Транзисторы VT3, VT4. VT5 и VT6 устанавливаются на общем радиаторе.

Настройка усилителя сводится, прежде всего, к проверке и установке режимов по постоянному току. Сначала подключается источник +12В и +12В ТХ. Подбором R2 устанавливается напряжение +6В на коллекторе транзистора VT1. При исправных транзисторах VT2 и VT3 напряжение на эмиттере VT3 будет +4,6В. Затем подключается источник +25В и подбором резистора R17 устанавливается ток покоя транзистора VT4 в пределах 70 … 80 мА. Только после проведенных установок подается напряжение +50В, и подбором типа и числа диодов VD1 … VD4 устанавливается ток покоя выходных транзисторов VT5 и VT6 40 — 60 мА.

При подаче входного сигнала ток выходных транзисторов возрастает до 300 — 400 мА. ВЧ напряжение на нагрузке 75 Ом на частоте 1,9 МГц составляет не менее 28 Вэфф. На схеме (рис.1) приводятся уровни ВЧ напряжения на отдельных элементах схемы.

Блок питания усилителя мощности (рис.2) собран на интегральных микросхемах КРЕН12. Выходное напряжение подстраивается резисторами R3, R4.

Рис.2 Блок питания QRP усилителя

Недостающие элементы могут быть заменены на VT 1 — КТ325, КТ399, КТ316 и т.п.
VT2 — КТ610, КТ630, КТ608,
VT3-KT610,
VT4 — КТ904,
VT5- КТ922,
VT6 — KT933.
Диоды VD1… VD4 — любые кремневые.

Конденсатор С18 составляется из нескольких керамических конденсаторов разной емкости.

Трансформатор Т1 намотан двойным скрученным проводом ПЭВ-2 — 0,51 на ферритовом тороидальном сердечнике 600НН КЗ 2х16х6 мм. Шаг скрутки — один виток на 2см. Содержит 10 … 15 витков. Замечено, что намотка трансформатора на ферритовой чашке улучшает АЧХ усилителя.
Усилитель имеет хорошую повторяемость и обладает высокой надежностью при эксплуатации.

М.Росланов, UA4UDF
Радио-Дизайн N 3-98


Поделитесь записью в своих социальных сетях!


При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!

ra1ohx.ru