Усилитель мощности KB трансивера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / ВЧ усилители мощности

 Комментарии к статье

Описываемое устройство позволяет линейно усиливать мощность в диапазоне частот от 1,83 до 29,7 МГц. Его входное и выходное сопротивления - около 50 Ом. Максимальный уровень входного сигнала - 150 мВ (эффективное значение). При его испытании двухчастотным методом мощность на частоте 14,1 МГц в пике огибающей на нагрузке сопротивлением 50 Ом достигала 75 Вт, а уровень взаимной модуляции не превышал 30 дБ. При этом оконечный каскад потреблял от источника напряжения 27 В ток 5 А. КПД оконечного каскада при работе телеграфом и мощности в нагрузке 40 Вт равен 40 %. Принципиальная схема усилителя показана на рис. 1.

Радиочастотный сигнал с трансивера или передатчика через конденсатор С1 и открытый диод VD2 поступает на базу транзистора VT2, на котором выполнен входной усилительный каскад. Отрицательная частотно-зависимая обратная связь в эмиттерной цепи влияет на коэффициент усиления на частоте 22...24 МГц. В цепь коллектора транзистора включен широкополосный трансформатор Т1. На резисторах R7-R9 собран входной аттенюатор. На транзисторе VT3 выполнен предоконечный каскад, работающий в режиме класса АВ. Напряжение смещения задается диодом VD3. Ток покоя устанавливают подстроечным резистором R16.

Для термостабилизации режима работы каскада диод VD3 имеет тепловой контакт с транзистором VT3. С повышением температуры уменьшаются прямое сопротивление диода и напряжение на нем. При этом уменьшается ток покоя транзистора VT3. Резисторы R19, R20 образуют цепь отрицательной обратной связи, повышающую линейность АЧХ и устойчивость работы каскада. При необходимости АЧХ можно скорректировать элементами С9, R18. Оконечный каскад собран по двухтактной схеме на транзисторах VT4, VT5. Трансформаторы Т2 и Т4 согласуют сопротивления соответственно входа и выхода усилителя. Питание на коллекторы обоих транзисторов подано через обмотки II, III трансформатора Т3. Корректирующие цепи C14C15R24R25R26 и C16C17R27R28R29 уменьшают коэффициент усиления в области низких частот, a C12R23 и С20 совместно с обмоткой 1 трансформатора Т3 поднимают АЧХ вблизи верхней границы рабочего диапазона частот.

(нажмите для увеличения)

Для стабилизации тока покоя транзисторов оконечного каскада используется параметрический стабилизатор на диоде VD4 и коллекторном переходе транзистора VT7, работающий на прямой ветви вольт-амперной характеристики. Эмиттерный повторитель на транзисторе VT6 усиливает выходной ток стабилизатора. Транзистор VT7, укрепленный на, теплоотводе между транзисторами VT4, VT5, выполняет функции датчика температуры. В нормальных условиях на элементах VD4 и VT7 суммарно падает напряжение примерно до 1,3 В. По мере разогрева теплоотвода напряжение смещения оконечных транзисторов уменьшается, что препятствует росту тока покоя транзисторов VT4 и VT5. Коллекторный ток оконечных транзисторов можно контролировать по падению напряжения на резисторе R33. Для этого между точками 6 и 7 необходимо включить микроамперметр (это может быть и прибор, применяющийся в S-метре трансивера) с током полного отклонения стрелки 100 мкА. Каскад на транзисторе VT1 выполняет функции электронного ключа, управляющего входным аттенюатором. Если точка 3 не соединена с общим проводом, то открыт диод VD2 и через него и резисторы R1, R4, R8, R9 протекает ток. При этом транзистор VT1 находится в режиме насыщения. Диод VD1 закрыт, и аттенюатор оказывается отключенным. Если точку 3 соединить с общим проводом, то транзистор закроется. Напряжение на его коллекторе возрастет до 6 В- Диод VD1 при этом откроется и подключит входной аттенюатор, а VD2 закроется. В этом режиме выходная мощность усилителя - около 5 Вт.

Описанный способ снижения мощности не влияет на режим каскадов и гарантирует высокую линейность АЧХ при работе QRP. Кстати, его можно использовать и для аварийного уменьшения мощности при возрастании КСВ в фидере антенны. Для этого на выходе передающего тракта необходимо установить датчик отраженной волны с пороговым устройством, выход которого подключают к точке 3. Предоконечный и оконечный каскады усилителя питают от источника, обеспечивающего ток не менее 5 А при напряжении 27 В. Для питания входного усилителя и цепей смещения нужен источник напряжения 12 В с выходным током не менее 120 мА. Для фильтрации гармоник на выходе усилителя применяют ФНЧ (рис. 2).

Рис.2

Коммутировать звенья фильтра при переходе с одного диапазона на другой можно как галетным переключателем, так и реле (например, РПА12, РПС2/7, РЭС47). Усилитель собран на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита (рис.3). Расположение деталей показано на рис.4. В устройстве применены постоянные резисторы МЛТ-0,25, МЛТ-0,5 (R30, R31). Резистор R33 изготавливают из подходящего отрезка нихромовой проволоки от спирали электроплитки. Подстроечные резисторы R16, R21, R34 - СПЗ-19А. Подойдут также СПЗ-27А, СПЗ-38А. Конденсаторы С13, С21, С24 - К50-6, К50-16, остальные - К10-7В или КМ. Диоды КД409А заменимы на КД407А или, в крайнем случае, на КД522Б. Транзистор VT1 - КТ315 с любым буквенным индексом, VT2 - КТ610А или КТ606А. В предоконечном каскаде можно использовать КТ922Б, в оконечном - КТ931А. КТ956А и другие с выходной мощностью не менее 70 Вт. Трансформатор Т1 выполнен на кольце (типоразмер К12Х6Х4,5) из феррита 1000НН. Обмотки содержат по 10 витков, их наматывают одновременно двумя свитыми между собой проводниками ПЭВ-2 0,31. Шаг скрутки - 10 мм. Такие же кольца используют в трансформаторах Т2 и Т4 (рис. 5).

Рис.5

В Т4 по пять колец 3 надеты на две латунные трубки 2 длиной 27 мм с наружным диаметром 6 и внутренним 4 мм. Трубки с кольцами вставлены в отверстия щек 1, 4 из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5... 2 мм. Концы трубок развальцованы и пропаяны. На одной из щек фольга электрически соединяет концы трубок, а на другой она образует две площадки. Таким образом трубки вместе с токопроводящей дорожкой на щеке образуют объемный виток, который подключают к коллекторам транзисторов VT4 и VT5. Выходная обмотка содержит два витка. гибкого изолированного провода 5 сечением 6,75 мм2, протянутого внутри трубок. Аналогично устроен и трансформатор Т2, только в нем на каждой трубке (их длина 18 мм) размещено по три кольца. К базовым цепям транзисторов VT4, VT5 подключены концы трубок, а к конденсатору С11 и общему проводу - концы обмотки, содержащей два витка изолированного провода сечением 0,35 мм2.

Трансформатор Т3 изготовлен на кольцевом (типоразмер К20Х10Х6) магнитопроводе из феррита 1000НН. 10 витков двух свитых между собой проводников ПЭВ-2 0,8 (шаг скрутки 10 мм) образуют обмотки II и III. Обмотка 1 представляет виток из монтажного провода сечением 0,12 мм , продетого через отверстие в магиитопроводе. Транзисторы VT3-VT5, VT7 размещены на теплоотводах. Диод VD3, установленный вблизи транзистора VT3, для лучшего теплового контакта смазан небольшим количеством теплопроводящей пасты КПТ-8.

Данные элементов ФНЧ приведены в таблице. Его катушки на диапазоны 14, 21 и 28 МГц намотаны виток к витку проводом ПЭВ-2 диаметром 1 мм, на остальные - 1,2 мм. Налаживание усилителя начинают с проверки режимов транзисторов. Подстроечным резистором R16 устанавливают ток покоя транзистора VT3 равным 40 мА. Резистором R21 добиваются, чтобы ток покоя оконечного усилителя был 100 мА. Затем точку 3 печатной платы соединяют с общим проводом. К входу усилителя подключают генератор, а к выходу - ФНЧ с нагрузкой сопротивлением 50 Ом. Подав сигнал частотой 29 МГц уровнем 50 мВ, контролируют напряжение на нагрузке. После этого меняют местами концы обмотки 1 трансформатора Т3 и повторяют предыдущую операцию.

В дальнейшем используют включение, при котором уровень выходного сигнала больше. Далее подбирают конденсатор С20, добиваясь максимума выходного напряжения. Затем нужно проверить мощность в остальных любительских диапазонах. Если ни в одном из них усилитель не самовозбуждается, снимают перемычку между точкой 3 и общим проводом и вновь контролируют мощность в каждом диапазоне. При окончательной проверке усилителя на вход с генератора подают амплитудно-модулироаанный сигнал и контролируют на нагрузке осциллографом форму огибающей. Она не должна иметь видимых искажений при всех уровнях мощности. Используя двухчастотный генератор [1], ступенчатый аттенюатор [2], анализатор спектра [3, 4], можно измерить уровень продуктов взаимной модуляции и относительное значение внеполосных составляющих. Если речь идет об усилителе мощности с возбуждением от генератора, то это будут только гармоники основной частоты. В случае испытания готового трансивера в спектре, кроме гармоник, будут присутствовать сигналы гетеродинов и их гармоники, а также множество составляющих, возникших при преобразовании сигналов. В любом случае они не должны превышать -40 дБ.

Литература

1. Скрыпник В. Двухчастотный генератор. - Радио, 1985, №8, с. 22-23.
2. Скрыпник В. Ступвенчатый аттенюатор. - Радио, 1984, №5, с. 21.
3. Степанов В., Шульгин Г. Анализатор спектра передатчика. - Радио, 1983, №9, с. 17-21.
4. Скрыпник В. Анализатор спектра. - Радио, 1986, №7, с. 41-43.

Автор: В.Скрыпник (UY5DJ), г.Харьков; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела ВЧ усилители мощности.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Как муравьи борются с заторами на дорогах 09.10.2009 Энтомолог Дирк Хельбинг из Дрездена (Германия) моделировал на муравьях процесс образования автомобильных пробок. Он поставил недалеко от муравейника кормушку с сахарным сиропом, а затем проложил от нее к муравейнику несколько дорожек, процарапав их палкой на наземном слое опавших листьев и хвои. Муравьи через несколько часов обнаружили самую короткую дорогу, и на ней чуть не возник затор. Он бы и возник, но внезапно появились "дорожные полицейские", которые своими телами перекрыли доступ на переполненное "шоссе". И муравьи, жаждущие сахара, вынуждены были пойти "в объезд" по менее удобным дорогам. Тогда блок с короткой дороги сняли, и нормальное движение восстановилось.

Другие интересные новости:

▪ Сверхскоростные SD-карты Verbatim

▪ Новый химический элемент, обладающий магнитными свойствами

▪ Семейство легких ультрабуков-трансформеров NEC LaVie Hybrid Zero

▪ Платформа Maxim hSensor для разработки носимых электронных устройств

▪ Си бемоль черной дыры

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микроконтроллеры. Подборка статей

▪ статья Жалкий лепет оправданья. Крылатое выражение

▪ статья Описаны ли дальнейшие приключения Робинзона Крузо? Подробный ответ

▪ статья Осокорь. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Малогабаритные бытовые светильники с люминесцентными лампами. Особенности эксплуатации и ремонта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой импульсный блок питания, 220/15 вольт 1 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026