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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Беспроводная зарядка для электромобилей Toyota 11.12.2013 Toyota Motor Corporation заключила соглашение с компанией WiTricity Corporation, занимающейся производством индукционных зарядных устройств. Особенность бизнес-модели компании WiTricity состоит в том, что она продает не готовые изделия, а лицензии для их разработки. Благодаря сотрудничеству Toyota получит доступ к технологиям WiTricity Corporation. Конечная цель - оснащение системами беспроводной зарядки аккумуляторов, как полностью электрических, так и гибридных автомобилей Toyota. Зарядные устройства, созданные по патентам WiTricity, используют классический эффект электромагнитной индукции, который подразумевает взаимодействие двух катушек с током. При этом одна из катушек встроена в передатчик, подключенный к электрической сети (он может лежать, к примеру, на полу гаража), а вторая катушка располагается внутри автомобиля. Аккумуляторная батарея начинает заряжаться автоматически после парковки автомобиля над передатчиком. Применительно к легковым автомобилям технология позволяет заряжать "пустой" аккумулятор за 4 часа, передавая при этом от 3,3 до 6 кВт энергии. Этот показатель может достигать 25 кВт для более габаритного транспорта. Разработчики сообщают, что на беспроводную зарядку необходимо примерно столько же времени, сколько на обычную зарядку от электросети. На сегодняшний день не уточняется, в каких именно моделях автомобилей Toyota будет задействована технология WiTricity. В августе 2013 г. японский автопроизводитель заявлял о планах использования в "зеленой" линейке Prius возможности беспроводной зарядки. В тот раз речь шла о модели Toyota Prius Plug-In образца 2014 г. выпуска. По данным аналитиков из IHS Automotive, на сегодняшний день число станций экспресс-зарядки CHAdeMO во всем мире - более 2445, что примерно вдвое больше, чем годом ранее. Технологию CHAdeMO поддерживают более 57 тысяч электромобилей (включая модели Mitsubishi i-MiEv, Nissan Leaf и Honda Fit EV), составляющие порядка 80% рынка автотранспорта без ДВС. Стоимость установки одной зарядной станции CHAdeMO лежит в диапазоне 20-30 тыс. долл. Такая станция дает возможность заряжать аккумуляторы примерно за 20 мин., хотя, конечно, это все равно намного дольше, если сравнивать со временем заправки бензином на обычной АЗС. Tesla Motors работает над более быстрым методом "перезарядки". Компания оснащает свои автомобили аккумуляторными батареями, которые можно заменить после разрядки на специализированных станциях. Такая замена батареи требует всего 10 мин.

Другие интересные новости:

▪ Передовые SSD-накопители от Intel

▪ Откуда взялись голубые глаза

▪ Внешние 2 ТБ HDD Buffalo HD-PCFU3-C

▪ Нарушить работу HDD можно звуком обычных динамиков

▪ Новые технологии для коммутируемых сетей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Истории из жизни радиолюбителей. Подборка статей

▪ статья Мы не рабы, рабы не мы. Крылатое выражение

▪ статья Какое животное может осуществлять процесс фотосинтеза? Подробный ответ

▪ статья Английские единицы измерения. Советы туристу

▪ статья Заземляющие устройства. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Чудо-столик. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026