САЙТ ХАРЬКОВСКИХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ

УМ на четырех RD100HHF. до 400 ватт

Alex — Fri, 16 Apr 2021 17:17:33 GMT

УМ на четырех RD100HHF.

Усилитель отдает в нагрузку 50 Ом 400 ватт при входной мощности 10 ватт, при этом IMD усилителя не хуже 30 dB.

Габариты УМ - 125 х 260 х 300 мм. (В-Ш-Д).

Вес - 5 кг.

В состав УМ входят:

1. Блок питания - S600-13,5-45.
2. Модернизированный УМ SG-400.
3. Антенное автоматическое СУ.

Схема в прикреплениях:

Усилитель мощности (UR3LMZ).

Alex — Fri, 09 Nov 2018 12:24:43 GMT

Усилитель мощности разработан с использованием схемотехнических решений трансивера SW-2013 и т.д. автором которого является Александр Шатун (UR3LMZ).
Сборка и настройка:

Настройка собранного без ошибок УМ проста и заключается в установке тока покоя транзисторов выходного каскада и сопряжения (регулировке) усиления тракта ПЧ основной платы в составе TRX "RadioN". Перед первым включением УМ нужно убрать перемычку J1, поставить подстроечные сопротивления R19,R20 в положение минимума (отмечено на плате), и через амперметр запитать от источника питания +13,5…+14 В (желательно, на всякий случай, с установленной защитой от перегрузки на уровне 3,5…4 А). Нагружаем выход УМ (непосредственно или через подключённую плату ФНЧ, скоммутированную на диапазон 80 м!) эквивалентом нагрузки мощностью рассеяния не менее 10 Вт. Подав на плату напряжение +9V TX плавной регулировкой R19 выставляем ток покоя верхнего транзистора VT6 на уровне 250 мА, с учётом тока потребления реле К1 порядка 12-16 мА, амперметр должен показать 260-265 мА, затем плавной регулировкой R20 выставляем ток покоя нижнего транзистора VT7 на уровне 250 мА, амперметр должен показать уже суммарный ток покоя выходного каскада (обоих транзисторов), т.е. 510-515 мА. Подключив миллиамперметр к разъёму J1 можно проконтролировать суммарный ток покоя предоконечного каскада VT4,VT5. Ставим джампер-перемычку J1 на место.
На вход УМ подключаем источник сигнала частотой 3,6 МГц (выход ТХ платы ПДФ или ГСС при автономной настройке). Включаем режим телеграфа и нажав ключ подстроечным резистором R11 основной платы добиваемся выходного напряжения 22,4 Вэфф в нагрузке 50(51) Ом, т.е. номинальной выходной мощности 10 Вт. При наличии ВЧ вольтметра или осциллографа с малоёмкостным щупом можно проконтролировать покаскадное прохождение сигнала, ориентировочные значения которого в контрольных точках показано на принципиальных схемах.
Монтаж УМ выполняется на односторонней печатной плате размерами 110х50 мм с маской и маркировкой. Намоточные данные трансформаторов и катушек индуктивности приведены на принципиальной схеме. Для трансформатора Tr1 отрезаем 3 отрезка по 25 см намоточного провода ПЭВ 0,15-0,25 мм, для трансформатора Tr2 отрезаем 2 отрезка по 20 см намоточного провода ПЭВ 0,15-0,25 мм, для катушек L1,L2 отрезаем по 27 см намоточного провода ПЭВ 0,7-0,8 мм, для трансформатора Tr3 отрезаем по 2 по 50 см намоточного провода ПЭВ 0,7-0,8 мм, для трансформатора Tr4 отрезаем 3 по 35 см намоточного провода ПЭВ 0,7-0,8 мм.

Транзисторный усилитель мощности для диапазона 144 и 430 МГц

Alex — Tue, 04 Oct 2016 13:00:42 GMT

Транзисторный усилитель мощности для диапазона 144 и 430 МГц

автор: Николаи МЯСНИКОВ ( UA3DJG )

В статье приведено описание усилителей на диапазоны 144 и 430 МГц, максимальной выходной мощностью 80 и 50 Вт соответственно. Следует звметить, что данные значения выходных мощностей превышают допустимые по "Инструкции о порядке регистрации и эксплуатации любительских радиостанций" значения. Перед постройкой такого усилителя необходимо получить разрешение местного ГРЧЦ на эксперименты при повышенной мощности.

Предлагаемые усилители мощности выполнены на сдвоенном транзисторе VT7, VT8 типа 2Т985АС (КТ985АС), построены по практически одинаковым схемам (рис. 1). На схеме номиналы элементов, показанные без скобок, соответствуют диапазону 144 МГц, в скобках — 430 МГц. Если указан только один номинал, то он используется в обоих вариантах, а при отсутствии того или иного номинала данный элемент на данном диапазоне отсутствует вовсе.

Усилители дополнены полезным сервисом — светодиодным индикатором выходной мощности и схемой высокочастотного VOX (разработка YU1AW). На рис. 2 приведен внешний вид усилителя диапазона 430 МГц.
Из всех опробованных автором схем VOX, данная обеспечивает наибольшее быстродействие на срабатывание, что оберегает от неприятностей при переключении контактов антенного реле. Действительно, если взглянуть на схему VOX, в ней практически отсутствуют емкости в цепи формирования сигнала "+Т". Электролитический конденсатор С38 обеспечивает задержку на отпускание VOX. Его величину подбирают такой, чтобы время отпускания VOX усилителя примерно соответствовало времени переключения режимов прием-передача, выставленному в базовом трансивере. В авторском варианте, при величине указанной емкости 4,7 мкФ, время задержки VOX равно 0,2 с. При желании схему VOX можно и не использовать, классически соединив цепи коммутации с трансивером. Выключатель SA1 "QRO" позволяет отключать VOX (режим "Обход").

В усилителях применимы любые непроволочные углеродистые резисторы. Подстроечные конденсаторы применены типа КТ4-21, постоянные (до 1000 пФ) — КМ с отпаянными выводами (используемые как безвыводные), а электролитические любые (в авторском варианте К52-1) на напряжение 25 В. Все светодиоды, имеющиеся в усилителе, на напряжение 1,5 В (например, АЛ307).

Катушки индуктивности L1, L2 и L17 имеют 4 (2) витка проводом ПЭВ-0,8 на оправке диаметром 4мм; L3, L4, L15, L16 выполнены тем же проводом и оправке и имеют 2(1) витка. При снятии всех выше перечисленных катушек с оправок необходимо растянуть их так, чтобы расстояние между витками было приблизительно 0,6...1,0 мм. Дроссели L9 — L12 являются отрезками провода ПЭВ-0,47 длиной 25 мм. Катушки L7, L8, ИЗ, L14 — полосковые линии в виде полукруглой скобы из медного (лучше посеребренного) провода диаметром 1,0 мм, длиной 15 (10) мм. Дроссели L5 и L6 типа ДМ. Реле К1 и К2 применены типа РПВ-2/7 (12 В). Также применимы РЭС-34. Разъемы ХР1 и ХР2 — байонетные, типа СР-50.

Сборку производят навесным монтажом на опорных площадках, вырезанных в фольге печатной платы из стеклотекстолита. Расположение элементов ВЧ части — в линейку. Оно повторяет рисунок схемы. Требования к монтажу классические для УКВ конструкций — минимальная длина выводов деталей. Печатная плата устанавливается в корпус-радиатор размерами 50x120x150 мм. Особенно хочется подчеркнуть способ подпайки подстроечных конденсаторов КТ4-21. Выводы последних перед пайкой загибают вверх, практически вдоль корпуса, затем зачищают места изгиба шкуркой и залуживают паяльником. При пайке прижимают конденсатор пинцетом к фольге (площадкам платы) и быстро разогревают паяльником фольгу (предварительно облуженную) вблизи вывода. Таким образом происходит подпайка конденсатора с минимальной длиной выводов. Выпаять такой конденсатор также просто — ухватившись пинцетом за вывод, опять разогреваем фольгу. Реле К1 и К2 установлены непосредственно на разъемах ХР1 иХР2.

Для уменьшения термодрейфа тока коллекторов выходных транзисторов диод VD9 в стабилизаторе можно заменить на транзистор типа КТ814, как показано на рис. 3, и через теплопроводящую мастику установить его поверх КТ985А.

ум увч

Конденсаторы С18, С19, С27 и С28 напаиваются непосредственно на выводы транзисторов VT7 и VT8 на минимально возможном расстоянии от их корпусов.

Следует учесть, что в цепи коллекторов значения ВЧ токов достаточно велики, поэтому применение других элементов, чем указано, не гарантирует стабильную работу (и работу вообще) усилителей. К такому же результату может привести и неправильная процедура настройки с подачей на вход полной мощности. При настройке необходимо соблюдать следующее:

подать питание 13.13,8 В и подбором резистора R18 выставить ток покоя транзисторов (0,1...0,2 А);
плавно увеличивать мощность на входе до срабатывания высокочастотного VOX, этот уровень должен быть 0,5... 1 Вт;
подать на вход мощность 1 Вт, подстроить диэлектрической отверткой последовательно все подстроечные конденсаторы в цепях баз по максимальному току коллекторов;
подстраивать последовательно подстроечные конденсаторы в цепях коллекторов по максимальной выходной мощности;
удваивая мощность на входе, повторить п. 3 и 4;
измерить КСВ по входу, он не должен превышать 1,5, при несоответствии повторить настройку базовых цепей, следя за значением КСВ;
измерить входную и выходную мощности и токи коллекторов, они должны примерно соответствовать приведенным в таблице.
Конденсатор С23 участвует в режимах приема и "Обход" (питание усилителя выключено) и предназначен для компенсации индуктивности выводов реле К1.1 и К2.1. Его применение улучшает сквозной КСВ усилителя. В варианте усилителя на 144 МГц он отсутствует, а на его месте стоит перемычка. Установив на этапе настройки вместо С23 подстроечный конденсатор, можно изменять этот параметр усилителя.

Резистор R1 служит для корректировки калибровки светодиодного индикатора мощности. В схеме (см. рис. 1) приведен номинал данного резистора для диапазона 430 МГц.

При правильной настройке выходной цепи усилителя последовательное прикосновение неоновой лампочкой к "горячим" выводам конденсаторов С18 (С19), С14 (С15), С7, С2, С1 приводит к возрастанию яркости ее свечения, что свидетельствует о трансформации выходного сопротивления в согласующих цепях.

Схема в прикреплених:

УМ на двух IRF520 55 Вт 1.5-30 Мгц

Alex — Tue, 04 Oct 2016 12:52:44 GMT

УМ на двух IRF520 55 Вт 1.5-30 Мгц

АВТОР:Джерси Мрощак SQ7JHM
ИСТОЧНИК:журнал Swiat Radio,№4, 2008г.
Тех. характеристики:
Выходная мощность - 55 ват. на нагрузке 50 оМ.
Вход - 2 ват.
Напряжение питания – 24в.(4А)
Общий ток покоя по шине питания 160-200 мА.

Усилитель построен на двух транзисторах IRF520.
Транзисторную пару необходимо тщательно подобрать по вольт-амперным характеристикам, с точностью не более 10%.
В противном случае необходимо в исток каждого транзистора установить по одному 2-ватному резистору номиналом 0,22 оМ.
Или изменить схему смещения, применив потенциометры для каждого транзистора и с их помощью установить ток стока каждого транзистора не разницей не более 10 %.
Резисторы R1-R3 и R6-R9 – 1вт. Конденсаторы С1,С3,С4,С6-С9,С12,С13 на 150 в.
Трансформатор tr1 выполнен на колце FT82-43 (21×13×6мм.) возможная замена 400-600НН.

Он содержит две обмотки по 11 витков медного провода диаметром 0,55мм. в виниловой изоляции.
Трансформатор tr2 выполнен на двух скленых вместе кольцах FT114-43 (29×19×7,5 мм. возможная замена 400-600НН.
Он содержит две обмотки провода ПЭВ диаметром 1.0 мм. в
Дроссели dl1,dl2 намотаны на сердечниках с проницаемостью 400-600 НН диаметром 8мм проводом ПЭВ 1.0 мм. по 25 витков.

Дроссели dl3,dl4 намотаны на сердечниках с проницаемостью 400-600НН диаметром 5 мм проводом ПЭВ 1.0 мм. по 20 витков.

Катушка L1 выполнена на кольце T68-2 , намотана проводом ПЭВ 0,9мм. и содержит 19 витков.

Схемы в прикреплениях:

УМ-100 ватт на 50 мгц

Alex — Thu, 29 Sep 2016 16:38:02 GMT

Эта схема ВЧ усилителя передатчика (на 50 МГц) имеет 100 Вт выходной мощности. Данный УВЧ использовал с моим FT-736R для DX SSB. Он усиливает сигнал ровно в 10 раз. Устройство прекрасно подходит для автомобильных радиостанций таксистов, работающих в диапазонах 50 и 27 МГц (с перестройкой контуров).
Если вы хотите построить этот радиочастотный усилитель, собирайте его на двухсторонней печатной плате - для увеличения площади заземления. Транзистор 2SC2782 нуждается в приличном радиаторе. Максимальная мощность на выходе - 120W.
Технические характеристики усилителя:

Входная Мощность: 10W
Выходная Мощность: 100W
Рабочая Частота: 50-52MHz
Режим работы: FM - SSB
Рабочее Напряжение: 10-16 В постоянного тока
Рабочий Ток: 10 ампер.

Схемы в прикреплениях:

УСИЛИТЕЛЬ НА 100 ВАТТ на 10-20 метров.

Alex — Thu, 29 Sep 2016 16:20:35 GMT

УСИЛИТЕЛЬ НА 100 ВАТТ на 10-20 метров.

Схема взята с китайского сайта.
Автомобильный модулятор ФМ работает в радиусе 10-20 метров с возможностью передачи стереозвука высокого качества. Но при усилении его выходной мощности, можно получить настоящюю городскую FM радиовещательную станцию. Мы разработали и собрали тестовый образец очень мощного 100 W усилителя для FM-передатчиков 88-108 МГц диапазона.
Схема усилителя на 100 ватт

Рисунок печатной платы УВЧ в прикреплениях:

Усилитель имеет два каскада, используя BLF244 mosfet-транзистор на первом, который требует от 0,5 - 1Вт входной мощности ВЧ, чтобы получить около 20-ти ватт. А в выходном каскаде SD1407, что может раскачать мощность почти до 200 Вт! Эта конструкция более или менее широкополосна, однако мы добавили в схему два конденсатора переменной емкости после каждого каскада, для оптимального согласования выходной мощности. Честно говоря, обычный модулятор от авто не обеспечит даже 0,1 ватт, поэтому желательно усилить сигнал ещё одним каскадом.
Самодельный УВЧ 100 ватт

УСИЛИТЕЛЬ НА 100 ВАТТ схема в прикреплениях:

При изготовлении усилителя, убедитесь в том, что конденсаторы на выходе SD1407, на высокое напряжение, с не менее 200 вольт. Питание усилителя можно изменять, регулируя напряжение смещения. Мы добавили стабилитрон чтоб стабилизировать питание и для защиты транзистора от слишком большого напряжения смещения.

Схемы и рисунок в прикреплениях:

Линейный усилитель мощностью 80 Вт для мобильного SSB-переда

Alex — Sun, 07 Feb 2016 18:04:04 GMT

Усилитель использует для питания источник постоянного тока с напряжением 12,5 В. На вход усилителя мощности, который обеспечивает усиление сигнала 30 дБ по мощности в диапазоне от 3 до 30 МГц, поступает сигнал с задающего каскада. Отрицательная обратная связь способствует коррекции усиления как в предоконечном, так и в выходном каскаде. Выходной каскад выполнен по двухтактной схеме с выходным трансформатором. Низкий импеданс схемы делает топологию и конструкцию усилителя более критичными.
Схема в прикреплениях

Схема линейного УМ на 140 Вт для диапазона 2—3 мгц

Alex — Mon, 20 Jul 2015 08:20:56 GMT

В схеме (прикрепленной), обладающей относительно равномерным усилением во всем диапазоне рабочих частот, которое требуется для усилителя мощности любительского SSB-передатчика, используются два транзистора Q3—Q4 типа MRF454 производства компании Motorola. Диод D2 монтируется с транзисторами Q3 и Q4 на радиатор для того, чтобы поддерживать необходимую рабочую температуру. Несущая частота подключается к схеме с помощью транзисторов Q1 и Q2, которые управляют реле К1.

УМ- 55 ватт.

Alex — Thu, 18 Jun 2015 15:34:41 GMT

Тех. характеристики:
    Выходная мощность - 55 ват. на нагрузке 50 оМ.
    Вход - 2 ват.
    Напряжение питания – 24в.(4А)
    Общий ток покоя по шине питания 160-200 мА.

Усилитель построен на двух транзисторах IRF520.
Транзисторную пару необходимо тщательно подобрать по вольт-амперным характеристикам, с точностью не более 10%.
В противном случае необходимо в исток каждого транзистора установить по одному 2-ватному резистору номиналом 0,22 оМ.
Или изменить схему смещения, применив потенциометры для каждого транзистора и с их помощью установить ток стока каждого транзистора не разницей не более 10 %.

Резисторы R1-R3 и R6-R9 – 1вт. Конденсаторы С1,С3,С4,С6-С9,С12,С13 на 150 в.
Трансформатор tr1 выполнен на колце FT82-43 (21×13×6мм.) возможная замена 400-600НН.

Он содержит две обмотки по 11 витков медного провода диаметром 0,55мм. в виниловой изоляции.
Трансформатор tr2 выполнен на двух скленых вместе кольцах FT114-43 (29×19×7,5 мм. возможная замена 400-600НН.

Он содержит две обмотки провода ПЭВ диаметром 1.0 мм. в

Дроссели dl1,dl2 намотаны на сердечниках с проницаемостью 400-600 НН диаметром 8мм проводом ПЭВ 1.0 мм. по 25 витков.
Дроссели dl3,dl4 намотаны на сердечниках с проницаемостью 400-600НН диаметром 5 мм проводом ПЭВ 1.0 мм. по 20 витков.
Катушка L1 выполнена на кольце T68-2 , намотана проводом ПЭВ 0,9мм. и содержит 19 витков.

Схемы и рисунки в прикреплениях:

УМ для QRP трансивера

Alex — Wed, 23 Jan 2013 11:46:28 GMT

Усилитель предназначен для совместной работы с трансивером малой мощности (до 1 Вт). Его принципиальная схема приведена на рис. 1. Он состоит из двух каскадов усиления и обеспечивает выходную мощность до 50 Вт в полосе частот от 3,5 до 30 МГц.

Первый каскад выполнен на полевом транзисторе с изолированным затвором 2П909А, работающим в недонапряжен-ном режиме. Второй каскад построен на транзисторной сборке КТ9105АС, состоящий из двух кремниевых транзисторов, имеющих небольшие габариты, высокую надежность в работе и низкое напряжение питания.

Особенность этого усилителя - одновременное применение биполярных и полевого транзисторов. Такое сочетание дает улучшение шумовых характеристик и линейности по отношению к использованию только биполярных транзисторов, а в сравнении с применением только полевых транзисторов - улучшение энергетических характеристик усилителя.

Усилитель мощности для qrp трансивера

Второй каскад выполнен по схеме сложения мощностей, которая позволяет снизить нежелательные колебания второго и третьего порядка в спектре сигнала и не особенно чувствительна к рассогласованию нагрузки.

В усилителе хорошо развязаны каскады от взаимного влияния. В сочетании с последовательным включением транзисторов по входу и выходу во втором каскаде при той же колебательной мощности результирующие входное и нагрузочное сопротивления увеличиваются в четыре раза. Для повышения входного и нагрузочного сопротивления усилителя на его входе и выходе включены трансформаторы с симметричным входом и выходом Т2, ТЗ. Для перехода к несимметричным внешним цепям используются трансформаторы T1, T4 с соотношением витков 1:1. Применение широкополосных трансформаторов обеспечивает необходимое согласование и позволяет без механической перестройки работать в полосе частот от 3,5 до 30 МГц. На выходе усилителя включены блоки фильтров нижних частот.

Трансформатор Т1 выполнен на кольцевом (К10х5х3) магнитопроводе из феррита М400НН - М600НН. Его обмотки содержат по 12 витков. Намотку ведут двумя бифилярно скрученными проводами ПЭВ-2 0,3, Трансформатор Т2 изготовлен на ферритовом (М600НН) кольце типоразмера К17х7х6. Обмотка 9-10, намотанная первой, содержит один виток провода МГТФ 12х0,075, остальные - по 4 витка бифилярно скрученных проводов МГТФ 12х0,075. Трансформатор ТЗ выполнена на таком же магнитопроводе, что и Т2. Его обмотки содержат по 3 витка бифилярно скрученных проводов МГТФ 19х0,12. Трансформатор Т4 изготовлен на двух тороидальных магнито-проводов 50ВЧ2 типоразмера К17х7х7. Намотка выполнена четырьмя проводами МГТФ 19x0,12 бифилярно скрученными (по два на обмотку), число витков - 9. Шаг скрутки проводов во всех трансформаторах - 5 мм.

Дроссель L1 - L5 намотаны на тороидальном (К 10х6х3) магнитопроводе из феррита М1000НН. L1 содержит 4 витка провода ПЭВ-2 0,3, L2, L3 (оба на одном кольце) - по 3 витка, - a L4, L5 (также на одном кольце) - по 2 витка провода ПЭВ-2 0,49. Перед намоткой кольца дросселей и трансформаторов обрабатывают надфилем и покрывают нитролаком или клеем БФ. Можно использовать и готовые дроссели: L1 - индуктивностью 15...20 мкГн, L2, L3 - 10 мкГн, L4, L5 - 5 мкГн.

Проводник, соединяющий затвор транзистора VT1 с другими деталями, пропускают через три ферритовых (М1000НН) кольца, внутренний диаметр которого равен диаметру провода. Такие же кольца устанавливают на обоих концах проводника (по три на каждом), идущего от вывода 9 трансформатора Т2 к конденсатору С2. Магнитопроводы закрепляют клеем БФ.

Монтаж усилителя выполняют на плате размерами 110х180 мм из фольгиро-ванного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм. Размеры платы можно уменьшить, если применять современные малогабаритные резисторы и конденсаторы.

Вначале на плату устанавливают трансформаторы, проверяют надежность паек и отсутствие замыканий с общим проводом на плате. После этого размещают на плате транзистор КТ9125АС, а потом все остальные детали. При окончательной сборке проверяют надежность крепления транзисторов, особенно КТ9125АС, к теплоотводу (его устанавливают со стороны платы, свободной от деталей, размеры не менее 150х100 мм).

Налаживание усилителя начинают с проверки токов в контрольных точках и подбору соответствующих резисторов. Токи в каждом каскаде устанавливают при отсутствии входного сигнала. Конденсатор С 16 подбирают по максимуму выходной мощности. При использовании деталей, указанных на схеме, АЧХ усилителя получилась оптимальной для работы в диапазоне 3,5...30 МГц.

Геннадий Осипов (RV3AK), г. Москва

Схема в прикреплениях:

Базовый усилитель мощности для СВ-диапазона

Alex — Tue, 18 Dec 2012 16:10:58 GMT

Базовый усилитель мощности для СВ-диапазона

На сегодняшний день число людей, использующих для личной связи СВ диапазон, непрерывно увеличивается. Для улучшения качественных характеристик (дальность связи, помехоустойчивость, надежность) линии связи в этом диапазоне необходимо применение эффективных антенн и усилителей мощности. Как правило, человек, который приобрел СВ-станцию, становится перед дилеммой: сделать высокоэффективную направленную антенну или обойтись обычной GP и построить (приобрести) усилитель мощности. Несмотря на общеизвестное выражение “лучший усилитель - антенна”, в СВ-диапазоне использование высокоэффективных направленных антенн не получило широкого распространения. Причина заключается в нецелесообразности использования таких антенн для связи. Ведь для личной радиосвязи используется исключительно поверхностное распространение сигнала (связь земной волной), притом ваш корреспондент может находиться на любом азимуте относительно базовой станции. Остается добавить, что на мобильных объектах используются вертикальные штыревые антенны. Из всего вышесказанного следует, что для личной связи больше всего подходит антенна с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости и с вертикальной поляризацией. Поэтому в СВ-диапазоне широкое распространение получили вертикальные вибраторные антенны типа GP, 5/8 X, А/2. Коэффициент усиления таких антенн, непосредственно зависящий от их направленных свойств, невелик и составляет 5,14...8,05 дБи. Применение же направленных антенн оправдано лишь в случаях постоянной радиотрассы, например на линии связи “дом-дача” или “город 1 -город 2” и т.д.

Таким образом, самым простым методом увеличения дальности уверенной радиосвязи является увеличение подводимой к антенне мощности.

В популярной литературе, в том числе и на страницах журнала “Радиолюбитель”, было опубликовано немало различных схем усилителей мощности для СВ-диапазона. Как правило, в этих схемах используются мощные СВЧ-транзисторы, работающие в режиме класса С. Недостатком усилителей, собранных на таких транзисторах, является их высокая цена и неудовлетворительная работа в режиме AM и ОБП (SSB). Также необходимо принимать меры для устранения паразитной генерации на СВЧ (косвенным признаком которой может являться сильный нагрев радиатора, на котором установлен транзистор, или высокий уровень помех при просмотре телевизионных программ). К достоинствам можно отнести высокий коэффициент усиления, позволяющий получить номинальную выходную мощность (50...100 Вт) при подаче на вход мощности 5...10 Вт (такую выходную мощность имеет большинство современных СВ-радиостанций

Базовый усилитель мощности для СВ-диапазона

Рис. 1.в прикреплениях: Схема базового усилителя мощности

На рис. 1 приведена принципиальная электрическая схема базового усилителя мощности. Так как он рассчитан для работы в стационарных условиях, то возможно применение транзисторов с любым номинальным напряжением питания. Усилитель выполнен по классической схеме резонансного усиления и состоит из двух транзисторных каскадов. Используемые в усилителе транзисторы КТ912А позволяют получить выходную мощность порядка 70 Вт в линейном режиме. К их достоинствам можно отнести отсутствие драгметаллов, невысокую стоимость, высокую надежность. Кроме того, на кристалле транзистора имеется диод, который может использоваться в качестве теплочувствительного датчика в цепи базового смещения. Основной недостаток - малый коэффициент усиления на частоте 27 МГц компенсируется схемотехническим решением: применением двух каскадов усиления вместо одного. Необходимая мощность возбуждения при этом будет составлять 1 ...5 Вт.

Применение коммутации режимов “прием” и “передача”, управляемой высокочастотным сигналом, позволяет избавиться от лишних соединительных проводов, тем более не все СВ-радиостанции имеют выход РТТ для коммутации внешнего усилителя.

Рассмотрим подробнее работу усилителя мощности.

При подаче на вход XW1 высокочастотного сигнала (мощностью 1...5 Вт) часть его через делитель напряжения R2, R4 детектируется детектором огибающей, собранным на диоде VD1 КД522. Постоянная составляющая продетектированного сигнала открывает транзистор VT1 КТ817, что приводит к срабатыванию реле К1, КЗ, коммутирующих вход и выход усилителя. Реле К2 предназначено для запирания транзисторов ѴТЗ, ѴТ4 усилителя мощности в режиме приема. Переключатель SA1 служит для переключения режимов AM, SSB/ЧМ. В режиме передачи входной сигнал через согласующий Г-контур L1*, С5* поступает на первый каскад усилителя, собранный на транзисторе ѴТЗ КТ912А. Для улучшения устойчивости в работе служит резистор R6. Цепь базового смещения выполнена на элементах R7, VD4, VD5*. Диод VD4 - внутренний диод транзистора. VD5* устанавливается при необходимости. В целях получения хорошей термостабильности каскада введена последовательная отрицательная обратная связь по постоянному току (резистор R9 в цепи эмиттера ѴТЗ). Далее усиленный сигнал через согласующий выходной и входной импедансы транзисторов ѴТЗ и ѴТ4 усиливается оконечным каскадом на транзисторе ѴТ4 КТ912А. Стабилизатор напряжения смещения для оконечного каскада собран на транзисторе ѴТ5 КТ817. Диод VD7 - встроенный в транзистор ѴТ4 диод. Установка тока покоя через транзистор ѴТ4 осуществляется подстроечным резистором R16. Функции фильтрации высших гармонических составляющих усиленного сигнала и согласования выходного сопротивления транзистора ѴТ4 и сопротивления нагрузки (50 Ом) выполняет Т-контур, собранный на элементах L10, L11, С22.

Транзисторы обоих каскадов усиления работают при усилении частот-но-модулированных (ЧМ) колебаний в классе С, а при усилении амплитудно-модулированных (AM) сигналов и сигналов с одной боковой полосой (SSB) в классе АВ. В обоих режимах (AM, SSB/ЧМ) транзисторы запираются в режиме приема, подачей нулевого потенциала на базы. Для питания усилителя необходим стабилизированный источник постоянного напряжения с выходным напряжением 28 В и отдаваемым в нагрузку током до 5 А.

Настройка усилителя

Для настройки усилителя мощности понадобятся следующие измерительные приборы и устройства:

- мультиметр;

- осциллограф (с полосой пропускания канала вертикальной развертки более 30 МГц);

- высокочастотный вольтметр или ВЧ измерительная головка к мультиметру;

- эквивалент нагрузки сопротивлением 50 Ом и рассеиваемой мощностью не менее 50 Вт;

- лабораторный блок питания с регулируемой защитой по току.

Процесс настройки начинают с проверки правильности монтажа, отсутствия замыканий элементов и токоведущих проводников на общую шину.

После визуального осмотра монтажа приступают к основному этапу наладки усилителя. Вынув предохранитель FU1, от блока питания подают на усилитель напряжение +28 В. Убеждаются в наличии стабилизированного напряжения +8 В на выходе стабилизатора DA1. В режиме приема напряжение на резисторах R8 и R11 должно составлять 0 В. Соединив коллектор транзистора VT1 с общим проводом, тем самым переводя усилитель в режим передачи, убеждаются в срабатывании реле К1...КЗ. При переключении SA1 должно срабатывать реле К2, при этом в положении SA1, соответствующему режиму “ЧМ”, напряжение на резисторах R8, R11 должно составлять 0 В, а в положении “AM, SSB”- 0,5... 1,0 В. Убрав перемычку, соединяющую коллектор VT1 с землей, устанавливают предохранитель FU1. В режиме приема и в режиме “ЧМ” при передаче в отсутствие сигнала возбуждения ток покоя транзисторов ѴТЗ и VT4 должен быть около 0 мА. Затем, переведя усилитель в режим передачи (соединив коллектор ѴТ1 с общей шиной) и установив переключатель SA1 в положение “AM, SSB”, подбором сопротивления резистора R7* выставляют ток через транзистор ѴТЗ порядка 200...250 мА. При этом нет необходимости включать в цепь эмиттера транзистора амперметр. При токе 200...250 мА напряжение на резисторе R4 будет составлять 0,54...0,675 В. Диод VD5 КД522 устанавливают в случае невозможности получения необходимого тока покоя ѴТЗ. Аналогично выставляется начальный ток через транзистор ѴТ4 оконечного каскада. При этом измерительный прибор лучше всего включить в коллекторную цепь, так как при его включении в цепь эмиттера на внутреннем сопротивлении прибора может возникнуть падение напряжения, сравнимое с напряжением смещения, что приведет к неправильному установлению тока покоя. Начальный ток через транзистор ѴТ4 должен составлять 250...350 мА. Его устанавливают в указанных пределах изменением сопротивления подстроенного резистора R16 и при необходимости установкой диода VD6*.

После выставления режимов работы транзисторов по постоянному току переходят к этапу высокочастотной наладки усилительного тракта. Перед подачей напряжения возбуждения к выходному разъему XW2 необходимо подключить эквивалент нагрузки сопротивлением 50 Ом. Затем, подав через измеритель КСВН на вход XW1 усилителя мощность возбуждения порядка 1 ...5 Вт, настраивают входную согласующую цепь L1 *, С5* по минимуму КСВН. Допустимым является значение КСВН 1...2. Желательно при проведении данного этапа настройки контролировать величину потребляемого тока. Далее настраивают Г-контур L6, С14 до получения максимального тока через VT4. Выходной Т-контур настраивают по максимуму ВЧ-напряжения в нагрузке. При этом необходимо контролировать форму сигнала с помощью осциллографа. Катушка L11 * определяет величину связи с нагрузкой, a L10* настраивает контур в резонанс. Для облегчения настройки выходного контура вместо постоянного конденсатора С22* можно включить кокденсатор пе ременной емкости. При правильной настройке согласующих контуров усилителя достигается максимальный коэффициент усиления и КПД, который в режиме “ЧМ” должен составлять не менее 60%, а в режиме “AM, SSB” - не менее 45%. При работе в режиме “AM, SSB” необходимо подобрать значение номиналов элементов R1 *, С1 * до получения надежного срабатывания коммутации усилителя.

Если в распоряжении радиолюбителя нет высокочастотного вольтметра, то можно рекомендовать схему выносной высокочастотной головки, которая подключается к любому вольтметру постоянного напряжения. Схема головки показана на рис. 2. Номинал резистора R1 рассчитан исходя из обеспечения индикации на шкале мультиметра действующего значения измеряемого напряжения. При этом значение внутреннего сопротивления мультиметра Rвнутр было взято стандартным (10 МОм). При другой величине внутреннего сопротивления измерительного прибора значение номинала резистора R* следует пересчитать по формуле:

Базовый усилитель мощности для СВ-диапазона

При использовании типов диодов, указанных на схеме с помощью данной высокочастотной головки, можно измерять напряжение частотой до 100 МГц. При настройке описываемого в этой статье усилителя мощности можно ограничиться применением двух последовательно включенных диодов типа Д9. В любом случае собранную ВЧ-головку необходимо откалибровать с помощью эталонного прибора.

Базовый усилитель мощности для СВ-диапазона

Рис. 2.в прикреплениях: Схема головки

Конструкция

Усилитель собран на одной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Соединение элементов между собой осуществляется на “пяточках”, вырезанных резаком на поверхности платы. При компоновке элементов необходимо обеспечить максимально возможную площадь земляной шины. Плата установлена над радиатором, на котором крепятся мощные транзисторы предварительного и оконечного каскада. Входной и выходной высокочастотные разъемы установлены с разных сторон печатной платы. При этом расположение элементов усилителя получается скомпонованным “в линейку”.

Расположение контурных катушек индуктивности и дросселей должно исключать взаимное влияние друг на друга (желательно использовать ортогональное расположение катушек).

Детали

Катушка L1 содержит 2,5 витка провода ПЭВ-2 01 мм на оправке 0 10 мм.

Катушки L4, L9 содержат по 43 витка провода ПЭВ-2 01 мм на оправке 0 8 мм.

Катушка L6 содержит 1 виток провода ПЭВ-2 0 1,5 мм на оправке 0 10 мм.

Катушка L10 содержит 9 витков с шагом 1 мм ПЭВ-2 0 1,5 мм на оправке 010 мм.

Катушка L11 содержит 12 витков провода ПЭВ-2 0 1,5 мм на оправке 0 10 мм.

Автор статьи - С. Гаврилюк.

Статья опубликована в PЛ, №№11... 12,2001 г.

Схемы в прикреплениях:

Простой УМЗЧ на 90 ватт

Alex — Mon, 20 Aug 2012 20:28:02 GMT

Основные технические характеристики:

Входное напряжение, В ..1,8

Входное сопротивление, кОм ...10

Номинальная выходная мощность, Вт, .... 90

Номинальный диапазон частот, Гц . 10...20000

Коэффициент гармоник, %, на частоте, Гц:

200 ... 0,01

2000 ... 0,018

20000 .. 0,18

Относительный уровень шумов , дБ, не более ... -90

Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс .. 17

Усилитель мощности состоит из каскада усиления напряжения на быстродействующем ОУ DA1 и выходного камскада на транзисторах VT1 - VT4. Транзисторы комплементарной пары предоконечного каскада (VT1 - VT2) включены по схеме с общей базой, а оконечного (VT3 - VT4) - с общим эмиттером. Такое включение мощных составных транзисторов оконечного каскада обеспечивает усиление сигнала не только по току, но и по напряжению. Симметричность плеч выходного каскада способствует снижению вносимых усилителем нелинейных искажений. С этой же целью он охвачен цепью общей ООС, напряжение которой снимается с выхода усилителя и через резистор R3 подается на неинвертирующий вход ОУ. Конденсаторы С4, С5, шунтирующие резисторы R6, R7 снижают искажения типа "ступенька". Цепь R12C6 предотвращает самовозбуждение усилителя в области высших звуковых частот и повышает устойчивость его работы при реактивном характере нагрузки. Коэффициент усиления зависит от соотношения сопротивлений резисторов R2, R3. При указанных на схеме номиналах он равен 10.

Для питания усилителя подойдет любой нестабилизированный двуполярный источник напряжением 25...45 В. Вместо транзисторов КТ503Д можно использовать КТ503Е, вместо КТ502Д - КТ502Е. Транзисторы КТ827Б и КТ825Д можно заменить составными из транзисторов КТ817Г + КТ819ГМ и КТ816Г + КТ818ГМ соответственно. Описание усилителя и рисунок печатной платы приводится в [36].

Схемы и рисунок в прикреплениях:

УМ вх-1ватт вых -100-150 ватт

Alex — Mon, 28 May 2012 18:55:16 GMT

Автор UA1ZH
Данная схема была разработана для применения в составе любительского трансивера, но никто не возбраняет использовать её и отдельно, в качестве настольного усилителя совместно с маломощным трансивером. При входной мощности порядка 1 ватта, на выходе легко получается 100-150 ватт.

Усилитель двухкаскадный. Оба каскада выполнены на популярных и дешёвых ключевых мосфетах,что выгодно отличает данную конструкцию от многих других.Первый каскад - однотактный. Согласование по входу с источником сигнала 50 Ом достигнуто не самым лучшим, но простым способом - применением на входе резистора R4 номиналом 51 Ом. Нагрузкой каскада является первичная обмотка междукаскадного согласующего трансформатора. Каскад охвачен цепью отрицательной обратной связи для выравнивания частотной характеристики. L1, входящая в эту цепь, уменьшает ООС в области высших частот и тем самым поднимает усиление. Такую же цель преследует установка C1 параллельно резистору в истоке транзистора. Второй каскад - двухтактный. С целью минимизации гармоник применено раздельное смещение плеч каскада. Каждое плечо также охвачено цепью ООС. Нагрузка каскада - трансформатор Tr3, а согласование и переход на нессиметричную нагрузку обеспечивает Tr2. Смещение каждого каскада и соответственно - ток покоя, выставляются раздельно при помощи подстроечных резисторов. Напряжение на эти резисторы подаётся через ключ PTT на транзисторе Т6. Переключение на TX происходит при замыкании точки PTT на землю. Напряжение смещения стабилизировано на уровне 5в интегральным стабилизатором. В целом очень несложная схема с хорошими эксплуатационными характеристиками.

Теперь о деталях. Все транзисторы усилителя - IRF510. Можно применить и другие, но с ними можно ожидать увеличения завала усиления в области частот выше 20Мгц, так как входная и проходная ёмкости транзисторов IRF-510 наиболее низкие из всей линейки ключевых мосфетов. Если удастся найти транзисторы MS-1307, то можно рассчитывать на значитальное улучшение работы усилителя в области высших частот. Но вот дорогие они… Индуктивность дросселей Др1 и Др2 некритична - они намотаны на кольцах из феррита 1000НН проводом 0.8 в один слой до заполнения. Всё конденсаторы - smd. Конденсаторы С5,С6 и особенно - С14,С15 должны иметь достаточную реактивную мощность. При необходимости можно применить несколько конденсаторов,включённых в параллель. Для обеспечения качественной работы усилителя необходимо особое внимание уделить изготовлению трансформаторов. Тr3 намотан на кольце из феррита 600НН внешним диаметром 22мм и содержит 2 обмотки по 7 витков. Наматывается в два провода, которые слегка скручиваются. Провод - ПЭЛ-2 0.9.

Тr1 и Tr2 - выполнены по классической конструкции одновиткового ШПТ (aka "бинокль"). Tr1 выполнен на 10 кольцах (2 столба по 5) из феррита 1000НН диаметром 12мм. Обмотки выполнены толстым проводом МГТФ. Первая содержит 5 витков,вторая - 2 витка. Хорошие результаты даёт выполнение обмоток из нескольких включенных в параллель проводов меньшего сечения. Tr2 выполнен с использованием ферритовых трубочек,снятых с сигнальных шнуров мониторов. Внутрь их отверстий плотно вставлены медные трубки,которые и образуют один виток - первичную обмотку. Внутри намотана вторичная обмотка, которая содердит 4 витка и выполнена проводом МГТФ. (7 проводов в параллель). В данной схеме отсуствуют элементы защиты выходного каскада от высокого КСВ, кроме встроенных конструктивных диодов, которые эффективно защищают транзисторы от "мгновенных" перенапряжений на стоках. Защитой от КСВ занимается отдельный узел, построенный на базе КСВ-метра и снижающий питающее напряжение при росте КСВ выше определённого предела. Эта схема - тема отдельной статьи. Резисторы R1-R4,R7-R9,R17,R10,R11 - типа МЛТ-1.R6 - МЛТ-2. R13,R12 - МЛТ-0.5. Остальные - smd 0.25 вт.

Немного о конструктиве:

Усилитель должен быть смонтирован на достаточно большом радиаторе, принудительное воздушное охлаждение весьма желательно. Вся схема располается на печатной плате из двухстороннего стеклотекстолита, где одна сторона используется как сплошной экран, а на второй сформированы резаком дорожки. Выводы резисторов должны быть максимально короткими для уменьшения паразитных индуктивностей. Особенно это касается резисторов в истоках транзисторов. Иногда даже полезно удалить их начисто,а пайку осуществлять прямо за колпачки выводов. При испытании двухтоновым сигналом усилитель развил мощность до 150 ватт при сохранении высокой линейности и имеет завал АЧХ на наивысшей частоте КВ диапазона около 4дб относительно 3Мгц. Настройка сводится к установке токов покоя кскадов по наименьшей величине гармоник. При отсуствии приборов это можно сделать, прослушивая частоты второй-третьей гармоники приёмником.
Схема печатка и внешний вид в прикреплениях:
СК 73 ! Автор UA1ZH

Усилитель мощности кв трансивера

Alex — Mon, 28 May 2012 18:50:15 GMT

В. СКРЫПНИК (UY5DJ) г. Харьков, Радио 12, 1988г.

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.
усилитель Скрыпника схема
Рис.1 в прикреплениях

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 ТЗ поднимают АЧХ вблизи верхней границы рабочего диапазона частот.
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 в прикреплениях

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 К12x6x4,5) 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 прикреплениях

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 щёк 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 К20x10x6) 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.

Таблица в прикреплениях:

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.
Наверх

Литература
1. Скрыпник В. Двухчастотный генератор.-Радио, 1985, N 8, с. 22-23.
2. Скрыпник В. Ступвенчатый аттенюатор.- Радио, 1984, N 5, с. 21.
3. Степанов В., Шульгин Г. Анализатор спектра передатчика.- Радио, 1983, N 9, с. 17-21.
4. Скрыпник В. Анализатор спектра.- Радио, 1986, N 7, с. 41-43.

Схемы и таблица в прикреплениях;

УСИЛИТЕЛЬ мощности ДЛЯ КВ-ДИАПАЗОНОВ НА ТРАНЗИСТОРНОЙ СБОРКЕ

Alex — Mon, 28 May 2012 18:37:51 GMT

УСИЛИТЕЛЬ мощности ДЛЯ КВ-ДИАПАЗОНОВ НА ТРАНЗИСТОРНОЙ СБОРКЕ КТ90105АС
В.БАШКАТОВ, USOIZ,
г.Горловка, Донецкой обл.

Идея создания усилителя мощносги на транзисторной сборке вынашивалась давно. К этому подталкивали трудности подбора пары мощных дорогостоящих транзисторов в условиях приобретения комплектующих на радиорынке и желание изготовить устройство, не создающее TVI. Применение в усилителе транзисторной сборки КТ9105АС, которая содержит два кремниевых транзистора, имеющих небольшие габариты, высокую надежность и низкое напряжение питания, позволяет в той или иной степени избавиться от указанных проблем.

Описываемый четырехкаскадный усилитель мощности предназначен для установки в коротковолновом трансивере. Он обеспечивает линейное усиление сигнала в диапазоне частот 1,8...30 МГц. Входное и выходное сопротивление усилителя - около 50 Ом. Выходную мощность около 50 Вт (на краях КВ-диапазона немного меньше: 1,9МГц-40 Вт, 28 МГц- 37 Вт) можно получить, подавая на его вход сигнал с диодного смесителя.

Указанный уровень выходной мощности вполне достаточен для "раскачки" усилителя мощности на лампах. Максимальный потребляемый ток - около 6 А при напряжении питания 24 В. Подавление высших гармоник - более 45 дБ (на частотах выше 15 МГц - более 50 дБ), при этом подавление продуктов интермодуляции при испытаниях двухчастотным методом составляет более 45 дБ. Коэффициент полезного действия - около 50%.

Принципиальная схема транзисторного усилителя мощности приведена на рис.1. Выходной каскад усилителя выполнен по двухтактной схеме на транзисторной сборке VT4, работающей в режиме класса АВ с относительно небольшим током покоя, поддержание которого при температурных изменениях обеспечивает стабилизатор напряжения (транзистор VT5, диоды VD3, VD4 и переменный резистор R18). Указанные диоды крепятся каплей клея к транзисторной сборке, чем обеспечивается их тепловой контакт с оконечным каскадом усилителя мощности.

Рис. 1 в прикреплениях

При повышении температуры транзисторов в сборке VT4, диоды нагреваются, вследствие чего уменьшается их сопротивление, и они шунтируют резистор R18. Напряжение на базе транзистора VT5 уменьшается, вызывая снижение напряжения на выходе стабилизатора и, соответственно, тока покоя транзисторов сборки, что уменьшает ее разогрев, и, в конечном итоге, спасает от повреждения.

Каждый каскад усилителя охвачен частотно-зависимыми связями, которые используются для компенсации уменьшения коэффициента усиления при повышении рабочей частоты. Трансформаторы Т4 и Т5 предназначены для согласования несимметричной нагрузки 50 Ом с выходным импедансом двухтактного оконечного каскада.

На рис.2 показан возможный вариант размещения деталей устройства на печатной плате, изготовленной из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм методом травления или фрезерования. Монтаж - односторонний, навесной.

Рис.2. Размещение деталей устройства на печатной плате в прикреплениях

Размеры платы можно уменьшить, если использвать малогабаритные детали. Предлагаемый вариант печатной платы рассчитан на применение транзисторной сборки КТ9105АС, которая через вырез в печатной плате крепится к радиатору. Варианты печатных плат могут быть и другими, но при этом необходимо отметить, что сборка КТ9105АС обеспечивает наиболее приемлемые размеры усилителя мощности и оптимальное расположение проводников как в коллекторных, так и в базовых цепях. Транзисторную сборку можно заменить на подобранную по одинаковому коэффициенту передачи тока пару транзисторов КТ956, КТ944, КТ957 и т.д. При этом выходная мощность усилителя может увеличиться как минимум вдвое.

Применение широкополосных трансформаторов обеспечивает необходимое межкаскадное согласование и позволяет усилителю без перестройки работать в полосе частот 1,8...30 МГц. Как показал опыт, при выходной мощности 50 Вт установка на выходе усилителя переключаемых фильтров нижних частот (ФНЧ) может не потребоваться. В крайнем случае, можно применить один двухзвенный П-образный ФНЧ с частотой среза 32 МГц.

Ток покоя 20...25 мА транзистора VT1 устанавливают подбором сопротивления резистора R2. Амплитудно-частотная характеристика этого каскада формируется элементами R5 и СЗ.

Во втором каскаде применяется транзистор VT2, ток покоя которого в пределах 150...200 мА регулируется с помощью резистора R8. Третий каскад выполнен на транзисторе VT3, и его ток покоя в пределах 300...400 мА устанавливается с помощью резистора R16. Амплитудно-частотная характеристика этих каскадов формируется соответственно с помощью элементов R9, С8, R10, R11, С9 для VT2 и R13, С12, R14, R15, С13 - для VT3. При этом С9 (С13) обеспечивает подъем амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в интервале 24...28 МГц, а элементы R9, С8 (R13, С12) влияют на общий наклон АЧХ и на коэффициент усиления каскадов.

Ток покоя выходного каскада составляет 100...150 мА для каждого транзистора сборки и устанавливается с помощью резистора R18. Амплитудно-частотная характеристика выходного каскада формируется элементами R19...R22 и С17, С18. При этом необходимо отметить, что резисторы R19...R22 влияют на вид АЧХ на ВЧ-диапазонах, а конденсаторы С17, С18 - на коэффициент усиления на НЧ-диапазонах. Конденсатор С21 служит для подъема АЧХ на самом высокочастотном диапазоне - 28 МГц. Резисторы R23, R24 предохраняют базовые цепи транзисторов микросборки от пробоя при отрицательной полуволне управляющего напряжения.

Проводить измерения АЧХ оконечного каскада необходимо при полной выходной мощности, т.к. на малой мощности вид характеристики будет другим. При этом необходимо попытаться получить максимально равномерную выходную мощность на всех КВ-диапазонах. Задача это непростая, и неравномерность по диапазонам в данной конструкции достигает 1,3, что означает превышение выходной мощности усилителя на диапазоне 14 МГц над выходной мощностью в диапазонах 1,8 и 28 МГц на 30%.

Трансформаторы Т1 и Т2 намотаны на ферритовых кольцах К7х4х2 или К10х6х4 с проницаемостью 600...2000НН и содержат 7...10 витков, намотанных в два провода. Диаметр провода - 0,15...0,3 мм. В качестве ТЗ применяется "бинокль" - две трубки, состоящие из 3-4 склеенных ферритовых колец диаметром 10 мм и проницаемостью 1000...2000, длина каждого столбика - 12 мм. Первичная обмотка содержит 2...3 витка провода МГТФ 00,3 мм, вторичная - 1 виток провода МГТФ 00,4 мм.

Дроссели L4 и L5 должны иметь минимальное сопротивление по постоянному току, иначе они могут создавать автосмещение, что крайне нежелательно. В этом случае подойдут стандартные малогабаритные дроссели ДМ1.2 индуктивностью 10...15 мкГн, рассчитанные на ток не менее 300 мА. Кроме того, можно использовать и кусочки провода диаметром 2 мм с надетыми на них фторопластовыми трубками, на которые, в свою очередь, нанизаны 4-5 ферритовых колец подходящего размера. Типоразмер колец, их расположение и симметрия особого значения не имеют. Еще лучше намотать эти дроссели на ферритовых колечках проницаемостью 1000...2000 и диаметром 7...10 мм. Количество витков - 6...10 при диаметре намоточного провода 0,4...0,6 мм.

Работа усилителя и его АЧХ в значительной степени зависят от качества изготовления широкополосного трансформатора Т4. В описываемой конструкции в качестве сердечника используется ферритовый тор с проницаемостью 100...600 и размерами 12х8х6 мм, на который наматывается 6 витков из 12...16 скрученных проводов ПЭВ 00,3 мм, разделенных на две группы по 6...8 проводов. Отвод делается от точки соединения начала одной обмотки с концом другой. Обмотка отрицательной обратной связи имеет 1 виток провода МГШВ 0,35 длиной 100 мм.

Выходной трансформатор Т5 - типа "бинокль", представляет собой две трубки, каждая из которых состоит из семи ферритовых колец К16х8х6 с магнитной проницаемостью 400...600НН. Первичная обмотка - "чулок" из оплетки от коаксиального кабеля, вторичная содержит 2 витка из 8...10 проводов МГШВ 0,2, соединенных параллельно. Вторичная обмотка располагается внутри первичной. Кроме того, необходимо учесть, что выходной трансформатор при полной выходной мощности нагревается, поэтому изоляция проводов обмоток должна быть термостойкой.

В усилителе необходимо устанавливать только керамические конденсаторы с выводами минимальной длины. Емкость блокировочных конденсаторов не критична - от 33 до 68 нФ. В качестве электролитических конденсаторов подойдут К53, К52.

Транзистор VT5 крепится к радиатору через слюдяную прокладку. Верхнюю и нижнюю "землю" печатной платы соединяют посредством нескольких пропаянных кусочков провода, проходящих через просверленные сквозные отверстия в плате.

Усилитель мощности имеет четыре вида защиты. Кроме ранее упомянутых "тепловых" диодов, применяются ALC, защита в блоке питания и "горячий" резистор R29 на выходе усилителя.

Оконечный каскад усилителя требует применения согласованной нагрузки, иначе потребуется установка системы ALC, которая могла бы очень быстро понижать выходную мощность усилителя при значительном рассогласовании на выходе. Вариант схемы защиты транзисторного усилителя мощности от высоких значений КСВ в нагрузке показан на рис.3. Первый каскад усилителя промежуточной частоты (УПЧ) трансивера выполняется на полевом транзисторе VT6 КП350 (КП327); в режиме передачи на него подается DSB-сигнал. Порог срабатывания защиты устанавливается с помощью переменного резистора R11. При достаточно высоком рассогласовании транзистор закрывается напряжением, поступающим на второй затвор транзистора VT6, защищая тем самым усилитель от перегрузки.

Рис. 3 в прикреплениях

Дополнительно для защиты усилителя на его выходе установлен резистор R29 (рис.1) мощностью 4 Вт (составленный из двух резисторов МЛТ-2), который в случае аварийной ситуации (обрыв в антенне или фидере) в течение нескольких секунд испускает запах горелой краски, сигнализируя о неисправности (tnx UT2PW, предложившему такое решение в [1]).

Как показала практика изготовления устройства, первый каскад усилителя мощности необходимо экранировать, иначе при полной выходной мощности иногда наблюдается самовозбуждение. В качестве экрана используют короб, согнутый из луженой жести от консервных банок. Радиатор для усилителя должен иметь размеры как минимум 120х100 мм с высотой ребер 20 мм.

При монтаже вначале на плату устанавливают трансформаторы, проверяют надежность паек и отсутствие замыканий с общим проводом. После этого размещают на плате транзисторную сборку КТ9105АС, а затем - все остальные детали. При окончательной сборке проверяют надежность крепления транзисторов и, особенно, транзисторной сборки к радиатору.

Налаживание усилителя начинают с проверки токов в контрольных точках и подбора соответствующих резисторов и конденсаторов. Токи в каждом каскаде устанавливают при отсутствии входного сигнала. При самовозбуждении усилителя мощности может потребоваться поменять местами выводы широкополосных трансформаторов или надеть на базовые или коллекторные выводы транзистора возбуждающегося каскада маленькие ферритовые колечки ("бусинки"). Еще раз хотелось бы отметить, что работа с усилителем мощности требует применения согласованной нагрузки. Если сопротивление антенны отличается от 50 Ом, между трансивером и антенной необходимо установить тюнер (согласующее устройство).

Блок питания усилителя мощности (рис.4) рассчитан на ток потребления до 8...10 А (максимальный ток транзистора КТ827А - 20 А). Силовой трансформатор применен от старой аппаратуры (ТС-100, ТС-180). Подробно работа и налаживание блока питания рассмотрены в [1]. Резистор R1 служит для надежного запуска стабилизатора, a R3 ограничивает максимальное выходное напряжение в режиме холостого хода. Его сопротивление подбирается в зависимости от тока утечки транзистора КТ827А и величины R1. При настройке блок питания нагружают на мощный проволочный резистор и с помощью R4 подбирают максимальный ток срабатывания защиты. Резистором R5 устанавливают выходное напряжение блока питания. Преимуществом этого стабилизатора является простота конструкции и возможность крепления выходного транзистора непосредственно к радиатору без изолирующих прокладок. К его недостаткам можно отнести относительно небольшой коэффициент стабилизации и необходимость индивидуального подбора выходного транзистора при его замене.

Рис.4 в прикреплениях

Теперь поговорим немного о "стыковке" транзисторного усилителя мощности с ламповым. Предполагается, что в ламповом усилителе используются мощные генераторные лампы ГУ-43 и им подобные. Распространенным решением при конструировании лампового усилителя мощности с общим катодом без применения нейтрализации проходной емкости лампы является установка на входе каскада нагрузочного резистора соответствующей мощности сопротивлением 50...75 Ом. Однако на высокочастотных диапазонах 21...28 МГц наблюдается заметное уменьшение мощности "раскачки", что объясняется шунтированием нагрузочного резистора входной емкостью лампы. Данная проблема решается довольно просто - включением во входную цепь лампы двойного П-образного фильтра (рис.5), имеющего характеристическое сопротивление 50 Ом, частоту среза 32 МГц и коэффициент передачи, близкий к 1. При этом входная емкость лампы будет входить в состав одного из конденсаторов фильтра, емкость которого должна быть меньше расчетной на величину входной емкости лампы. Хотя основная задача фильтра - нейтрализация шунтирующего действия входной емкости лампы, попутно он подавляет составляющие сигнала, лежащие за пределами КВ-диапазонов. Естественно, при этом снижается вероятность возникновения TVI.

Рис. 5 в прикреплениях

Ниже приводятся формулы для расчета двойного П-образного фильтра:

С2 = 0.26/RF;

С1 = С3 = С2/2;

L1 = L2 = 0,18R/F,

где F - частота среза фильтра (МГц);

R - характеристическое сопротивление фильтра, Ом;

L - индуктивности катушек, мкГн.

С - емкость конденсаторов, мкФ.

При этом необходимо учесть, что характеристическое сопротивление фильтра должно быть равно волновому сопротивлению кабеля, соединяющего транзисторный усилитель мощности с ламповым. Емкость С2 (емкость на входе лампы) должна быть меньше расчетной на величину емкости монтажа и входной емкости лампы. Емкость монтажа ориентировочно можно принять равной 10 пФ, а емкость лампы узнать из справочника. При выходной мощности трансивера 50 Вт напряжение на нагрузочном резисторе сетки лампы будет составлять 50 В (U = P/R). Такое напряжение позволяет без проблем "раскачать" любой усилитель, построенный на металлостеклянных или металлокерамических лампах с высокой крутизной вольт-амперной характеристики. Если указанного напряжения недостаточно, его можно увеличить в два раза, установив на входе фильтра обычный широкополосный повышающий трансформатор с коэффициентом трансформации сопротивления 1:4 (рис.6) В этом случае ФНЧ рассчитывают на сопротивление 200...300 Ом в зависимости от применяемого кабеля - РК-50 или РК-75.

Рис. 6 в прикреплениях

В заключение хотелось бы обратить внимание радиолюбителей на основные требования, которые необходимо учитывать при конструировании транзисторных усилителей мощности:

- используйте транзисторы, предназначенные для работы в КВ-диапазоне;

- не нагружайте транзисторы выходного каскада более чем на 50% их номинальной мощности;

- выходные транзисторы требуют обязательного подбора по коэффициенту передачи тока (если не применяется транзисторная сборка);

- не экономьте на площади радиатора;

- предварительные каскады должны работать только в режиме класса А;

- выводы радиоэлементов должны иметь минимальную длину;

- не экономьте на блокировочных конденсаторах;

- монтаж должен выполняться жесткими проводниками минимальной длины.

Литература

1. А.Тарасов. Портативный КВ-трансивер. - РЛ. KB и УКВ, 2000, NN6...12.
2. С.Г.Бунин и Л.П.Яйленко. Справочник радиолюбителя коротковолновика. - Киев: Техника, 1978.
3. KB журнал, 1995, NN3...4.
4. KB журнал, 1993, N1.

СХЕМЫ В ПРИКРЕПЛЕНИЯХ:

ТРАНЗИСТОРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ не менее 30 ватт

Alex — Tue, 22 May 2012 18:29:14 GMT

ТРАНЗИСТОРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Выходная мощность описанного ниже усилителя — не менее 30 Вт при напряжении питания 40 В. Принципиальная схема показана на рис.1.
Напряжения +12 В и +40 В поданы постоянно. Включается усилитель подачей напряжения +12 В при передаче. В отсутствие этого напряжения все каскады заперты.

Вход усилителя подключается через контакты реле (на схеме не показаны) к диапазонному полосовому фильтру трансивера. Небольшой номинал входного резистора R1 уменьшает вероятность самовозбуждения на рабочей частоте. Уровень передачи ТХ устанавливается с помощью потенциометра R2, ось которого выведена на переднюю панель трансивера. Первый каскад выполнен на транзисторе VT1, работающем в классе А. Для согласования с низким входным сопротивлением драйвера на VT3 используется эмиттерный повторитель на транзисторе VT2. Драйвер на VT3 также работает в классе А при токе коллектора 100 мА.
Нагрузкой VT3 служит согласующий трансформатор Тр1, обеспечивающий необходимое возбуждение выходного каскада. Резистор R10 исключает паразитную генерацию каскада на VT3.

Выходной каскад выполнен по двухтактной схеме на транзисторах VT4 и VТ5.Для снижения интермодуляционных искажений цепь базового смещения выполнена в виде источника напряжения с низким выходным сопротивлением на диоде VD1. Выходной каскад работает в классе АБ, ток покоя выходных транзисторов составляет 200 мА.
Коллекторные цепи VT3 и VT4 выполнены по традиционной схеме. Трансформатор Тр2 — симметрирующий, Тр3 — согласующий. Особенностью схемы является то, что Тр3 повышает сопротивление в 36 раз, что дало возможность использовать П-контур с большей индуктивностью катушки (и соответственно большей добротностью), чем это обычно принято в транзисторных РА.

Индуктивность катушки П-контура транзисторного усилителя приблизительно вдвое меньше, а емкость П-контура приблизительно вчетверо больше аналогичных параметров П-контура лампового усилителя. Так как емкости переменных конденсаторов для настройки недостаточно, следует с помощью дополнительных галет переключателя диапазонов включать постоянные конденсаторы на диапазонах 80 и 160 метров.
Детали и конструкция
Высокочастотные трансформаторы Тр1, Тр2 мотаются на ферритовых кольцах проницаемостью 600...2000.
Tp1 намотан на ферритовом кольце с наружным диаметром 10... 12 мм. Первичная обмотка имеет 12 витков провода ПЭЛШО-0,35, намотанных равномерно по окружности. Вторичная обмотка имеет 2+2 витка провода ПЭЛШО-0,35, намотанных между витками первичной.
Тр2 намотан двумя скрученными проводами (2 скрутки на сантиметр) ПЭЛШО-0,6 по окружности кольца К32х18х6 мм с проницаемостью 600...2000 и содержит 12 витков, причем начало одной обмотки и конец другой образуют средний вывод.

Для Тр3 в качестве магнитопровода используются ферритовые трубки диаметров 10 мм и длиной 12 мм от контуров ПЧ вещательных приемников "Селга", "Альпинист" и пр. Для сборки Тр3 требуется вырезать из одностороннего фольгированного стеклотекстолита две одинаковые пластины, причем у одной в фольге сделан разрез (рис.2).
Между этими пластинами впаиваются две медные трубки диаметром 5 мм, на которые надеты по 2 ферритовых трубки. Медные трубки и пластина с цельной фольгой образуют первичную обмотку. Вторичную же обмотку образуют 6 витков монтажного провода во фторопластовой изоляции, пропущенных через медные трубки.

Катушка П-контура LI — бескаркасная и содержит 12 витков ПЭВ-1,5... 2 мм. Расстояние между витками — 2 мм. Диаметр намотки — 20 мм. Отводы — от 5-го и 7-го витка (слева направо — 5+2+5 вит.).
L2 содержит 5+5+10+20 витков ПЭВ-0,8... 1,0 мм на каркасе диаметром 20 мм. Намотка — рядовая, 40 витков.
Усилитель без П-контура монтируется на дюралевой пластине размерами 95х110 мм толщиной 8...12 мм. Это может быть теплоотвод с гладкой поверхностью с одной стороны. К этой пластине следует привинтить транзисторы VT3, VT4, VT5 и диод VD1. К этой же пластине привинчена плата из фольгированного стеклотекстолита. Распайка выводов деталей ведется на "пятачках", вокруг которых удалена фольга в виде кольцевой дорожки. Монтаж усилителя показан на рис.3.
В качестве VT1 можно использовать КТ325, КТ3117. Вместо КТ603 можно использовать КТ608. Вместо КТ922А подойдут КТ907, КТ909А. Для выходных транзисторов VT4, VT5 подойдут КТ909Г. При применении КТ930, КТ931, КТ956, КТ960 следует ожидать увеличения выходной мощности.
Настройка

Подбором резистора R9 устанавливается ток покоя VT3, равный 100 мА. С помощью потенциометра R13 устанавливается ток покоя VT4, VT5, равный 200 мА. Во избежание пробоя выходных транзисторов следует избегать длительной работы усилителя в режиме настройки. Работа без антенны недопустима.
У автора описанный усилитель используется в трансивере "Альбатрос 9" вместо лампового усилителя. Плата усилителя располагается в отсеке П-контура на боковой стенке перегородки, напротив силового трансформатора.

Усилитель мощности на полевых транзисторах

Alex — Thu, 05 Apr 2012 16:00:43 GMT

Широкополосный усилитель мощности
Усилители мощности на полевых транзисторах имеют ряд преимуществ перед усилителями на биполярных транзисторах. В частности, в них более просто получить хорошую линейность амплитудно-частотной характеристики и высокую стабильность параметров [1].
Описываемый усилитель (см. схему на рис. 1) обеспечивает выходную мощность около 70 Вт в нагрузке сопротивлением 75 Ом и усиление около 40 дБ в середине диапазона З... 30 МГц. АЧХ показана на рис. 2. Предварительные каскады усиления собраны на полевых транзисторах VT1 и VT2. Первый из них работает с небольшим положительным напряжением смешения на затворе, задаваемым делителем R1R2. Нагрузкой транзистора VT1 является широкополосный трансформатор Т1. Его вторичная (понижающая) обмотка включена в цепь затвора транзистора VT2, работающего с нулевым напряжением смещения на затворе. Вторичная (понижающая) обмотка широкополосного трансформатора ТЗ через резисторы R4 и R5 соединена с затворами транзисторов выходного каскада VT3 и VT4, которые также работают с нулевым напряжением смешения.
Puc.1

Puc.2
Повышающая обмотка выходного трансформатора ТЗ подключена к антенному фильтру. Последний необходим в связи с тем, что коэффициент гармоник усилителя не лучше -15 дБ. Схема антенного фильтра приведена на рис. 3. Можно использовать и антенный фильтр от широкополосного усилителя, описанного в [2].

Puc.3

Важными элементами усилителя являются широкополосные трансформаторы. Широкополосность трансформаторов пропорциональна отношению Lo/Ls, где Lo - индуктивность обмоток, Ls - индуктивность рассеяния. Следует учесть, что уменьшение Lo приводит к сужению полосы частот равномерного усиления снизу, а увеличение Ls - сверху. Малые значения Ls можно получить при сильной связи между обмотками, что достигается специальной конструкцией трансформаторов [3, 4].
В усилителях, испытанных автором, применялись широкополосные трансформаторы, конструкция которых показана на рис. 4.
Puc.4

Трансформатор состоит из металлического каркаса 1, представляющего собой две медные трубки, соединенные медной перемычкой. На каждую трубку надевают по 9 колец 2 типоразмера К10Х6Х3 из феррита М1000НН. Кольца между собой склеивают клеем БФ-2. Через трубки пропускают два витка провода 3 МГТФ 0.65 так, чтобы его концы выходили со стороны перемычки. Провод должен туго входить в трубку. Трубки с перемычкой являются понижающей обмоткой, а два витка провода - повышающей.

Источник питания должен обеспечивать напряжение 40 В при токе до 3 А.
Можно, например, использовать источник, описанный в статье В. Дроздова "Однодиапазонный телеграфный KB трансивер" ("Радио", 1983, N 1, с. 17-22).

В усилителе использованы резисторы МЛТ, конденсаторы КД, К52-5, проходные конденсаторы КТПС-1, ВЧ дроссели Д1.2-40, ДМЗ-12. Дроссели можно изготовить и самостоятельно на отрезках ферритовых (600НН) стержней длиной 15...20, диаметром 2 мм. Намотку ведут виток к витку проводом ПЭВ-2 0,31 до заполнения магиитопровода. Собственные резонансные частоты дросселей должны быть выше верхней частоты рабочего диапазона усилителя. Реле, контакты К 1.1 которого задействованы для управления режимом усилителя, - герконовое РЭС-55 (паспорт РС4.569.601). Оно расположено в возбудителе.

Транзисторы VT2-VT4 желательно подобрать по начальному току стока. У транзистора VT2 он должен быть 30...40 мА, у VT3, VT4 - 80...120 мА (но желательно, чтобы этот параметр у обоих транзисторов был одинаков). Транзистор КП901Б можно заменить на КП901А. В выходном каскаде можно использовать один транзистор КП904А, но при этом выходная мощность усилителя снизится до 40 Вт.

Все транзисторы размещены на общем массивном теплоотводе площадью около 1000 см2, на котором закреплена монтажная плата из фольгированного гетинакса с вырезами под транзисторы. Монтаж выполнен навесным способом. Фольгированный слой используется в качестве общего провода. В местах установки монтажных стоек фольга удалена.

Данные конденсаторов и катушек фильтра приведены в таблице. Катушки намотаны на кольцевых (типоразмер К24Х13Х7) магнитопроводах из феррита М50ВЧ.

Номиналы конденсаторов (в пф) и катушек (в мкГн) фильтра

Правильно собранный усилитель начинает работать сразу. Подбирая резистор R2, устанавливают ток стока транзистора VT1 в пределах 110...140 мА. Если усиление на низкочастотных диапазонах велико, необходимо включить резистор R3 с меньшим сопротивлением (100...560 Ом).
В усилителе нет специальной защиты выходных транзисторов. Как показал эксперимент, он устойчиво работает с различными нагрузками - как с настроенными, так и с различными "случайными" антеннами, например, куском провода длиной 2,5 м. Короткое замыкание на выходе усилителя также не выводит из строя выходные транзисторы благодаря падению крутизны их характеристики при нагреве.

Схема и таблица в прикреплениях:
Б. АНДРЮЩЕНКО (UT5TA) г. Харьков

25-ваттного линейный усилитель

Alex — Mon, 14 Nov 2011 18:37:20 GMT

Показана принципиальная электрическая схема 25-ваттного линейного усилителя. Номиналы конденсаторов, указанные с десятичной точкой, соответствуют микрофарадам, остальные - пикофарадам. Полярные конденсаторы - электролитические или танталовые, на напряжение 16 В или больше. Все резисторы, кроме R5, - пленочные, композиционные или угольные и имеют мощность 0,25 Вт.

Примечание.

Q1, Q2 - MRF475, 2SC2092. * - на радиатореЗ.

Полевые транзисторы с управляющим рп-переходом можно использовать так, что исток и сток меняются местами. В представленной схеме эта особенность применяется в двунаправленном высокочастотном усилителе на частоту 70,0455 МГц Данную схему также можно использовать, например, в передатчиках.

Линейный усилитель мощностью 300 Вт для диапазона 2—30 МГц

Alex — Mon, 14 Nov 2011 18:03:04 GMT

Линейный усилитель мощностью 300 Вт для диапазона 2—30 МГц

Два мощных транзистора типа MRF422 производства компании Motorola в двухтактном усилителе (рис. 7.23) обеспечивают на выходе 300 Вт PEP- или CW-мощности во всем диапазоне частот. Регулятор МРС1000 с подходящим радиатором может использоваться для получения 10 А для установки начального тока транзисторов. Так как средний ток базы транзисторов менее 500 мА, то регулятор может применяться и без радиатора. Трансформаторы Т1 и ТЗ имеют отношение импеданса 9:1. Вторичная обмотка намотана медной жилой 1/8 дюйма по 3 витка на сдвоенном трансформаторном сердечнике типа 57-1845-24В производства компании Stackpole. Первичная обмотка намотана эмалированным проводом № 22. Трансформатор Т2 содержит 5 витков из 2 скрученных эмалированных проводов № 22, намотанных на кольцевом сердечнике типа 57-9322 производства компании Stackpole.

Усилитель мощности 200Вт.

Alex — Thu, 15 Sep 2011 17:48:14 GMT

Усилитель мощности 200Вт.

Усилитель мощности рассчитан на сопротивление нагрузки 50 Ом. Пиковое значение выходной мощности может достигать 200 Ватт. Источник питания стабилизированный 28В 20А. Рабочий интервал температуры от -10°С до +65°С.
Fdnjh;Г.Г. Сокол (UA6CL)
E-mail: ua6cl@nvrsk.net
Описания к сожалению нет,но есть все схемы:

Усилитель мощности для QRP трансивера

Alex — Thu, 15 Sep 2011 17:33:14 GMT

Усилитель мощности для QRP трансивера

Усилитель предназначен для совместной работы с трансивером малой мощности (до 1 Вт). Его принципиальная схема приведена на рис. 1.

1_0.gif

Он состоит из двух каскадов усиления и обеспечивает выходную мощность до 50 Вт в полосе частот от 3,5 до 30 МГц.

Первый каскад выполнен на долевом транзисторе с изолированным затвором 2П909А, работающим в недонапряженном режиме. Второй каскад построен на транзисторной сборке КТ9105АС, состоящий из двух кремниевых транзисторов, имеющих небольшие габариты, высокую надежность в работе и низкое напряжение питания.

Особенность этого усилителя - одновременное применение биполярных и полевого транзисторов. Такое сочетание дает улучшение шумовых характеристик и линейности по отношению к использованию только биполярных транзисторов, а в сравнении с применением только полевых транзисторов - улучшение энергетических характеристик усилителя.

Второй каскад выполнен по схеме сложения мощностей, которая позволяет снизить нежелательные колебания второго и третьего порядка в спектре сигнала и не особенно чувствительна к рассогласованию нагрузки.

В усилителе хорошо развязаны каскады от взаимного влияния. В сочетании с последовательным включением транзисторов по входу и выходу во втором каскаде при той же колебательной мощности результирующие входное и нагрузочное сопротивления увеличиваются в четыре раза.

Для повышения входного и нагрузочного сопротивления усилителя на его входе и выходе включены трансформаторы с симметричным входом и выходом Т2, Т3. Для перехода к несимметричным внешним цепям используются трансформаторы T1, T4 с соотношением витков 1:1. Применение широкополосных трансформаторов обеспечивает необходимое согласование и позволяет без механической перестройки работать в полосе частот от 3,5 до 30 МГц.

На выходе усилителя включены блоки фильтров нижних частот.

Трансформатор Т1 выполнен на кольцевом (К10х5х3) магнитопроводе из феррита М400НН - М600НН. Его обмотки содержат по 12 витков. Намотку ведут двумя бифилярно скрученными проводами ПЭВ-2 0,3.

Трансформатор Т2 изготовлен на ферритовом (М600НН) кольце типоразмера К17х7х6. Обмотка 9-10, намотанная первой, содержит один виток провода МГТФ 12х0,075, остальные - по 4 витка бифилярно скрученных проводов МГТФ 12х0,075.

Трансформатор Т3 выполнен на таком же магнитопроводе, что и Т2. Его обмотки содержат по 3 витка бифилярно скрученных проводов МГТФ 19х0,12.

Трансформатор Т4 изготовлен на двух тороидальных сердечниках 50ВЧ2 типоразмера К 17х7х7. Намотка выполнена четырьмя проводами МГТФ 19Х0,12 бифилярно скрученными (по два на обмотку), число витков - 9. Шаг скрутки проводов во всех трансформаторах - 5 мм.

Дроссель L1 - L5 намотаны на тороидальном (К10х6х3) магнитопроводе из феррита М1000НН. L1 содержит 4 витка провода ПЭВ-2 0,3, L2, L3 (оба на одном кольце) - по 3 витка, a L4, L5 (также на одном кольце)- по 2 витка провода ПЭВ-2 0,49. Перед намоткой кольца дросселей и трансформаторов обрабатывают надфилем и покрывают нитролаком или клеем БФ. Можно использовать и готовые дроссели: L1 - индуктивностью 15...20 мкГн, L2, L3 - 10 мкГн, L4, L5 - 5 мкГн.

Проводник, соединяющий затвор транзистора VT1 с другими деталями, пропускают через три ферритовых (М1000НН) кольца, внутренний диаметр которого равен диаметру провода. Такие же кольца устанавливают на обоих концах проводника (по три на каждом), идущего от вывода 9 трансформатора Т2 к конденсатору С2. Магнитопроводы закрепляют клеем БФ.

Монтаж усилителя выполняют на плате размерами 110х180 мм из фольгиро-ванного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм. Размеры платы можно уменьшить, если применять современные малогабаритные резисторы и конденсаторы.

Вначале на плату устанавливают трансформаторы, проверяют надежность паек и отсутствие замыканий с общим проводом на плате. После этого размещают на плате транзистор КТ9125АС, а потом все остальные детали. При окончательной сборке проверяют надежность крепления транзисторов, особенно КТ9125АС, к теплоотводу (его устанавливают со стороны платы, свободной от деталей, размеры не менее 150х100 мм).

Налаживание усилителя начинают с проверки токов в контрольных точках и подбору соответствующих резисторов. Токи в каждом каскаде устанавливают при отсутствии входного сигнала. Конденсатор С16 подбирают по максимуму выходной мощности. При использовании деталей, указанных на схеме, АЧХ усилителя получилась оптимальной для работы в диапазоне 3,5...30 МГц.
Схема в прикреплениях;

УМ-30 ватт

Alex — Thu, 15 Sep 2011 17:30:50 GMT

ТРАНЗИСТОРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Выходная мощность описанного ниже усилителя — не менее 30 Вт при напряжении питания 40 В. Принципиальная схема показана на рис.1.

Напряжения +12 В и +40 В поданы постоянно. Включается усилитель подачей напряжения +12 В при передаче. В отсутствие этого напряжения все каскады заперты.

Вход усилителя подключается через контакты реле (на схеме не показаны) к диапазонному полосовому фильтру трансивера. Небольшой номинал входного резистора R1 уменьшает вероятность самовозбуждения на рабочей частоте. Уровень передачи ТХ устанавливается с помощью потенциометра R2, ось которого выведена на переднюю панель трансивера. Первый каскад выполнен на транзисторе VT1, работающем в классе А. Для согласования с низким входным сопротивлением драйвера на VT3 используется эмиттерный повторитель на транзисторе VT2. Драйвер на VT3 также работает в классе А при токе коллектора 100 мА.

Нагрузкой VT3 служит согласующий трансформатор Тр1, обеспечивающий необходимое возбуждение выходного каскада. Резистор R10 исключает паразитную генерацию каскада на VT3.

Выходной каскад выполнен по двухтактной схеме на транзисторах VT4 и VТ5.Для снижения интермодуляционных искажений цепь базового смещения выполнена в виде источника напряжения с низким выходным сопротивлением на диоде VD1. Выходной каскад работает в классе АБ, ток покоя выходных транзисторов составляет 200 мА.

Коллекторные цепи VT3 и VT4 выполнены по традиционной схеме. Трансформатор Тр2 — симметрирующий, Тр3 — согласующий. Особенностью схемы является то, что Тр3 повышает сопротивление в 36 раз, что дало возможность использовать П-контур с большей индуктивностью катушки (и соответственно большей добротностью), чем это обычно принято в транзисторных РА.

Индуктивность катушки П-контура транзисторного усилителя приблизительно вдвое меньше, а емкость П-контура приблизительно вчетверо больше аналогичных параметров П-контура лампового усилителя. Так как емкости переменных конденсаторов для настройки недостаточно, следует с помощью дополнительных галет переключателя диапазонов включать постоянные конденсаторы на диапазонах 80 и 160 метров.
Детали и конструкция

Высокочастотные трансформаторы Тр1, Тр2 мотаются на ферритовых кольцах проницаемостью 600...2000.

Tp1 намотан на ферритовом кольце с наружным диаметром 10... 12 мм. Первичная обмотка имеет 12 витков провода ПЭЛШО-0,35, намотанных равномерно по окружности. Вторичная обмотка имеет 2+2 витка провода ПЭЛШО-0,35, намотанных между витками первичной.

Тр2 намотан двумя скрученными проводами (2 скрутки на сантиметр) ПЭЛШО-0,6 по окружности кольца К32х18х6 мм с проницаемостью 600...2000 и содержит 12 витков, причем начало одной обмотки и конец другой образуют средний вывод.

Для Тр3 в качестве магнитопровода используются ферритовые трубки диаметров 10 мм и длиной 12 мм от контуров ПЧ вещательных приемников "Селга", "Альпинист" и пр. Для сборки Тр3 требуется вырезать из одностороннего фольгированного стеклотекстолита две одинаковые пластины, причем у одной в фольге сделан разрез (рис.2).

Между этими пластинами впаиваются две медные трубки диаметром 5 мм, на которые надеты по 2 ферритовых трубки. Медные трубки и пластина с цельной фольгой образуют первичную обмотку. Вторичную же обмотку образуют 6 витков монтажного провода во фторопластовой изоляции, пропущенных через медные трубки.

Катушка П-контура LI — бескаркасная и содержит 12 витков ПЭВ-1,5... 2 мм. Расстояние между витками — 2 мм. Диаметр намотки — 20 мм. Отводы — от 5-го и 7-го витка (слева направо — 5+2+5 вит.).

L2 содержит 5+5+10+20 витков ПЭВ-0,8... 1,0 мм на каркасе диаметром 20 мм. Намотка — рядовая, 40 витков.

Усилитель без П-контура монтируется на дюралевой пластине размерами 95х110 мм толщиной 8...12 мм. Это может быть теплоотвод с гладкой поверхностью с одной стороны. К этой пластине следует привинтить транзисторы VT3, VT4, VT5 и диод VD1. К этой же пластине привинчена плата из фольгированного стеклотекстолита. Распайка выводов деталей ведется на "пятачках", вокруг которых удалена фольга в виде кольцевой дорожки. Монтаж усилителя показан на рис.3.

В качестве VT1 можно использовать КТ325, КТ3117. Вместо КТ603 можно использовать КТ608. Вместо КТ922А подойдут КТ907, КТ909А. Для выходных транзисторов VT4, VT5 подойдут КТ909Г. При применении КТ930, КТ931, КТ956, КТ960 следует ожидать увеличения выходной мощности.
Настройка

Подбором резистора R9 устанавливается ток покоя VT3, равный 100 мА. С помощью потенциометра R13 устанавливается ток покоя VT4, VT5, равный 200 мА. Во избежание пробоя выходных транзисторов следует избегать длительной работы усилителя в режиме настройки. Работа без антенны недопустима.

У автора описанный усилитель используется в трансивере "Альбатрос 9" вместо лампового усилителя. Плата усилителя располагается в отсеке П-контура на боковой стенке перегородки, напротив силового трансформатора.
Схемы в прикреплениях:

Широкополосный УМ Дроздова

Alex — Thu, 15 Sep 2011 17:28:03 GMT

Широкополосный усилитель мощности

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.

УМ на транзисторах 100 ватт

Alex — Thu, 15 Sep 2011 17:25:25 GMT

Собирая более десяти лет транзисторные усилители мощности, мне довелось переделать множество конструкций отечественных радиолюбителей. Но большинство из них были либо сложны в изготовлении и настройке, либо были склонны к самовозбуждению, что приводило к мгновенному выходу из строя выходных транзисторов. Прочитав книгу Э.Реда "справочное пособие по высокочастотной схемотехнике" и, опираясь на собственный опыт, я пришел к выводу, что усилитель мощности должен быть максимально прост по схемному построению и, самое главное, он должен иметь минимальное количество радиоэлементов, способствующих к самовозбуждению. К таким элементам относятся дроссели и всевозможные катушки индуктивности.

Два года назад мой товарищ С.Высоких (RX3VA) купил трансивер FT-840 и любезно предоставил мне его схему. Проанализировав увиденное, заинтригованный ее простотой, я понял, — это то, что мне нужно. Конечно, моя схема усилителя значительно отличается от FT-840, между прочим, в сторону еще большего упрощения. Мне также кажется, что это одна из самых простых схем широкополосных усилителей (до 100...150 Вт) на сегодняшний день, но к сожалению примененные в ней транзисторы чрезвычайно дороги.
Схема и конструкция усилителя мощности

Для изготовления усилителя, схема которого приводится на рис.1, не потребуется травления плат, весь монтаж делается по методу С.Жутяева, описанному в его книге "Любительская УКВ радиостанция". В общем случае, этот метод подразумевает монтаж на вырезанных круглых площадках с использованием специального резака. Я очень советую сделать такой резак из плоского надфиля, чтобы он не был слишком длинным рабочую часть нужно сломать пополам. Надфиль хорош тем, что он сделан из очень прочной стали, и его не придется все время затачивать. У меня такой резак работает десять лет, и я ни разу его не точил. Также у надфиля очень удобная форма для изготовления нужного нам резака, и готовый хвостовик для зажима в ручной дрели. Способ изготовления и форму резака я не буду описывать, единственное скажу, что обтачивать его лучше на тонком алмазном круге. Не поленитесь, сделайте себе такой инструмент, потому что с его помощью можно много что делать, и порой он бывает незаменим.

Далее нам потребуется радиатор, обязательно игольчатый, иначе он будет неоправданно большого размера. Радиатор моего усилителя имеет ширину 100 мм, длину 150 мм, высота игл 15 мм. Другая сторона радиатора гладкая. С гладкой стороны радиатора по углам четырьмя винтами МЗ, отступив по 5 мм от краев, приворачивается кусок одностороннего стеклотекстолита, фольгой вверх. Прямоугольник из стеклотекстолита должен быть на 20 мм короче длины радиатора, а по высоте такой же — ширина 100 мм, длина 130 мм. Он приворачивается по центру радиатора, то есть с каждой стороны остается по 10 мм "голого" радиатора. Это нужно для последующего крепления радиатора к корпусу транси-вера. Нужно также нарезать несколько полосок из одностороннего стеклотекстолита шириной 20...25 мм и длиной не менее 150 мм для изготовления боковых стенок платы, чтобы получить форму коробки. Припаивать их пока не нужно.

Следующим этапом нужно намотать все ВЧ-трансформаторы. Для того, чтобы разметить монтажную плату, поскольку четких установок здесь нет - монтаж в общем-то произвольный. Он зависит только от используемых элементов. Еcтественно, монтаж должен быть максимально плотным.

Далее с одной из сторон платы нужно отмерить приблизительно 30 мм. На этом месте будет впаяна внутренняя перегородка. Получившийся отсек предназначен для размещения в нем стабилизатора 5 вольт - микросхема КРЕН5А, стабилизатора 0,7 вольта на КТ817А и автоматики обдува радиатора. В большом отсеке собирается схема самого усилителя мощности.

Монтаж производится следующим образом. Собираются вместе транзисторы, трансформаторы и начинается пробная примерка их расположения на плате с учетом остальных деталей и возможностью доступа к ним при пайке. Самое главное - определить месторасположение транзисторов. После чего сверлятся отверстия под транзисторы КТ610 и КТ920. Диаметр сверла соответствует нарезке резьбы в радиаторе для данных транзисторов, отверстия сверлятся сквозь плату и радиатор по месту установки. Далее размечаются вырезы в плате под выходные транзисторы. Плата отворачивается от радиатора, в ней вырезаются, отмеченные ранее квадраты под выходные транзисторы и просверливаются отверстия большего диаметра под КТ610 КТ920 таким образом, чтобы опорная площадка транзистора свободно вставлялась. Затем плата вновь приворачивается к радиатору, заранее нарезав в нем резьбу под КТ610 КТ920. Транзисторы вворачиваются в радиатор. При затягивании транзисторов они не обязательно совпадут своими выводами в нужную сторону. Поэтому придется подобрать под транзисторы небольшие прокладки, вырезав их из медной фольги.

Очень важный момент: все транзисторы обязательно должны быть посажены на не засыхающую смазку. Никакая полировка радиатора не поможет. Прокладки под транзисторы также должны быть смазаны с обеих сторон. С выходными транзисторами все гораздо проще, они просто вставляются в квадратные отверстия, для их крепления в радиаторе нарезается резьба МЗ, все это затягивается, естественно, также через смазку. Затем по месту приклеиваются к плате ВЧ-трансформаторы. Делать это нужно, подложив кусочек картона от ненужных QSL-карточек, приклеив сначала картон к плате, а потом на него и сам транзистор.

Перед установкой транзисторов, у которых вывод эмиттера по схеме идет на землю. Их нужно укоротить до минимума под последующую пайку к плате.

Теперь о изготовлении ВЧ-трансформаторов. Конечно, об этом было много написано в разной литературе, но я расскажу, как их нужно делать в данном случае. Берется кусочек стеклотекстолита, скальпелем или ножом его нужно расщепить, чтобы образовавшаяся толщина была удобна для резки ножницами. Берутся ферритовые кольца, которые предполагаются к использованию в данном трансформаторе. Два таких кольца прикладываются друг к другу, и по внутренним отверстиям колец на фольге размечаются два отверстия. Кольца убираются, а в стеклотекстолите сверлятся отверстия такого же диаметра, как внутренние отверстия колец. Лучше сделать несколько таких заготовок, так как не всегда удается сразу точно просверлить. Далее потребуется медная тонкая фольга, можно взять с экранов трансформаторов. Берется сверло чуть меньшего диаметра, каким сверлились отверстия в заготовках. На хвостовик этого сверла наматываются 1,5 витка фольги, то есть делаются своеобразные медные трубочки. В одной из стек-лотекстолитовых заготовок прорезается узкая полоска и снимается фольга между отверстиями. В любую из заготовок вставляются обе трубочки, на них надевается нужное количество ферритовых колец, надевается вторая заготовка, плотно сжимается, а края трубочек аккуратно пропаиваются к стеклотекстолиту. Излишки срезаются, края трубочек обрабатываются надфилем. Затем ножницами срезаются излишки стеклотекстолита по размеру колец, также обрабатываются напильником. В конце концов, получается аккуратный ВЧ-трансформатор. Ферритовые кольца, применяемые в трансформаторах, могут быть проницаемостью 400...1500НН. Лучше использовать 600НН.

Размеры трансформаторов

Выходной трансформатор ТЗ состоит из колец диаметром 10...12 мм с высотой общего набора 24 мм. Вторичная обмотка содержит 2 витка провода МГТФ 0,75...1,0 мм. Трансформаторы Т1, Т2 состоят из колец диаметром 7 мм/Т1 содержит по 3-4 кольца в каждом плече, Т2 по 4—5 колец. Первичная обмотка Т1 содержит 8 витков провода МГТФ 0,3 мм. Первичная обмотка Т2 содержит 4 витка МГТФ 0,3-0,5 мм. Вторичная обмотка выходных трансформаторов должна быть намотана обязательно проводом во фторопластовой изоляции. По нему протекает большой ток и трансформатор нагревается. Любой другой провод может просто замкнуть.

Вернемся к усилителю. После установки транзисторов и приклеивания ВЧ-трансформаторов следует припаять стенки платы, иначе потом их будет неудобно припаивать. Далее начинается сам монтаж. Нужные площадки вырезаются по мере необходимости в требуемых местах. Естественно, перед всеми этими действиями вся фольга на стеклотекстолите должна быть зачищена наждачной бумагой и покрыта слоем канифоли, растворенной в спирте или в ацетоне. Теперь об изготовлении дросселей. Для этого берется кусочек провода нужного диаметра, что нужно зачищается и облуживается. Подбирается кусочек полихлорвиниловой изоляции, снятый с многожильного провода, таким образом, чтобы он плотно одевался на подготовленный провод, с тем, чтобы сверху можно было бы плотно одеть ферритовые колечки маленького диаметра. Затем надевается нужное количество и фиксируется клеем - дроссель готов. Маленькие ферритовые колечки берутся от блоков памяти очень старых ЭВМ.

ВЧ-дроссели содержат по 5...7 колец, а диаметр провода берется из расчета протекающего через него тока. На выходной трансформатор подбирается провод диаметром не менее 2 мм, для остальных 1-1,5 мм. В усилителе применен довольно оригинальный способ крепления диодов, осуществляющих термостабилизацию транзисторов выходного и предварительного каскадов. В том месте, где нужно установить данный диод, сверлится отверстие диаметром 4 мм. Аккуратно просверлив плату и, немного углубившись в радиатор, в это отверстие набивается не засыхающая смазка, затем туда вставляется диод земляным выводом внутрь. Естественно его вывод выходит наружу и припаивается сразу же у края отверстия. Так обеспечивается отличный тепловой контакт и простота крепления, поэтому очень удобно применить диоды КД102 и КД103 в форме бусинок.

Сам усилитель мощности - это те элементы, которые находятся на радиаторе, но для подключения его к выходу смесителя транси-вера после полосовых фильтров, где сигнал обычно бывает около 200...500 мВ. Потребуется собрать предварительный широкополосный каскад на транзисторе КТ610А. Он собирается на отдельной плате и соединяется с усилителем отрезком тонкого коаксиального кабеля 50 Ом, рис.2.

Методы защиты данного усилителя от плохого КСВ

Усилитель не требует специальных систем защиты, кроме одной. Он должен быть оснащен системой принудительного обдува радиатора.
Даже не пытайтесь делать усилитель мощностью более 40 Вт без обдува радиатора!
Сделать его конечно можно, но тогда радиатор будет размером с два кирпича. Поэтому мой усилитель оснащен простейшей, но очень эффективной системой обдува, автоматически включающей и выключающей вентилятор. Сам вентилятор берется от процессора компьютера - это уже не дефицит. Около выходных транзисторов, посредине радиатора плоскогубцами выламываются иглы радиатора по контуру вентилятора. Для его крепления сверлятся нужные отверстия, нарезается резьба МЗ и через прокладки снизу, прикручивается сам вентилятор. Его выводы просовываются в просверленное насквозь радиатора и платы отверстие. Вентилятор подсоединяется к устройству автоматики через простейший фильтр, состоящий из дросселя ДМ-01, индуктивностью 50...200 мкГ и электролитического конденсатора 20...100 мкФ на 16 В. Если лень делать автоматику, включите вентилятор постоянно, он совершенно не шумит. Но обязательно через фильтр, иначе будет небольшой шум в режиме приема.

Терморезистор системы автоматики вентилятора ММТ-4. Он установлен со стороны радиатора. Между его иглами выводы резистора проходят сквозь сквозные отверстия в плате и радиаторе, один корпусной вывод запаян на землю внутри платы, другой идет в автоматику. На него надета изолирующая трубочка. Желающим сделать автоматику, следует иметь в виду то, что настраивать включение вентилятора должно происходить при нагреве радиатора чуть больше комнатной температуры в жаркий летний день. Это связано с инерционностью самого прогрева радиатора и терморезистора, поэтому обеспечит упреждающее охлаждение радиатора. Так же это связано с тем, что данный вентилятор не рассчитан для охлаждения такой большой мощности. Как показала полуторогодо-вая практика эксплуатации моего трансивера, с этим усилителем проблем с температурным режимом нет даже при работе в длительных контестах.
Усилитель обязательно требует подключения ФНЧ на каждый любительский диапазон.
Схемы и конструкции ФНЧ могут быть любые. В моем трансивере применены диапазонные двухзвенные ФНЧ, переключаемые реле РЭС-10. Схема и намоточные данные изображены на рис. 3 . При создании ФНЧ ставилась цель сделать его небольших размеров и без применения печатного монтажа. Первое что нужно сделать — приблизительно рассчитать размеры коробки. Почему приблизительно? Да потому, что в последствии можно разместить в ней не 6, а все 9 диапазонов. Ширина коробки равна 8 см, длина для 6 диапазонов - 9 см. Высота 5 см. Коробка спаяна из фольгированного стеклотекстолита. По дну коробки делается предварительная разметка по диапазонам. Обычным карандашом прочерчиваются поперечные линии, размечающие прямоугольные секции по 1,5 см на каждый диапазон, далее их следует продлить с внутренней стороны по боковинкам коробки. По центру каждой секции на дне коробки рассверливаются по одному монтажному пятачку (по методу С.Жутяева).

Затем для распайки нужно подготовить реле РЭС-10. У каждого реле отгибается один контакт обмотки таким образом, чтобы при прикладывании реле узким боком к гладкой поверхности этот контакт прилегал к ней параллельно. На этом контакте с помощью пайки и будет держаться реле на плате ФНЧ. Все реле поочередно припаиваются к боковым стенкам коробки, они устанавливаются контактами вверх посредине секций. При этом реле должны плотно упираться одной (нижней) плоскостью в дно коробки, а другой --- к стенке. Соединительные провода между парами реле проходят изнутри по торцевым стенкам коробки. Для вывода проводов сверлятся 6 отверстий в любом месте на стенке коробки там, где удобнее. Если коробка сделана из двустороннего текстолита, как у меня, то удобно на внешней стороне коробки рассверлить еще шесть дополнительных монтажных пятачков. К ним припаиваются провода, выходящие из отверстий. Каждое реле заблокировано ВЧ конденсатором от 1000 пФ до 0,1 мФ (не принципиально).

Распайка остальных контактов реле производится согласно схеме либо посеребренным, либо просто облуженным медным проводом диаметром 0,8...1,0 мм. Контакты реле изгибаются таким образом, чтобы к ним было удобно подпаиваться.

Катушки впаиваются в самую последнюю очередь. Их концы изгибаются горизонтально дну коробки, высота от дна коробки должна быть не менее 5 мм. Один конец катушки запаивается непосредственно на реле, другой на монтажную площадку, к которой припаивается блокировочный конденсатор.

Для изготовления земляных шин берутся два обпуженных провода диаметром 1,0...1,5 мм и припаиваются поперек коробки к торцевым стенкам. Их удобнее протянуть рядом с контактами для удобства распайки.

Вход и выход ФНЧ делается коаксиальным кабелем не тоньше 4 мм. Кабель пропущен через те же отверстия в боковых стенках. После настройки фильтр закрывается текстолитовой крышкой, которая утапливается внутрь коробки на 2...3 мм и в нескольких местах прихватывается пайкой.

Настройка усилителя

Она чрезвычайно проста. В самом начале закорачивается вход усилителя, снимается питание с выходных транзисторов, питание на предварительные транзисторы КТ920 подается через миллиамперметр и подбором диода Д1 устанавливается ток покоя транзисторов 90...130 мА. Если ток будет очень мал, можно включить последовательно два диода, но лучше подобрать один. Далее снимается питание с предварительного каскада, на эмиттере транзистора КТ817А под-строечным резистором выставляется напряжение около 0,7 вольт.

Через миллиамперметр подается питание на выходные транзисторы и этим же резистором выставляется ток покоя 250...300 мА. Вход усилителя размыкается и соединяется с источником ВЧ сигнала. На выход подключается мощная нагрузка 50 (75) Ом, подаются все напряжения, в том числе и на выходные транзисторы через амперметр с током предельного отклонения не менее 20А. Затем на вход усилителя плавно подается ВЧ сигнал до достижения тока около 20А. В принципе усилитель готов.

Далее следует подстроить ФНЧ. Это можно сделать следующим образом: между усилителем и ФНЧ включается КСВ-метр; на выход ФНЧ подключается нагрузка 50 (75) Ом с измерителем выходного напряжения, это может быть простейший прибор. Подбирая последовательно конденсаторы в ФНЧ, следует добиваться наименьшего КСВ при максимальном напряжении на выходе и минимальном токе потребления. Только не поймите минимальный ток потребления буквально, просто дело в том, что по мере настройки, будут возникать моменты, когда ток будет резко расти, а выходное напряжение оставаться на месте. Вот и нужно настроить емкости так, чтобы номинальный ток соответствовал максимальному напряжению на выходе. Не забывая при этом о хорошем КСВ. В моем трансивере такой усилитель при напряжении питания 13,8В в режиме несущей потребляет максимальный ток 22А.

Подключение к QRP радио

Для владельцев QRP трансиверов мощностью до 5 Вт, например, YAESU FT-817. Можно подключить данный усилитель, зашунтировав его вход 4-ваттным резистором 50 Ом, например, два резистора МЛТ-2 по 100 Ом и подобрать мощность возбуждения, чтобы ток усилителя не превышал 20А. Делать это нужно в самом усилителе, а не в предварительном каскаде, который собран на отдельной плате. Этот каскад вообще не потребуется и делать его не нужно.

А.Федотов ( UA3VFS)
Радио-дизайн №16-17

В прикреплениях схема: