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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Transceptor KB amplificador de potencia. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Amplificadores de potencia de RF El dispositivo descrito permite la amplificación lineal de potencia en el rango de frecuencia de 1,83 a 29,7 MHz. Su impedancia de entrada y salida es de unos 50 ohmios. El nivel máximo de la señal de entrada es de 150 mV (valor efectivo). Cuando se probó por el método de dos frecuencias, la potencia a una frecuencia de 14,1 MHz en el pico de la envolvente en una carga con una resistencia de 50 ohmios alcanzó los 75 W, y el nivel de modulación mutua no superó los 30 dB. En este caso, la etapa terminal consumió una corriente de 27 A de una fuente de voltaje de 5 V. La eficiencia de la etapa terminal cuando opera con un telégrafo y potencia en una carga de 40 W es del 40%. El diagrama de circuito del amplificador se muestra en la fig. una. La señal de radiofrecuencia del transceptor o transmisor a través del condensador C1 y el diodo abierto VD2 ingresa a la base del transistor VT2, en el que se realiza la etapa del amplificador de entrada. La retroalimentación negativa dependiente de la frecuencia en el circuito del emisor afecta la ganancia a una frecuencia de 22...24 MHz. Un transformador de banda ancha T1 está incluido en el circuito colector del transistor. Se ensambla un atenuador de entrada en las resistencias R7-R9. En el transistor VT3, se realiza una cascada de preterminales, operando en modo clase AB. El voltaje de polarización lo establece el diodo VD3. La corriente de reposo se establece con una resistencia de ajuste R16. Para estabilizar térmicamente el modo de funcionamiento de la cascada, el diodo VD3 tiene un contacto térmico con el transistor VT3. A medida que aumenta la temperatura, la resistencia directa del diodo y el voltaje a través de él disminuyen. Esto reduce la corriente de reposo del transistor VT3. Las resistencias R19, R20 forman un circuito de retroalimentación negativa que aumenta la linealidad de la respuesta de frecuencia y la estabilidad de la cascada. Si es necesario, la respuesta de frecuencia se puede ajustar mediante los elementos C9, R18. La etapa final se ensambla de acuerdo con un circuito push-pull en los transistores VT4, VT5. Los transformadores T2 y T4 igualan las resistencias de entrada y salida del amplificador, respectivamente. Se suministra energía a los colectores de ambos transistores a través de los devanados II, III del transformador T3. Los circuitos de corrección C14C15R24R25R26 y C16C17R27R28R29 reducen la ganancia en la región de baja frecuencia, y C12R23 y C20, junto con el devanado 1 del transformador T3, elevan la respuesta de frecuencia cerca del límite superior del rango de frecuencia de operación.
Para estabilizar la corriente de reposo de los transistores de la etapa final, se utiliza un estabilizador paramétrico en el diodo VD4 y la unión del colector del transistor VT7, que opera en la rama directa de la característica de corriente-voltaje. El seguidor de emisor en el transistor VT6 amplifica la corriente de salida del estabilizador. El transistor VT7, montado en un disipador de calor entre los transistores VT4, VT5, realiza las funciones de un sensor de temperatura. En condiciones normales, el voltaje cae a aproximadamente 4 V en los elementos VD7 y VT1,3. A medida que el disipador de calor se calienta, el voltaje de polarización de los transistores terminales disminuye, lo que evita que aumente la corriente de reposo de los transistores VT4 y VT5. La corriente de colector de los transistores terminales se puede controlar mediante la caída de tensión en la resistencia R33. Para ello, entre los puntos 6 y 7, es necesario encender un microamperímetro (también puede ser un dispositivo utilizado en el S-meter del transceptor) con una corriente de desviación total de la aguja de 100 μA. La cascada en el transistor VT1 realiza las funciones de un interruptor electrónico que controla el atenuador de entrada. Si el punto 3 no está conectado a un cable común, entonces el diodo VD2 está abierto y la corriente fluye a través de él y las resistencias R1, R4, R8, R9. En este caso, el transistor VT1 está en modo de saturación. El diodo VD1 está cerrado y el atenuador está apagado. Si el punto 3 está conectado a un cable común, el transistor se cerrará. El voltaje en su colector aumentará a 6 V. Al mismo tiempo, el diodo VD1 se abrirá y conectará el atenuador de entrada, y VD2 se cerrará. En este modo, la potencia de salida del amplificador es de unos 5 vatios. El método descrito de reducción de potencia no afecta el modo en cascada y garantiza la linealidad de la respuesta de alta frecuencia durante la operación QRP. Por cierto, también se puede utilizar para la reducción de energía de emergencia con el aumento de SWR en el alimentador de antena. Para hacer esto, a la salida de la ruta de transmisión, es necesario instalar un sensor de onda reflejada con un dispositivo de umbral, cuya salida está conectada al punto 3. Las etapas final y final del amplificador se alimentan de una fuente que proporciona una corriente de al menos 5 A a un voltaje de 27 V. Para alimentar el amplificador de entrada y los circuitos de polarización, necesita una fuente de voltaje de 12 V con una corriente de salida de al menos 120 mA. Para filtrar los armónicos a la salida del amplificador, se utiliza un filtro de paso bajo (Fig. 2).
Es posible cambiar los enlaces del filtro al cambiar de un rango a otro con un interruptor jack y un relé (por ejemplo, RPA12, RPS2/7, RES47). El amplificador está construido sobre placa de circuito impreso hecha de lámina de fibra de vidrio de doble cara (Fig. 3). La ubicación de las piezas se muestra en la Fig. 4. El dispositivo utiliza resistencias fijas MLT-0,25, MLT-0,5 (R30, R31). La resistencia R33 está hecha de una pieza adecuada de alambre de nicromo de una espiral de placa calefactora. Resistencias de corte R16, R21, R34 - SPZ-19A. SPZ-27A, SPZ-38A también son adecuados. Condensadores C13, C21, C24 - K50-6, K50-16, el resto - K10-7V o KM. Los diodos KD409A son intercambiables con KD407A o, en casos extremos, con KD522B. Transistor VT1 - KT315 con cualquier índice de letras, VT2 - KT610A o KT606A. En la cascada previa a la terminal, puede usar KT922B, en la terminal uno: KT931A. KT956A y otros con una potencia de salida de al menos 70 vatios. El transformador T1 está hecho sobre un anillo (tamaño K12X6X4,5) de ferrita 1000NN. Los devanados contienen 10 vueltas cada uno, se enrollan simultáneamente con dos conductores PEV-2 0,31 trenzados juntos. Paso de torsión - 10 mm. Los mismos anillos se utilizan en los transformadores T2 y T4 (Fig. 5).
En T4, cinco anillos 3 se colocan en dos tubos de latón 2 de 27 mm de largo con un diámetro exterior de 6 mm y un diámetro interior de 4 mm. Los tubos con anillos se insertan en los orificios de las mejillas 1, 4 hechos de lámina de fibra de vidrio con un espesor de 1,5 ... 2 mm. Los extremos de los tubos están acampanados y soldados. En una de las mejillas, la lámina conecta eléctricamente los extremos de los tubos y en la otra forma dos plataformas. Por lo tanto, los tubos, junto con el camino conductor en la mejilla, forman una bobina volumétrica, que está conectada a los colectores de los transistores VT4 y VT5. El devanado de salida contiene dos vueltas. alambre aislado flexible 5 con una sección transversal de 6,75 mm2, estirado dentro de los tubos. El transformador T2 está dispuesto de manera similar, solo que en él hay tres anillos en cada tubo (su longitud es de 18 mm). Los extremos de los tubos están conectados a los circuitos básicos de los transistores VT4, VT5, y los extremos del devanado que contiene dos vueltas de un cable aislado con una sección transversal de 11 mm0,35 están conectados al condensador C2 y al cable común. El transformador T3 está hecho sobre un núcleo magnético de anillo (tamaño K20X10X6) hecho de ferrita de 1000NN. 10 vueltas de dos conductores PEV-2 0,8 trenzados entre sí (paso de torsión 10 mm) forman los devanados II y III. El devanado 1 es una bobina de un cable de montaje con una sección transversal de 0,12 mm, enroscada a través de un orificio en el circuito magnético. Los transistores VT3-VT5, VT7 se colocan en disipadores de calor. El diodo VD3, instalado cerca del transistor VT3, está lubricado con una pequeña cantidad de pasta conductora de calor KPT-8 para un mejor contacto térmico.
Los datos de los elementos LPF se dan en la tabla. Sus bobinas en las bandas de 14, 21 y 28 MHz están enrolladas con un cable PEV-2 de 1 mm de diámetro, en el resto, 1,2 mm. La configuración del amplificador comienza con la verificación de los modos de los transistores. La resistencia de corte R16 establece la corriente de reposo del transistor VT3 igual a 40 mA. La resistencia R21 asegura que la corriente de reposo del amplificador final sea de 100 mA. Luego, el punto 3 de la placa de circuito impreso se conecta a un cable común. Un generador está conectado a la entrada del amplificador y un filtro de paso bajo con una carga de 50 ohmios está conectado a la salida. Al aplicar una señal con una frecuencia de 29 MHz a un nivel de 50 mV, se controla el voltaje en la carga. Posteriormente se intercambian los extremos del devanado 1 del transformador T3 y se repite la operación anterior. En el futuro, se utiliza la inclusión, en la que el nivel de la señal de salida es mayor. A continuación, se selecciona el condensador C20, logrando el voltaje de salida máximo. Luego, debe verificar la potencia en las bandas de aficionados restantes. Si el amplificador no se autoexcita en ninguno de ellos, quite el puente entre el punto 3 y el cable común y vuelva a controlar la potencia en cada rango. Durante la verificación final del amplificador, se alimenta una señal modulada en amplitud a la entrada del generador y la forma de la envolvente se controla en la carga con un osciloscopio. No debe tener distorsión visible en todos los niveles de potencia. Usando un generador de dos frecuencias [1], atenuador de paso [2], analizador de espectro [3, 4], es posible medir el nivel de los productos de intermodulación y el valor relativo de los componentes fuera de banda. Si estamos hablando de un amplificador de potencia con excitación de un generador, estos serán solo armónicos de la frecuencia fundamental. En el caso de probar un transceptor terminado en el espectro, además de los armónicos, habrá señales de osciladores locales y sus armónicos, así como muchos componentes que han surgido durante la conversión de la señal. En cualquier caso, no deben superar los -40 dB. Literatura 1. Skrypnik V. Generador de dos frecuencias. - Radio, 1985, N° 8, pág. 22-23. Autor: V. Skrypnik (UY5DJ), Jarkov; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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