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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Amplificador de potência KB transceptor. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / amplificadores de potência RF O dispositivo descrito permite a amplificação linear de potência na faixa de frequência de 1,83 a 29,7 MHz. Sua impedância de entrada e saída é de cerca de 50 ohms. O nível máximo do sinal de entrada é 150 mV (valor efetivo). Quando testado pelo método de duas frequências, a potência na frequência de 14,1 MHz no pico do envelope em uma carga com resistência de 50 Ohms atingiu 75 W e o nível de modulação mútua não ultrapassou 30 dB. Neste caso, o estágio terminal consumiu uma corrente de 27 A de uma fonte de tensão de 5 V. A eficiência do estágio terminal ao operar com telégrafo e potência em uma carga de 40 W é de 40%. O diagrama de circuito do amplificador é mostrado na fig. 1. O sinal de radiofrequência do transceptor ou transmissor através do capacitor C1 e do diodo aberto VD2 é alimentado à base do transistor VT2, no qual é feito o estágio de amplificação de entrada. O feedback negativo dependente de frequência no circuito emissor afeta o ganho em uma frequência de 22...24 MHz. Um transformador de banda larga T1 está incluído no circuito coletor do transistor. Um atenuador de entrada é montado nos resistores R7-R9. No transistor VT3, é feita uma cascata pré-terminal, operando no modo classe AB. A tensão de polarização é definida pelo diodo VD3. A corrente quiescente é ajustada com um resistor de ajuste R16. Para estabilizar termicamente o modo de operação da cascata, o diodo VD3 possui um contato térmico com o transistor VT3. À medida que a temperatura aumenta, a resistência direta do diodo e a tensão através dele diminuem. Isso reduz a corrente quiescente do transistor VT3. Os resistores R19, R20 formam um circuito de feedback negativo que aumenta a linearidade da resposta de frequência e a estabilidade da cascata. Se necessário, a resposta em frequência pode ser ajustada pelos elementos C9, R18. O estágio final é montado de acordo com um circuito push-pull nos transistores VT4, VT5. Os transformadores T2 e T4 correspondem às resistências de entrada e saída do amplificador, respectivamente. A alimentação é fornecida aos coletores de ambos os transistores através dos enrolamentos II, III do transformador T3. Os circuitos de correção C14C15R24R25R26 e C16C17R27R28R29 reduzem o ganho na região de baixa frequência, e C12R23 e C20, juntamente com o enrolamento 1 do transformador T3, elevam a resposta de frequência próximo ao limite superior da faixa de frequência de operação.
Para estabilizar a corrente quiescente dos transistores do estágio final, é utilizado um estabilizador paramétrico no diodo VD4 e na junção coletora do transistor VT7, que opera no ramo direto da característica corrente-tensão. O seguidor de emissor no transistor VT6 amplifica a corrente de saída do estabilizador. O transistor VT7, montado em um dissipador de calor entre os transistores VT4, VT5, executa as funções de um sensor de temperatura. Em condições normais, a tensão cai para aproximadamente 4 V nos elementos VD7 e VT1,3. À medida que o dissipador de calor esquenta, a tensão de polarização dos transistores terminais diminui, o que impede o aumento da corrente quiescente dos transistores VT4 e VT5. A corrente de coletor dos transistores terminais pode ser controlada pela queda de tensão no resistor R33. Para fazer isso, entre os pontos 6 e 7, é necessário ligar um microamperímetro (também pode ser um dispositivo usado no S-meter do transceptor) com uma corrente de deflexão total da agulha de 100 μA. A cascata no transistor VT1 executa as funções de um interruptor eletrônico que controla o atenuador de entrada. Se o ponto 3 não estiver conectado a um fio comum, o diodo VD2 está aberto e a corrente flui através dele e dos resistores R1, R4, R8, R9. Neste caso, o transistor VT1 está no modo de saturação. O diodo VD1 está fechado e o atenuador está desligado. Se o ponto 3 estiver conectado a um fio comum, o transistor fechará. A tensão em seu coletor aumentará para 6 V. Ao mesmo tempo, o diodo VD1 abrirá e conectará o atenuador de entrada e o VD2 fechará. Neste modo, a potência de saída do amplificador é de cerca de 5 watts. O método descrito de redução de potência não afeta o modo cascata e garante a linearidade da resposta de alta frequência durante a operação QRP. A propósito, ele também pode ser usado para redução de energia de emergência com o aumento da ROE no alimentador da antena. Para fazer isso, na saída do caminho de transmissão, é necessário instalar um sensor de onda refletida com um dispositivo de limiar, cuja saída é conectada ao ponto 3. Os estágios finais e finais do amplificador são alimentados por uma fonte que fornece uma corrente de pelo menos 5 A a uma tensão de 27 V. Para alimentar o amplificador de entrada e os circuitos de polarização, você precisa de uma fonte de tensão de 12 V com uma corrente de saída de pelo menos 120 mA. Para filtrar harmônicos na saída do amplificador, é utilizado um filtro passa-baixa (Fig. 2).
É possível alternar os links de filtro ao alternar de uma faixa para outra com uma chave jack e um relé (por exemplo, RPA12, RPS2/7, RES47). O amplificador é construído em placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de folha dupla face (Fig. 3). A localização das peças é mostrada na Fig. 4. O dispositivo usa resistores fixos MLT-0,25, MLT-0,5 (R30, R31). O resistor R33 é feito de um pedaço adequado de fio de nicromo de uma espiral de placa de aquecimento. Resistores Trimmer R16, R21, R34 - SPZ-19A. SPZ-27A, SPZ-38A também são adequados. Capacitores C13, C21, C24 - K50-6, K50-16, o resto - K10-7V ou KM. Os diodos KD409A são intercambiáveis com KD407A ou, em casos extremos, com KD522B. Transistor VT1 - KT315 com qualquer índice de letras, VT2 - KT610A ou KT606A. Na cascata pré-terminal, você pode usar o KT922B, no terminal - KT931A. KT956A e outros com potência de saída de pelo menos 70 watts. O transformador T1 é feito em um anel (tamanho K12X6X4,5) de ferrite 1000NN. Os enrolamentos contêm 10 espiras cada, são enrolados simultaneamente com dois condutores PEV-2 0,31 torcidos juntos. Passo de torção - 10 mm. Os mesmos anéis são usados nos transformadores T2 e T4 (Fig. 5).
Em T4, cinco anéis 3 são colocados em dois tubos de latão 2 27 mm de comprimento com um diâmetro externo de 6 e um diâmetro interno de 4 mm. Tubos com anéis são inseridos nos orifícios das bochechas 1, 4 feitas de fibra de vidro com espessura de 1,5 ... 2 mm. As extremidades dos tubos são alargadas e soldadas. Em uma das bochechas, o papel alumínio conecta eletricamente as pontas dos tubos e, na outra, forma duas plataformas. Assim, os tubos, juntamente com o caminho condutor na bochecha, formam uma bobina volumétrica, que é conectada aos coletores dos transistores VT4 e VT5. O enrolamento de saída contém duas voltas. fio isolado flexível 5 com seção transversal de 6,75 mm2, esticado no interior dos tubos. O transformador T2 é organizado de maneira semelhante, apenas nele existem três anéis em cada tubo (seu comprimento é de 18 mm). As extremidades dos tubos são conectadas aos circuitos básicos dos transistores VT4, VT5 e as extremidades do enrolamento contendo duas voltas de um fio isolado com seção transversal de 11 mm0,35 são conectadas ao capacitor C2 e a um fio comum. O transformador T3 é feito em um núcleo magnético de anel (tamanho K20X10X6) feito de ferrite 1000NN. 10 voltas de dois condutores PEV-2 0,8 torcidos juntos (passo de torção 10 mm) formam os enrolamentos II e III. O enrolamento 1 é uma bobina de um fio de montagem com seção transversal de 0,12 mm, enfiada em um orifício no circuito magnético. Os transistores VT3-VT5, VT7 são colocados em dissipadores de calor. O diodo VD3, instalado próximo ao transistor VT3, é lubrificado com uma pequena quantidade de pasta condutora de calor KPT-8 para melhor contato térmico.
Os dados dos elementos LPF são fornecidos na tabela. Suas bobinas nas faixas de 14, 21 e 28 MHz são enroladas volta a volta com fio PEV-2 com diâmetro de 1 mm, nas demais - 1,2 mm. A configuração do amplificador começa com a verificação dos modos dos transistores. O resistor trimmer R16 define a corrente quiescente do transistor VT3 igual a 40 mA. O resistor R21 garante que a corrente quiescente do amplificador final seja de 100 mA. Em seguida, o ponto 3 da placa de circuito impresso é conectado a um fio comum. Um gerador é conectado à entrada do amplificador e um filtro passa-baixa com carga de 50 ohms é conectado à saída. Aplicando um sinal com frequência de 29 MHz a um nível de 50 mV, a tensão na carga é controlada. Em seguida, trocam-se as pontas do enrolamento 1 do transformador T3 e repete-se a operação anterior. No futuro, a inclusão é usada, na qual o nível do sinal de saída é maior. Em seguida, o capacitor C20 é selecionado, atingindo a tensão de saída máxima. Então você precisa verificar a potência nas bandas amadoras restantes. Caso o amplificador não seja auto-excitado em nenhuma delas, retire o jumper entre o ponto 3 e o fio comum e controle novamente a potência em cada faixa. Durante a verificação final do amplificador, um sinal modulado em amplitude é alimentado na entrada do gerador e a forma do envelope é controlada na carga com um osciloscópio. Não deve ter distorção visível em todos os níveis de potência. Utilizando um gerador de duas frequências [1], atenuador de passo [2], analisador de espectro [3, 4], é possível medir o nível de produtos de intermodulação e o valor relativo de componentes fora de banda. Se estivermos falando de um amplificador de potência com excitação de um gerador, serão apenas harmônicos da frequência fundamental. No caso de testar um transceptor finalizado no espectro, além dos harmônicos, haverá sinais de osciladores locais e seus harmônicos, bem como muitos componentes que surgiram durante a conversão do sinal. Em qualquer caso, eles não devem exceder -40 dB. Literatura 1. Skrypnik V. Gerador de duas frequências. - Rádio, 1985, n.º 8, p. 22-23. Autor: V. Skrypnik (UY5DJ), Kharkov; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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