|
Acasă | Articole | Proiecte | Produse | Favorite | Despre | |
|
Postat la - 25 august 2017
Fiind o stație QRP aproape tot timpul (4W pe 80m), în timpul verii zgomotul de fond a devenit prea puternic, iar propagarea ionosferică foarte slabă în banda de 80m, așa că trebuia să fac ceva pentru a compensa aceste condiții slabe. O antenă mai bună era o opțiune validă, dar prea complicată momentan, așa că am decis să construiesc un amplificator push-pull cu doi IRF510 găsiți în cutia mea cu componente vechi.
Am realizat mai întâi un circuit amplificator push-pull super simplu, în stil „ugly prototyping”. IRF510 a performat foarte bine pe 80m, a funcționat din prima încercare. După ce am finalizat prototipul funcțional, am integrat acest amplificator în traficul radio, ieșind clar peste zgomot. Prietenii mi-au dat rapoarte 59+20 pe bandă, deci decizia de a construi un amplificator solid cu acești MOSFET-i ieftini a fost evidentă.
Obiectivele principale au fost:
Din păcate, nu am avut prea mult timp să desenez schemele în programe *CAD pentru acest proiect. Așa că le prezint în format hârtie și pix :)
Pe placa amplificatorului avem practic două IRF510 în configurație push-pull. Începând de la intrare, avem două rezistențe de 100 ohmi @5W în paralel, văzute ca 50 ohmi de către transceiverul nostru, un atenuator de 150 ohmi, apoi un transformator de tensiune 1:1 cu 4 spire la primar și 2x4 spire la secundar, înfășurat pe un miez binocular, tip 43 de la FAIR-RITE (2843000302). Deoarece 4W înseamnă 21Vp peste 50 ohmi și tensiunea maximă pe poarta IRF510 este aprox. 20V, transformatorul de intrare a fost ales cu raport 1:1, astfel încât funcția sa principală este să împartă unda completă în semionde pozitive pentru MOSFET-uri. Pentru un ciclu de semiondă, transformatorul oferă tensiune pozitivă către poarta unui MOSFET activând conducția și tensiune negativă către poarta celuilalt MOSFET, blocându-l; pentru următorul ciclu de semiondă polaritatea tensiunii este inversată. Cele două trimmere setează tensiunea de bias individual pentru fiecare MOSFET.
Drenele sunt conectate la +25V prin înfășurarea primară a transformatorului de ieșire, care acționează ca un transformator cu raport de 1:4 spire, format din 2 spire cu punct median la primar și 4 spire ca înfășurare secundară. Rolul înfășurării primare este să reasambleze semiondele într-o formă de undă completă, maximizând curentul. Firele primare sunt răsucite împreună pentru a egala amplitudinea formei de undă pentru ambele semiperioade. Înfășurarea secundară transformă impedanța de la joasă la medie pentru a livra cea mai mare parte a puterii către sarcina de 50 ohmi. Miezul este de tip 43, FAIR-RITE (2643540002). Un condensator de 2200uF cu ESR scăzut și un RFC înfășurat pe un toroizi (KEMET ESD-R-25D-8) suprimă RF-ul care merge spre alimentare. Un circuit acordat format din 1.8uH și 750pF setează impedanța de ieșire la 50 ohmi pentru banda de 80m. Condensatorul de 1.5nF @10KV între drenele MOSFET-urilor îmbunătățește dramatic unda sinusoidală la frecvențe joase. Asta e tot, poate o îmbunătățire ar fi să creștem cele două rezistențe de bias de la 2k2 la 10k sau mai mult pentru a crește impedanța de intrare.
Circuitele de reglaj pot fi văzute în colțul din stânga sus, reducând tensiunea de la 37-25V la 15V pentru a furniza tensiune fixă circuitelor de precizie, senzorului de temperatură și temporizatorului VOX. Este format dintr-o diodă zener, mai mulți condensatori de filtrare și o combinație darlington în bază comună din doi tranzistori, 2N3904 și BD139, care funcționează ca amplificator de curent.
Circuitele de răcire, în colțul din dreapta sus. Am folosit un senzor de temperatură necunoscut pentru acest circuit, măsurat cu ohmmetrul a arătat aproximativ 8k la 23°C și 6k la 35°C. Practic, pragul de temperatură este setat de potențiometrul de 500 care deschide tranzistorul 2N3409, care la rândul său deschide tranzistorul BD136, ce acționează ca amplificator de tensiune pentru ventilator. Observă feedback-ul pozitiv prin rezistența de 82k, care setează ventilatorul să fie complet PORNIT sau OPRIT, fără viteză variabilă.
Circuitele VOX din partea de jos a imaginii funcționează astfel: de la intrare, cele două diode BAT41 detectează RF de la transceiver, deschizând tranzistorul 2N3904 care va încărca condensatorul de 100uF de la colectorul său. Condensatorul se descarcă apoi prin potențiometrul de 5k și rezistența de 82k. În timp ce se descarcă, următorul tranzistor 2N3906 rămâne deschis, ceea ce la rândul său deschide următorul 2N3906 care acționează ca un comutator PORNIT/OPRIT, controlând tranzistorul BD136 ce funcționează ca amplificator de tensiune. Cei 26V sunt furnizați releului TX și biasului MOSFET. Circuitul VOX este foarte eficient, comutând pe TX foarte rapid, iar temporizatorul este reglat de potențiometrul de 5k. Circuitul releului, înconjurat de linii punctate în schemă, comută releul violent PORNIT și îl eliberează lent OPRIT, acționând ca un protector de uzură al releului, nu ca un temporizator. Dioda zener următoare reduce tensiunea de la 25V la 10-15V, pregătind tensiunea pentru LM317 care furnizează aprox. 5V pentru biasul MOSFET-urilor. Ultimul potențiometru reglează biasul porții pentru ambele MOSFET-uri.
Filtrul este format din două filtre PI pentru banda de 80m formate din două inductanțe de 2uH pe toroizi de pulbere de fier și 4x750pF. Tensiunea de ieșire este de 150Vpp pe o sarcină de 50 ohmi.
De la 4W la 50W este o diferență uriașă. Măsurătorile cu EMF metru au indicat o creștere de aproximativ 12dB. Pe SDR, semnalul a crescut cu ~11.5dB. Pe bandă, am primit rapoarte de la 58-59 (pentru 4W) la 59+10dB - 59+20dB (pentru 50W).
Unele spike-uri se pot observa în stânga/dreapta — par a fi de la transceiver, nu de la amplificator. Sunt amplificate și mai vizibile acum. Probabil am o problemă într-unul din etajele transmițătorului.
|
 |
 |
 |
|
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
|
 |
|
|
 |
 |
 |
|
 |
 |
 |
|
|
 |
|
|
Acasă | Articole | Proiecte | Produse | Favorite | Despre |