Драйвер и усилитель мощности для «HDK-97»
В.Гладков (RW4HDK)
Как показала практика, выходные каскады трансиверов, собранные на мощных полевых транзисторах по однотактной схеме, имеют ряд недостатков. Самые существенные из них – наличие мощных чётных гармоник и значительный «завал» АЧХ выходного сигнала начиная уже с 14мГц.Предлагаемые драйвер и усилитель мощности помогут в значительной мере избавиться от этих проблем, и кроме этого позволят поднять выходную мощность трансивера до 35…40 ватт.
Драйвер, коммутация
На рис.1 изображён драйвер, он тоже двухтактный. Такая схемотехника выбрана по тем же причинам, что были высказаны выше. Все позиционные обозначения выводов оставлены прежними, в соответствии с публикацией («Радио» №№8,9 за 2000 год).
Рис. 1. Драйвер.Сигнал с ПДФ подаётся на резистор R4 (R4=Rпдф), и далее – на эмиттерный повторитель, который исключает влияние последующего каскада на ПДФ. С него сигнал через С4 поступает на предусилитель (VT2), и далее через обмотку связи трансформатора Т1 на собственно драйвер (VT4, VT5).
Ток покоя выходных транзисторов термостабилизирован. Для этой цели транзистор VT3 закреплён в непосредственной близости от VT4 (VT5). Его базово-коллекторный переход, в зависимости от нагрева выходных транзисторов, меняет своё сопротивление, и не позволяет развиться большим токам, которые могут вывести транзисторы из строя.
Детали и их возможная замена.
Т1 – 2 по 9+3 витка ПЭВ 0,25 на кольце К10*6*5 Н1000НН.
Т2 – 3 по 9 витков ПЭВ 0,45 на кольце К7*10*12 Н400НН (от ПЧ контуров транзисторных приёмников).
L1 – 9 витков ПЭВ 0,45 на оправке диаметром 5мм.
Др1 – ДМ 0,1; Др2 – ДМ 1,0.
VT1 – КТ368, КТ316, КТ306.
VT2 – КТ606, КТ610, КТ904.
VT3 – КТ815, КТ817.
VT4, VT5 – КТ904, КТ907, КТ922А (Б).
К1 – РЭС-47, К2 – РЭС-60.
Настройка.
Вся настройка драйвера сводится к установке тока покоя выходных транзисторов VT4, VT5 резистором R14 в пределах 80…90мА (по 40…45мА на каждый), и к получению напряжения +7v на эмиттере транзистора VT1 подбором резистора R5.
Усилитель мощности.
Рис. 2. Усилитель мощностиУсилитель мощности заимствован с незначительной переделкой у американского автора Э.Коссора (WA2EBY).
Неоднократно выполненный – он показал весьма приличные, не смотря на его простоту, результаты. Его выходная мощность 35…40 ватт в зависимости от диапазона (замерялась ВЧ-вольтметром на эквиваленте нагрузки 50ом). Можно получить и больше, но у транзисторов IRF очень мала охлаждающая поверхность, и при длительной интенсивной работе они могут выйти из строя.
Работу схемы вряд ли стоит пояснять. Подобные 2-х тактные каскады много раз были описаны и «разжёваны», поэтому целесообразно остановиться только на некоторых моментах его настройки и особенностях конструктивного исполнения.
Полевые транзисторы впаяны непосредственно в плату с нижней стороны (см. рис.6 и рис.8). Плата прижимает их к радиатору (корпус трансивера) через слюдяные прокладки с использованием теплопроводной пасты или смазки типа ЦИАТИМ.
Для изготовления платы используется 2-х сторонний текстолит толщиной 2мм. Дорожки прорезаются как со стороны деталей, так и с внутренней стороны. Оставшаяся фольга используется в качестве общего провода, и в нескольких местах соединена между собой перемычками через просверленные отверстия.
Детали и их возможная замена.
Т1 – 2 по 9 витков ПЭВ 0,45 на кольце К10*7*12 Н400НН (см. выше).
Т2, Т4 – 2 по 7 витков на таких же кольцах.
Т3 – 2 по 5 колец К15*6*5 Н1000НН (объёмный виток).
VT1, VT2 – IRF510, IRF511, IRF520, IRF630.
Последние два типа указанных транзисторов можно использовать только в крайнем случае, т.к. они имеют достаточно выраженный «завал» АЧХ начиная с 21мГц.
Настройка.
Припаять на выход УМ нагрузочный резистор МЛТ-2 номиналом 50…75ом. Отпаять сток VT2 и подать на схему питающее напряжение +27вольт и +12вольт ТХ.
Резистором R2 установить ток покоя VT1 в пределах 80…85мА.
Убрать питание, припаять сток VT2 на место и отпаять сток VT1. Вновь включить питание, и резистором R4 установить такой же ток стока у транзистора VT2.
Отключить питание, и восстановить все соединения в соответствии со схемой.
С10 подбирается по максимальной «отдаче» на диапазоне 28мГц.
По окончании настройки отпаять нагрузочный резистор и подключить выход УМ к ФНЧ.
Катушку L1, если усилитель расположен вблизи драйвера, можно исключить.
ФНЧ можно использовать уже имеющийся, но в нашем случае целесообразно его переделать по схеме В.Скрыпника («Радио» №12 за 1988 год).
Печатная плата ФНЧ остаётся без изменений. Изменяются только намоточные данные катушек и номиналы конденсаторов. Средняя ёмкость ФНЧ полунавесным монтажом крепится к точке соединения L1 с L2 и к верхнему слою фольги платы ФНЧ, но лучше всё же изготовить новые платы, с использованием реле РЭС-60. Как показывает практика, при мощности усилителя до 50 ватт они прекрасно работают (за два года ни одного отказа), а сам фильтр получается меньших размеров.
Использование 2-х контурных ФНЧ предпочтительнее ещё и потому, что появляется возможность их применения на нескольких диапазонах.
ФНЧ на 28мГц можно с успехом использовать при работе на диапазоне 24мГц; ФНЧ на 21мГц – на диапазоне 18мГц; ФНЧ на 14мГц – на диапазоне 10мГц.
Кроме этого, 2-х контурные ФНЧ обеспечивают лучшую фильтрацию высших гармоник в выходном спектре сигнала. Намоточные данные фильтров приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Диапазон
(мГц)
L1 и L2
Конденсаторы
Индукт.(мкг)
Число витков
D.внутр.(мм)
C1, C3
C2
1,8
4
20
18
1n5
3n
3,5
2,1
14
16
820
1n8
7
1,05
12
12
430
870
14
0,55
10
8
220
430
21
0,37
8
8
150
300
28
0,27
7
8
110
220
Все катушки намотаны проводом ПЭВ-1,0.
Рис. 3. Принципиальная схема ФНЧ.
Драйвер, усилитель и ФНЧ изготавливаются из двухстороннего 2-х мм фольгированного текстолита. Верхний слой фольги сохранён, и служит общим проводом. Отверстия со стороны деталей раззенковываются сверлом большого диаметра.
У драйвера и ФНЧ дорожки протравливаются хлорным железом, а у усилителя прорезаются резаком.
Точкой с крестиком обозначено соединение обоих слоёв фольги.
Одним крестиком обозначена пайка к общему проводу.
Конструктивное исполнение всех узлов показано на рис. 4… рис. 12.
Литература:
- Э.Коссор (WA2EBY). «Усилитель мощности на дешёвых полевых транзисторах» («Радиолюбитель КВ и УКВ» № 12 за 1999г. и № 1 за 2000г.)
- В. Скрыпник (UY5DJ). «Усилитель мощности КВ трансивера» («Радио» № 12 за 1988г.)
Рис. 4. Драйвер (вид со стороны деталей).
Рис. 5. Драйвер (вид со стороны дорожек).
Рис. 6. Усилитель мощности (вид со стороны деталей).
Рис. 7. Усилитель мощности (вид со стороны дорожек). Ширина пропилов – 3мм.
Рис. 8. Крепление усилителя на радиатор.
Рис. 9. Конструктивное исполнение выходного трансформатора.
Рис. 10. ФНЧ (вид со стороны деталей).
Рис. 11. ФНЧ (вид со стороны дорожек).
Рис. 12. Крепление катушек ФНЧ на плату.
