АЗБУКА УКВ-АППАРАТУРЫ

Часть 1. Блоки УКВ аппаратов.

Статья 9. Усилители мощности УКВ-передатчиков

(продолжение)

   Печатная плата изображена на рис. 9.4.

   Плата размером 205x105 мм изготавливается из фольгироваиного с двух сторон стеклотекстолита тол­щиной 2...3 мм. Пунктирной линией на рис. 9.4 обозна­чены места металлизации торцов, что может быть сде­лано с помощью металличес­кой фольги, которая припаи­вается к нижней и верхней части платы. Металлизация необходима для устранения паразитных резонансов и за­земления нужных участков печатной платы. После метал­лизации торцов напильником выравнивается нижняя часть платы, и она прикручивается к дюралевому основанию, чертеж которого приведен на рис. 9.5.

На рис. 9.6 показан чертеж крышки.

При многочасовой работе усилителя дюралевое осно­вание необходимо устанавли­вать на радиатор размером 300x400 мм, либо исполь­зовать принудительную вентиляцию.

   Транзисторы VT2, VT3 и VT5 крепятся к основанию с использованием теплопрово- дящей пасты. При креплении транзисторов VT4 и VT6 также используется теплопроводящая паста. Однако между транзисторами и основанием следует устанавливать слю­дяную прокладку и перед настройкой усилителя сле­дует с помощью тестера убе­диться в том, что не нару­шена изоляция между коллек­торами транзисторов VT4, VT6 и земляной шиной.

   Элементы Lll, L12, L13 трансформатора импедансов выполнены в виде дорожек на печатной плате. Каждый из кон­денсаторов С18, С19, С21 (см. рис. 9.3) трансформатора импедансов представляет собой параллельное соединение нескольких дисковых керамических конденсаторов, включенных параллельно. Такое включение позволяет использовать трансформатор импедансов при выходной мощности усилителя до 40 Вт. Для получения большей выходной мощности необхо­димо использовать импортные конденсаторы с большой допустимой реактивной мощностью, которых, к сожалению, нет в продаже. Другим возможным вариантом является изготовление части печатной платы, на которой расположены элементы L12, L13, на основе 1...2 мм керами­ческой подложки, прижимаемой к основанию с использованием теплопроводной пасты для отвода тепла от конденсаторов С18, С19, С21. Терморезистор R21 схемы термозащиты устанавливается в отверстии печатной платы и приклеива­ется к основанию эпоксидным клеем. Направленный от- ветвитель Н02 вы­полнен в виде отрез­ка провода диамет­ром 0,5...1 мм и дли­ной 15 мм, который расположен на рас­стоянии 3...5 мм над полоском длинной линии идущей от Н01 к выходу усили­теля. Загорание све- тодиода VD2 свиде­тельствует о работе усилителя в штатном режиме.

   Вначале произво­дится настройка входного каскада усилителя. Для этого нагрузка усилителя через разделитель­ный конденсатор подключается к кол­лектору транзистора VT2. Вместо резисто­ра R7 устанавлива­ется двухваттный резистор номиналом 10 Ом и с помощью резистора R12 ток покоя транзистора VT2 устанавливается равным 0,1...0,2 А. Двухваттный резис­тор необходим для защиты транзистора VT2 от выгорания при возможном самовозбуждении схемы при настройке. Изменением номинала СЗ изменяется центральная частота полосы пропус­кания каскада, изменением номинала С2 регу­лируется ширина полосы пропускания каскада. Чем больше номинал С2, тем больше полоса пропускания каскада, чем больше номинал СЗ, тем меньше его центральная рабочая частота.

   После настройки входного каскада к нему подключается предоконечный каскад, в котором предварительно вместо индуктивности L5 впаи­вается двухваттный резистор 10 Ом и производится его настройка аналогично настройке входного каскада. Однако в отличие от входного каскада, в предоконечном каскаде, после его настройки, устанавливается дополнительный конденсатор СИ, позволяющий на 2...4 дБ повы­сить коэффициент усиления каскада. Индуктив­ность выводов СИ приводит к значительному ухудшению характеристик усилителя. В тоже время безындуктивные конденсаторы типа К10- 17 не допускают перепайки. Поэтому конден­сатор СИ реализован в виде параллельного сое­динения двух дисковых керамических конденса­торов примерно одинакового номинала с мини­мально короткими ножками. Оконечный каскад усилителя настраивается аналогично предоко- нечному. Отличие заключается в том, что нагрузка подключается не к коллектору транзистора, а к выходу трансформатора им- педансов, состоящему из элементов С18, С19, С21, L11, L12, L13. При неизменном резисторе R12 токи покоя транзисторов VT3 и VT5 должны находиться в преде­лах 0,1...0,5 А. В противном случае следует изменить номинал резистора R12.

   После формирования амп­литудно-частотной характе­ристики УМ, которое ведется в режиме малого сигнала, ре­зистор R12 выпаивается из схемы, на вход усилителя подается амплитудно-моду- лированный сигнал и про­веряется отсутствие самовоз­буждения усилителя при раз­личных уровнях входного воздействия. В случае само­возбуждения усилителя сле­дует параллельно индуктив- ностям L4 и L8 подключить резисторы, сопротивление которых выбирается равным 24-30 Ом. Это приводит к некоторому уменьшению вы­ходной мощности усилителя, однако значительно повыша­ет надежность его работы. Индуктивности L4 и L8 намо- танны на резисторы сопро­тивлением 27 Ом и номиналь­ной мощностью 0,5 ватта.

   Затем 10-омные резисторы в коллекторных цепях тран­зисторов VT2, VT3 и VT5 заменяются элементами R7, L5, L9 и осуществляется измерение максималь­ной величины выходной мощности настраивае­мого усилителя. Варьируя в небольших пределах величинами элементов трансформатора импе- дансов С18, С19 и С21 необходимо подстроить усилитель на минимум потребляемого тока при выходной мощности 40 Вт. Правильно настроен­ный усилитель при, выходной мощности 40 Вт должен потреблять ток равный 5...7 А. Изме­нением номиналов элементов С18, С19 и С21 можно повысить выходную мощность усилителя до 70...80 Вт. Однако в этом случае практически неизбежно выгорание конденсаторов С18, С19 и С21 через 1...2 минуты непрерывной работы УМ. Теперь, изменяя сопротивление резистора R1, устанавливается порог срабатывания схемы защиты от перегрузки по входу. К примеру, уменьшение сопротивления R1 должно приво­дить к резкому падению выходной мощности УМ при неизменном уровне входного воздействия.

   При работе на стандартную нагрузку 50 либо 75 Ом и уровне выходного сигнала равном 40 Вт на выходе детектора, выполненного на диоде VD4, напряжение должно быть не более ОД...0,2 вольта. В противном случае следует так подоб­рать балластное сопротивление R18 направлен­ного ответвителя Н01, чтобы это напряжение было минимальным. Далее при уровне выход­ного сигнала равном 40 Вт параллельно стан­дартной нагрузке 50 Ом периодически подклю­чается двухваттный резистор 50 Ом и с помощью изменения номинала резистора R15 устанавли­вается порог срабатывания схемы защиты от холостого хода и короткого замыкания нагрузки. В случае правильного выбора резистора R15 подключение дополнительного двухваттного резистора 50 Ом к выходу усилителя должно приводить к небольшому уменьшению потребля­емого усилителем тока. При этом короткое замы­кание нагрузки или ее холостой ход будут сопровождаться уменьшением тока потребления в 4...8 раз.

   Изменяя напряжение питания в пределах 13...16 вольт, следует убедиться, что в опреде­ленный момент происходит резкое падение вы­ходной мощности и потребляемого усилителем тока, связанные со срабатыванием защиты от превышения напряжением питания номиналь­ного значения.

   В последнюю очередь необходимо выбором резистора R20 установить схему термозащиты на заданную температуру срабатывания. Чтобы во время настройки усилителя термозащита не мешала работе, диод VD7 следует припаивать перед настройкой схемы термозащиты.

   Настроенный описанным выше способом УМ имеет следующие технические характеристики: максимальный уровень выходной мощности 40 Вт; полоса пропускания 140...150 МГц; неравно­мерность амплитудно-частотной характеристики ±2 дБ; коэффициент усиления 30 дБ; напря­жение питания 13,6... 15 В; потребляемый ток в режиме молчания 100...300 мА; максимальное значение потребляемого тока 5...7 А; при корот­ком замыкании или отключении нагрузки и рабо­те усилителя в режиме максимальной выходной мощности потребляемый ток уменьшается до 1...2 А; сопротивление генератора и нагрузки 50 либо 75 Ом; габаритные размеры корпуса 205x105x40 мм; при длительной эксплуатации усилитель устанавливается на радиатор с использованием принудительной вентиляции.

   В УМ, выполненном по схеме рис. 9.3, контурные катушки имеют следующие величины индуктивностей:

        L1 = 0,02 мкГн; L2, L5, L6, L9 = 0,06 мкГн; L3 = 0,02 мкГн; L7 = 0,005 мкГн; L8 = 0,2 мкГн; L10, L13 = 0,01 мкГн, L12 = 0,01 мкГн.

 Определить число витков по этим величинам индуктивности можно очень легко с помощью программы INDUKTIW1.

Дополнительную информацию по этому УМ можно получить на сайте http://qrz.ru/

Тяпичев Г. А.