Линейный усилитель мощности на 144 МГц.

Ниже описан усилитель мощности, который при хорошей линейности позволяет получить на выходе мощность 2,5 Вт при работе на SSB и 3 Вт — телеграфом или телефоном с ЧМ.

Принципиальная схема усилителя приведена на рисунке. Он собран на двух транзисторах. Применение в первом каскаде транзистора КТ610А (Т1) позволило благодаря большому усилению по мощности (14—17 дБ на частоте 145 МГц) получить достаточное для возбуждения второго каскада напряжение ВЧ. Транзистор КТ904А (Т2) обеспечивает при хорошей линейности характеристики требуемую выходную мощность (усиление на частоте 145 МГц - 10-12 дБ). Транзистор T2 не имеет защиты от перегрузок, поэтому усилитель не должен работать без нагрузки.

Первый каскад работает в режиме класса А. Для стабилизации рабочей точки используются резисторы R3 и R4, подключенные к двум отдельным выводам эмиттера. Сопротивление источника сигнала (50 Ом) согласуется с входным сопротивлением транзистора Т1 с помощью цепочки C1C2L1.

С помощью цепочки C7C8L3 выходное сопротивление первого каскада трансформируется к входному сопротивлению каскада на транзисторе T2. Этот транзистор работает в режиме класса АВ. Для стабилизации рабочей точки в цепь эмиттера включен резистор R6. Для того чтобы исключить обратную связь по ВЧ, он зашунтирован двумя конденсаторами С9 и С10 (включение двух конденсаторов уменьшает их паразитную индуктивность). В этом каскаде применена также термокомпенсация с помощью кремниевого диода Д1. Крепление диода непосредственно к транзистору или к его радиатору обеспечивает достаточно эффективную термическую обратную связь.

Следующая LC-цепочка — двухступенчатый трансформатор сопротивления. Часть ее — L5C13C15.—является повышающим трансформатором, а катушка L6 — понижающим до требуемого выходного сопротивления (50 Ом).

Для обеспечения устойчивости усилителя применена многократная развязка цепей питания. Эта мера предохраняет усилитель от самовозбуждения.

Конструкция и детали.

Усилитель смонтирован на фольгированной плате. Охлаждение обоих транзисторов трудностей не составляет, так как их корпусы электрически изолированы и могут быть непосредственно соединены с массивным радиатором.

Данные катушек приведены в таблице. Все они бескаркасные (диаметр намотки — 5,8 мм) и намотаны посеребренным проводом диаметром 0,8 мм. Дроссель Др1 содержит 2,5 витка провода ПЭЛШО 0,2, намотанного на стержень из феррита марки «Манифер-340». Индуктивность дросселя не должна быть слишком большой — это может привести к самовозбуждению усилителя.

Обозначение по схеме	Число витков	Длина намотки , мм
L1 L2 L3 L4 L5 L6	4,5 9,5 1,5 9 3 4	6,5 13,5 3 6,5 14 6,5

Все блокировочные конденсаторы керамические. Подстроечные конденсаторы С1, С2, С7, С8 — керамические, C13, C15 — с воздушным диэлектриком.

Настройка.

Для настройки усилителя необходимы источники питания с ограничителями тока, миллиамперметр для измерения коллекторных токов, генератор сигналов частот 144—145 МГц мощностью не менее 10 мВт, прибор для измерения мощности (например, высокочастотный вольтметр и нагрузочный резистор).

При первом включении на выходной каскад подают напряжение 12 В. Ограничитель тока блока питания для первого каскада должен быть настроен на 150 мА, для второго — на 30 мА. Сначала устанавливают режимы транзисторов по постоянному току. Ток коллектора транзистора Т1 должен быть равен 100—120 мА, транзистора T2 — 7-10 мА.

Проверяют усилитель на отсутствие самовозбуждений. Если самовозбуждения нет, на вход усилителя можно подать сигнал и, начиная с выхода, многократной подстройкой конденсаторов настроить его контуры по максимуму отдаваемой мощности. На этом этапе настройки ограничитель тока второго каскада должен быть установлен на 250 мА. Настройку усилителя следует повторить несколько раз, каждый раз постепенно увеличивая амплитуду входного сигнала и напряжение питания второго каскада.

Полученные результаты. Как уже говорилось, одним из основных требований, предъявляемых к SSB усилителю мощности, является линейность его характеристики. В качестве критерия линейности обычно применяют коэффициент взаимной модуляции. Смысл этого параметра таков. Если на вход усилителя подать два сигнала различной частоты f1 и f2, то вследствие нелинейности характеристики передачи на выходе, кроме этих сигналов, появятся также сигналы комбинационных частот: 2f1-f2, 2f2— f1 и т. д. Отношение уровня комбинационных составляющих, например, 2f1—f2 к уровню сигнала f2 называется коэффициентом взаимной модуляции.

Для оценки линейности характеристики данного усилителя были проведены измерения коэффициента взаимной модуляции при подаче на его вход двух одинаковых по амплитуде сигналов. При выходной мощности 2,5 Вт коэффициент взаимной модуляции составил —28 дБ, что вполне приемлемо в радиолюбительской практике.

Инж. М. КНИТЦШ (DM2GBO)

РАДИО N 10, 1976г.