UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCURESTI

FACULTATEA DE TRANSPORTURI

SECŢIA TELECOMENZI ŞI ELECTRONICĂ ÎN TRANSPORTURI

CIRCUITE INTEGRATE ANALOGICE

PROIECT

AMPLIFICATORUL DE RADIOFRECVENTA

Îndrumător: StudentValentin Stan Steliean Bogdan-Gabriel 8311

CUPRINS

1. Alinierea şi originea erorilor de aliniere

2. Amplificarea în tensiune

2.1. Calculul elementelor reflectate

3. Caracteristica de selectivitate (sau de frecvenţă)

4. Stabilitatea amplificatoarelor acordate

4.1. Condiţiile de stabilitate

4.2. Necesitatea cuplării la prize pe circuitele acordate

4.3. Neutrodinarea

5. ARF cu reacţie redusă6. Descrierea Amplificatorului. Schema bloc7. Schema de principiu8. Lista de componente9. Prepararea placilor10. Circuit integrat SA520911. Comentarii finale

Amplificatorul de radiofrecvenţă (ARF)

Amplificatorul de radiofrecvenţă (ARF) amplifică semnalul furnizat de circuitul de intrare pe frecvenţa sa. ARF-ul împreună cu circuitul de intrare formează blocul deradiofrecvenţă din receptor.

În receptoarele simple, ARF-ul poate lipsi, semnalul de la circuitul de intrareaplicându-se direct mixerului.

Principalul avantaj al utilizării unui ARF într-un receptor este obţinerea unui factor de zgomot mai redus, rezultând o sensibilitate limitată de zgomot (SLZ) mai bună deoarece acelaşi tranzistor are un factor de zgomot mai mic atunci când lucrează liniar ca amplificator decât când lucrează neliniar, ca mixer. Aceasta deoarece transconductanţa este mai mare decât panta de conversie şi pentru că la mixer intervin şi surse suplimentare de zgomot, de exemplu zgomotul oscilatorului local.

ARF-ul îmbunătăţeşte izolarea antenei faţă de oscilatorul local (OL), scăzând câmpul radiat de antenă pe frecvenţa oscilatorului local.

Un alt avantaj al utilizării ARF-ului este dat de faptul că i se poate aplica reglajulautomat al amplificării (RAA), limitând astfel semnalul aplicat mixerului la recepţia unorsemnale foarte puternice.

Principalele cerinţe pe care trebuie să le îndeplinească ARF-ul sunt:1. amplificarea să fie suficient de mare (în jur de 10) şi pe cât posibil constantă cu frecvenţa;2. să aibă o bună stabilitate în toată gama de frecvenţă;3. să nu introducă distorsiuni la semnale mari (de obicei sub 1%);4. să prezinte distorsiuni de intermodulaţie şi de modulaţie încrucişată cât mai mici;5. să contribuie la atenuarea semnalelor perturbatoare, fi şi fimag.De regulă, ARF-ul are sarcina acordată pe frecvenţa semnalului (obţinându-se astfel oîmbunătăţire a rejecţiei fi şi fimag), dar uneori se utilizează, pentru simplitate sau pentruasigurarea stabilităţii, şi ARF cu sarcină aperiodică. Această soluţie este frecventă la circuiteleintegrate.

1. Alinierea şi originea erorilor de aliniere

În receptoarele superheterodină frecvenţa intermediară este fixă, iar selectivitateablocului de FI este mult mai mare decât a circuitelor de RF. De aceea, indiferent de acordulcircuitelor de RF, frecvenţa recepţionată este:fs=fh−fi

(fh = frecvenţa OL, fi = frecvenţa intermediară).

Pentru ca receptorul să lucreze corect, cu sensibilitate maximă şi fără distorsiuni, ar trebui ca frecvenţa de acord a circuitelor de RF (fs0) să fie egală cu frecvenţa semnalului (fs).

Această condiţie ar putea fi îndeplinită reglând separat fh

(acordul OL) şi fs0 (acordul circuitelor de RF) la valorile necesare. O astfel de manipulare ar fi însă incomodă.

În practica curentă acordul circuitelor de RF şi OL se efectuează simultan,condensatoarele variabile respective având rotoarele montate pe acelaşi ax. Respectiv, în cazul acordului inductiv, miezurile bobinelor variometrului se deplasează solidar. În felul acesta pentru acordarea receptorului pe frecvenţa dorită se acţionează asupra unui singur buton.Acest mod de acordare este numit monoreglaj.

Realizarea monoreglajului este însoţită de dificultăţi de ordin tehnic, diferenţa între frecvenţele de acord ale circuitului OL (fh) şi a celor de RF (fs0) neputând fi menţinută constantă, cu precizie oricât de mare, în toată gama de recepţie. Apare o eroare de aliniere:

Δfa1=fs−fs0=fh−(fs0 +fi)Prin alinierea circuitului OL cu circuitele de RF se înţelege (la

proiectare)determinarea elementelor L şi C ale circuitelor astfel încât diferenţa între frecvenţele lor de acord să fie cât mai apropiată de frecvenţa intermediară, în toată gama de recepţie; respectiv, erorile de aliniere să fie cât mai mici.

Din punct de vedere practic prin aliniere se înţelege operaţia prin care, cu ajutorulelementelor ajustabile din circuitele de RF, se anulează eroarea de aliniere la una, două sau mai multe frecvenţe din gamă. Cu ajutorul elementelor ajustabile din circuitul OL se asigură încadrarea frecvenţei recepţionate în limitele dorite (frecvenţele de capăt ale gamei).

Importanţa alinierii este dependentă de raportul între banda de trecere a circuitelor de RF şi a celor de FI.

Dacă banda circuitelor de RF este apropiată de cea a filtrului FI, eroarea de aliniere are ca efect scăderea amplificării globale şi, ceea ce este mai supărător, deformarea caracteristicii globale de selectivitate. Ca rezultat al caracteristicii asimetrice de selectivitate, benzile laterale ale unui semnal MA vor fi amplificate diferit şi apar distorsiuni la recepţie. Acest caz se întâlneşte în gama UL.

Dacă banda circuitelor de RF este mult mai mare decât a filtrului FI, efectul erorii de aliniere se rezumă la micşorarea amplificării; caracteristica globală de selectivitate nu este afectată. Acest caz se întâlneşte în gamele US, unde cu un factor de calitate de ordinul lui 100 (cât se poate realiza curent practic), rezultă o bandă pentru circuitul de intrare mult mai mare decât banda AFI. De exemplu, la fs = 10 MHz, rezultă BRF = fs/Q = 100 kHz, în timp ce banda filtrului FI este de 6 - 8 kHz.Limita admisă pentru erorile de aliniere este corelată cu banda circuitelor de RF:

( ) Δfa1< 0, 2÷0,5BRF

2. Amplificarea în tensiune

Intrarea şi ieşirea tranzistoarelor din ARF, nu se cuplează, de regulă, direct în paralelpe circuitele acordate, ci la prize sau mutual, cu coeficient de cuplaj în tensiune subunitar.Acest lucru este impus de limitarea dezacordului şi a amortizării circuitelor acordate de cătrerezistenţele de intrare şi ieşire ale tranzistoarelor, şi, după cum se va vedea, pentru asigurareastabilităţii.

Topologia circuitului acordat ce constituie sarcina ARF-ului trebuie să fie identică sau cât mai apropiată cu putinţă de topologia circuitului de intrare, astfel încât frecvenţele de acord ale celor două circuite să fie egale în toată gama de acord. Cele două elemente variabile din circuitul de intrare şi ARF trebuie să fie identice, ele reglându-se în tandem (monoreglaj).

Deoarece la studiul circuitelor de intrare, transferul în tensiune s-a definit de la antenă până la intrarea în dispozitiv, vom defini amplificarea ARF între intrarea sa şi intrarea dispozitivului următor din lanţul de amplificare (intrarea în mixer).

Pentru tranzistor se va utiliza un circuit echivalent cu parametrii de cuadripol Y, aşa cum se ilustrează în schema simplificată din Fig. 6.1.

Pentru schema echivalentă simplificată atranzistorului bipolar din Fig. 6.1, se poate scrie:

În Fig. 6.2 se prezintă o schemă de ARF. Rezistoarele Rb1, Rb2, Re

se utilizează pentru polarizare, condensatoarele C1,C2, Ce sunt scurcircuit pentru semnal, iar Rf, Cf formează un filtru pe alimentare.

Pornind de la această schemă se obţin schemele echivalente din Fig. 6.3.

2.1. Calculul elementelor reflectate

În urma eliminării prizei pe inductanţa L din secundarul transformatorului X2,conductanţa de intrare în tranzistorul Q2, Gin, din Fig. 6.2, se transformă într-o conductanţăechivalentă notată Grs în schema echivalentă din Fig. 6.3.c). Din considerente energetice,impunându-se ca puterea pe această conductanţă să nu se modifice în urma eliminării prizei inductive, se poate scrie:

unde Ps reprezintă coeficientul de cuplaj în tensiune dintre inductanţele din secundar cunumerele de spire n1 şi n2, de forma:

Considerând că factorul de calitate al reactorului disipativ paralel format dininductanţa din secundar cu numărul de spire n2 şi conductanţa Gin, ilustrate în schemaechivalentă din Fig. 6.3.b) este foarte mare, atunci în urma eliminării prizei inductive din Fig. 6.3.b), valoarea inductanţei L nu se modifică.Coeficientul de cuplaj în tensiune între inductanţele din primar (L1) şi secundar (L) dinschema echivalentă din Fig. 6.3.c), se scrie:

unde n reprezintă numărul de spire al bobinei de inductanţă L din primar.

În Fig. 6.3.d) se prezintă schema echivalentă cu primarul raportat la secundar. Astfel, admitanţa Y1 din primar se reflectă în secundar cu valoarea notată Yr2, prin următoarea relaţie matematică:

În urma reflectării primarului în secundar, generatorul de curent Ig, din considerente energetice, devine:

Pentru a avea o imagine asupra variaţiei lui AU0 cu frecvenţa de acord trebuie să se ţină seama şi de variaţia lui Q. Conform cu relaţia (6.19), în ipoteza Q0 = constant, rezultă pentru Q o scădere cu frecvenţa în cazul acordului capacitiv:

În deducerea relaţiilor (6.26) şi (6.27) s-au utilizat expresiile (6.16) pentru conductanţa G0 din relaţia (6.16).În ambele cazuri variaţia lui Q compensează parţial variaţia lui AU0 cufrecvenţa, ce rezultă direct din relaţiile (6.24) şi (6.25). Global, amplificarea creşte cu frecvenţa în cazul acordului capacitiv şi scade pentru cel inductiv (Fig. 6.4).Alura variaţiei AU0(f0) trebuie corelată cu alura variaţiei coeficientului de transfer al circuitului de intrare (T0), astfel ca produsul T0(f0)⋅AU0(f0) să prezinte o variaţie cât mai redusă.

Menţinerea constantă a produsului T0AU0 se poate realiza alegând adecvat cuplajele în circuitul de intrare şi ARF. Spre exemplu,

cuplând tranzistorul următor capacitiv interior, ca în Fig. 6.5.a), ( ) Ps≈C / ( C+Cp) scade cu frecvenţa de acord şi se poate obţine, în cazul acordului capacitiv, chiar o caracteristică căzătoare AU0(f0). Combinând două tipuri de cuplaj (ca în Fig. 6.5.b)) se poate obţine o amplificare aproape constantă cu frecvenţa.

3. Caracteristica de selectivitate (sau de frecvenţă)

În practică, pentru asigurarea benzii de trecere, este necesară, de regulă, amortizareacircuitului acordat ce constituie sarcina ARF-ului, amortizare ce se realizează de preferinţă cu o rezistenţă serie.

4. Stabilitatea amplificatoarelor acordate4.1. Condiţiile de stabilitate

Considerăm un amplificator echipat cu un dispozitiv activ oarecare (TB, TEC, etc.)având conectate la intrare şi la ieşire circuite LC acordate. De asemenea, considerăm pentru început, că intrarea şi ieşirea dispozitivului sunt conectate în paralel pe circuitele acordate. Dispozitivul activ primeşte semnal de la circuitul LC de intrare, îl amplifică şi îltransmite circuitului de ieşire. Dispozitivele active prezintă întotdeauna o anumită reacţieinternă, datorită căreia semnalul de la ieşire este adus la intrare. Din acest motiv rezultănecesitatea de verificare a stabilităţii amplificatorului.Vom studia stabilitatea analizând admitanţa prezentată de dispozitiv la intrare. Aceastafiind conectată în paralel cu circuitul acordat de la intrare, pericolul autooscilaţiei apare atunci când admitanţa echivalentă are partea reală (conductanţa) negativă.

Al doilea efect nedorit al reacţiei interne a dispozitivului constă în reflectarea uneicapacităţi (Cref) în paralel cu circuitul de intrare. Această capacitate variază puternic cufrecvenţa, prezentând un maxim la frecvenţa de rezonanţă ω02:

Observaţie: Dacă L2 sau C2 se schimbă (de exemplu la reglaj), prin intermediul variaţiei lui ω02 se schimbă Cref. Deci circuitul de la intrare se va dezacorda. Fenomenul are loc şi în sens invers: când se modifică L1 sau C1, se dezacordează circuitul de ieşire. Această interacţiune între acordul celor două circuite face dificilă (uneori chiar imposibilă) alinierea acordului circuitelor (acordul le aceeaşi frecvenţă).Efectul reacţiei interne asupra caracteristicii de frecvenţă este ilustrat în Fig. 6.9.Pornind de la o caracteristică de frecvenţă simetrică sub formă de clopot pentru Cr=0 şiambele circuite acordate pe aceeaşi frecvenţă, pe măsura creşterii lui Cr, caracteristica de frecvenţă se deformează mult la frecvenţe sub cea de rezonanţă. Apare un maxim ascuţit, cu atât mai pronunţat cu cât Cr

este mai mare; la o anumită valoare a lui Cr amplificatorul autooscilează. De notat că la valori mari ale lui Cr circuitele nu mai pot fi acordate prin metodele obişnuite (reglaj pe maxim sau cu semnal vobulat). Pentru evitarea deformării caracteristicii de frecvenţă şi pentru a se putea realiza acordul circuitelor, se impune ocondiţie mult mai severă decât (6.49).

4.2. Necesitatea cuplării la prize pe circuitele acordate

În practică, circuitele acordate rezultă cu capacitate foarte mare şi inductanţă foartemică. Este foarte greu de realizat practic circuite cu raport C/L mare şi cu factor de calitate corespunzător. Rezolvarea acestei probleme se realizează prin conectarea tranzistorului la prize pe circuitele acordate (Fig. 6.10).

În schema echivalentă din Fig. 6.10.b), G/p2 este conductanţa echivalentă la priză, C/p2 este capacitatea echivalentă la priză, iar p2L este inductanţa echivalentă la priză. Rezultă că pentru circuitul echivalent conectat la priză raportul C/L creşte de 1/p4 ori faţă de circuitul fizic. Condiţia de stabilitate pentru circuitul din Fig. 6.10 se scrie (din (6.49)):

Alegând coeficienţii de priză de valori convenabile (subunitare) se poate asigurastabilitatea cu valori uzuale pentru componentele circuitelor.Stabilitatea ARF-ului poate fi îmbunătăţită suplimentar prin înscrierea unei rezistenţeR ≅ 50÷300 Ω între terminalul de ieşire al dispozitivului activ şi circuitul acordat. Această rezistenţă amortizează şi circuitul LC parazit ce se formează la ieşire.

Stabilitatea amplificatoarelor cu un singur circuit acordat, conectat fie la intrarea fie la ieşirea dispozitivului, este mult mai uşor de realizat. De exemplu în cazul când nu avem circuit acordat la sarcină (amplificator aperiodic), singurul pericol de instabilitate îl constituie circuitele LC parazite de la intrare şi ieşire.

Reacţii externe: Pe lângă reacţia inversă din tranzistor, în ARF mai pot să aparăreacţii inductive şi capacitive între componente şi traseele de conexiuni, o reacţie princircuitele comune de alimentare, etc. Toate acestea constituie reacţii externe. Acestea trebuiereduse cât mai mult posibil prin ecranare, prin dispunerea raţională a componentelor,proiectarea minuţioasă a cablajelor, utilizarea filtrelor de decuplare pe circuitele dealimentare, prin tratarea corectă a punctelor de masă.

4.3. Neutrodinarea

La tranzistoare, y12 este echivalent cu un grup paralel Cr, Gr, conectat între intrare şi ieşire. Unilateralizarea ar cere, conform relaţiei (6.56) o capacitate negativă. În schimb, dacă în montaj este disponibilă o tensiune în antifază cu tensiunea de ieşire, se poate faceneutralizarea cu o reţea analogă celei ce modelează pe y12. Procedeul este numit neutralizare sau neutrodinare.

Din condiţia ca cei doi curenţi de reacţie (Ir, In) să se neutralizeze, se poate dimensiona condensatorul de neutrodinare Cn.

Pentru schema din Fig. 6.11.a) avem: Ir+In= 0 , de unde rezultă:

Prin neutrodinare se poate obţine, în practică, o scădere a capacităţii de reacţie cu un rdin de mărime.

6.5. ARF cu reacţie redusă

Parametrul y12 este foarte mic în conexiunile BC pentru TB şi GC pentru TEC.Conductanţa de intrare (g11) la aceste conexiuni este mare, astfel încât stabilitatea lor este uşor de asigurat. În schimb, faptul că rezistenţa de intrare este mică (≅100ohmi) creează dificultăţi de adaptare la frecvenţe mici. La frecvenţe peste 30 MHz acest fapt nu mai constituie dezavantaj deoarece intrările şi ieşirile se fac pe impedanţă de mică (75 Ω).

La frecvenţe sub 30 MHz se utilizează ARF de tip cascodă ce are la intrare un etaj cu impedanţă mare (EC) care este urmat de un etaj cu reacţie internă redusă (BC) (Fig. 6.12). Rezistoarele R1÷R4 stabilesc punctele statice ale tranzistoarelor. Pe semnal Q1, este în conexiune EC, iar Q2 în BC. Se poate arăta că cele două tranzistoare (a căror circuit echivalent de semnal mic este prezentat în Fig. 6.14 sunt echivalente cu diportul din Fig. 6.15.

Cascoda prezintă atât avantajul rezistenţei de intrare mari al conexiunii EC, cât şi

avantajul reacţiei inverse reduse al conexiunii BC. Amplificarea realizată de cascodă esteaproape egală cu a unui tranzistor în conexiune EC. Conexiunea cascodă este mai des folosită în circuitele integrate.

Rezistenţa de ieşire pentru configuraţia EC se calculează cu ajutorul schemei de test in Fig. 6.13 şi este de forma:

Din Fig. 6.14 rezultă direct că rezistenţa de intrare este dată chiar de rezistenţa rπ atranzistorului Q1 ( Ri = rπ 1 ). Deoarece câştigul în curent din emitorul tranzistorului Q2 spre colectorul său este aproape egal cu unitatea, transconductanţa circuitului de la intrare la ieşire este aproximativ egală cu transconductanţa tranzistorului Q1 (Gm=gm1=gm). Rezistenţa de ieşire se calculează prin scurtcircuitarea intrării la masă şi aplicarea apoi a unui semnal de test la ieşire. Se observă că v1 = 0 , deci generatorul gm1v1 este inactiv. Ca urmare circuitul este identic cu acela pentru tranzistorul bipolar în EC cu degenerare în emitor. Pentru acesta, conform cu (6.59), rezistenţa de ieşire este de forma:

Cascodele cu TEC pot fi realizate cu scheme echivalente ca cea din Fig. 6.12. Seutilizează mai rar pentru ARF (mai des la oscilatoare). Mai uzual sunt schemele în care primul tranzistor este TEC (în conexiune SC), iar cel de-al doilea este TB (în conexiune BC).

6. Descrierea amplificatorului

Schema bloc

Conceptul acestui amplificator stă la baza unor experienţe obişnuite de constructor. Au fost preluate idei atât prin consultarea manualului publicat de ARRL şi Societatea Engleză de Radio (RSGB), cât şi din articolele apărute în QST şi alte reviste rezultând miezul proiectului. Amplificatorul necesită componente uşor de procurat. Multe dintre proiectele anterioare au fost elaborate folosind tranzistoare RF tip MRF făcute de Motorola, producţia cărora ori s-a sistat, ori au un preţ prohibitiv de ridicat. Montajul este aşezat într-o cutie de aluminiu de 20X15X6 cm.

Ansamblul constă din două plăci aşezate în paralel: amplificatorul RF şi filtrul trece jos. Amplificatorul complet este reprezentat în fig. 1. Fig. 2. prezintă schema ansamblului RF împreună cu lista pieselor componente ale filtrului trece jos, iar fig. 3. reprezintă schema filtrului propriu-zis. Excitarea la intrare a amplificatorul poate fi de la 2 la 5 W RF, pentru a se asigura astfel nivelul adecvat al etajului de amplificare necesar punctului de lucru în clasa AB (tranzistoarele 2SC2312C sunt legate paralel, fiind necesară alegerea unui atenuator potrivit constând din rezistenţele R1,R2 şi R3) menţionate în fig. 2). Acest tranzistor se poate înlocui cu modelul TIP 41 sau cu BD243C [n.trad.].

T1 este confecţionat pe un miez binoclu şi are un raport de 4:1, aşa cum e menţionat şi în schemă. Secundarul transformatorului, de mică impedanţă constă dintr-o singură spiră cu priză la mijloc. Acesta transmite tensiunea de pretensionare la tranzistoarele finale. Tensiunea este obţinută de la regulatorul LM317T care operează ca sursă de curent în comutaţie. LM 317 funcţionează când PTT-ul intern este activat. Tensiunea de pretensionare trece prin dioda FES8J care este în contact termic direct cu tranzistoarele finale. Transformatorul de ieşire T2 este deasemenea confecţionat cu un raport de 4:1. El are o singură spiră spre înainte. Spira de întoarcere asigură un nivel negativ de întoarcere cu scopul de a reduce câştigul şi de a stabiliza impedanţa de intrare peste ecartul de frecvenţă HF. Circuitul RC de la intrare asigură câştigul în ansamblu. Rezistorii înseriaţi de 6.8 Ω determină câştigul până la 14 MHz, iar condensatorii de 4.7 nF sunt efective peste 14 MHz. Fig. 4 arată raportul între putere RF şi frecvenţa de lucru a amplificatorului, incluzând reacţiile produse de armonicile a 2-a şi a 3-a.

Fig. 1--Amplificatorul construit. Comutatorul de banda are si roul de comutare a filtrelor trece-jos la iesire

Măsurătorile au fost făcute cu un receptor al serviciilor de comunicaţii IFR1600S. În toate cazurile, armonicile au fost mai mari de 40 dB în sens negativ referitor la frecvenţa fundamentală (-40 dBc), iar

amplificatorul îndeplineşte condiţiile FCC referitoare la puritatea spectrală (vezi Federal Communications Commission, Sec. 97.315.) Reţineţi că începând cu 21 MHz câştigul începe să scadă, micşorându-se de la puterea nominală de 30 W la 20 W pe 29 MHz. Aceasta înseamnă că pe 10 metri mai putem vorbi de un câştig de 10 dB, o putere remarcabilă, totuşi.

7. Fig. 2--Schema de principiu

8. Lista de componente

Placa amplificatorului RF

C1-10 - 0.01 µF capacitor C11 - 0.1 µF capacitor C12 - 3.3 µF capacitor C13 - 82 pF capacitor C14 - 150 pF capacitor C15 - 200 pF capacitor C16, 17 - 4700 pF capacitor C18-20 - 0.001 µF capacitor D1-D4 - 1N914 diode D5, D7, D8 - 1N4004 diode D6 - FES8JT diode D9 - LED, verde, cu suport D10 - LED, roşu, cu suport K1 - Releu, 12 V CC, DPDT Q1, Q2 - Tranzistor de comutaţie, 2N2222A Q3, Q4 - Tranzistor 2SC2312C/TIP 41/BD243C R1 - 300, 1 W R2, R3 - 18, 1 W R4, R5 - 6.8 Ω, 1 W R6, R7 - 18 Ω, 1 W R8, R9 - 120 Ω, 1 W R10 - 1.2 K, 1 W R11 - 10 K, 1 W R12-14--3.3 K, 1 W R15--1 K, potenţiometru R16--27Ω, 1 W R17--4.7 K, 1 W RFC1 - şoc RF, VK-200 T1 - Miez trafo, (A) BN-43-303. T2 - Miez trafo, T-3/4. U1 - IC, LM317T

Miscelanee

2 - TO-220 kit de montare 2 - TO-220 izolatoare mică Circuitul imprimat, amplificator RF FARA Circuitul imprimat al filtrului trece jos (vezi fig. 3 pentru implantarea pieselor) 2 - 100 pF capacitor,500V 3 - 180 pF capacitor 3 - 330 pF capacitor 2 - 430 pF capacitor 1 - 560 pF capacitor 3 - 820 pF capacitor 3 - 1500 pF capacitor

Piesele Filtrului

1 - 2700 pF capacitor, 500 V 12 - 0.01 µF capacitor, 12 - Releu, 12 V dc, DPDT, 1 - Comutator, 1 circuit, 6 poziţii, Yaxley 8 - T-50-2 4 - T-50-6 Fir Cu de 0.8 mm

Circuitul imprimat, FARA LP Filter Piesele carcasei

Cutia şasiu Capacul şasiului Radiator mare 4 - 2,5 mm diam. distanţiere hexagonale 9 - 2,5 mm şurub 4 - 2,5 mm şurub 6 - 2,5 mm izolator 9 - 2,5 mm şaibă 2 - 2,5 mm piuliţe 2 - 2,5 mm şurub 2 - 3 mm izolator 2 - suport BNC cu filet Mufă mamă RCA, cu filet Comutator basculant, SPDT Mufă tată tip Jones, cu filet 2 pini, polarizat

Curentul continuu de la tranzistoarele finale este decuplat de filtrul PI reprezentat prin primarul transformatorului de ieşire T2. Bobina poartă un curent substanţial, de aceea trebuie înfăşurată cu sârmă groasă de 18 swg (1 mm) de preferat cu izolaţie de teflon. Orice interferenţă internă duce la degradarea serioasă a performanţei amplificatorului.

Comutarea în emisie este realizată cu ajutorul releului K1. Secţiunea PTT poate fi acţionată manual (legând-o la pământ), ori comandând-o printr-un circuit RF de cuplare, eliminându-se astfel situaţia de a comanda din exterior. Valoarea lui C12 (3.3uF) determină în SSB constanta de timp a comutatorului acţionat prin RF. Modulul filtrului trece jos utilizează perechi de relee pentru a selecta filtrul potrivit frecvenţei de lucru alocate. S-au ales relee tocmai de a simplifica comutarea semnalului RF şi de a reduce costurile de construcţie. Cele şase filtre acoperă cele nouă benzi de amatori de la 1.8 la 30 MHz, gamele de frecvenţă şi constantele circuitelor sunt menţionate în diagrama schemei filtrului trece jos. Inelele pentru inductivităţi şi conductorii necesari pot fi achiziţionate de la Amidon. Valorile LC sunt identice cu cele recomandate de WA2EBY pentru amplificatorul RF MOSFET publicat în manualul ARRL (The 2003 ARRL Handbook, pp 17. 91-17.97)

Filtrele nu sunt folosite dacă amplificatorul este în repaus ori dacă funcţia de PTT nu este activată, ceea ce permite o recepţie HF multibandă şi VHF moderată în cazul unui transceiver cu o plajă largă de frecvenţe, cum e Yaesu FT-817. Nu există posibilitatea de a urmări ALC, de aceea se recomandă precauţie pentru ca amplificatorul să nu fie suprasolicitat.

Fig. 4--Raportul între puterea RF şi frecvenţa de lucru

Există un anumit număr de găuri care trebuiesc date prin masă şi cele două suprafeţe lipite între ele. Acestea sunt menţionate pe schemă. Se vor introduce prin găuri fire de cupru şi turtite în formă de Z, apoi lipite de masă pe ambele părţi şi tăiate. Cele patru găuri de prindere să fie potrivite la dimensiunile şuruburilor şi distanţierelor. Piesele să fie lipite de placă în aer", iar capacităţile cât mai aproape de statul de cupru. Insulele dreptunghiulare să fie dimensionate astfel încât să poată fi prinse tranzistoarele şi dioda de pretensionare. Placa amplificatorului RF

Imaginea amplificatorului complet este reprezentată prin fig. 6. Se impune listarea unor sugestii referitoare la acesta. Bobina secundarului T 2 să fie făcută şi lipită prima. Emitoarele celor două 2SC2312C trebuie montate la masă printr-un orificiu dreptunghiular. Se recomandă îndoirea unei bucăţi de cupru în formă de U şi lipită de ambele părţi ale masei.

9. Prepararea placilorIdei de construcţie

Nu se vor da aici instrucţii de tip pas cu pas, doar câteva idei de a înlesni procesul de asamblare. Plăcile imprimate sunt cele obişnuite, ele nu sunt placate cu zinc. Deşi circuitele de la FAR Circuits sunt

placate, masa nu este legată între cele două părţi, aşa că aceste legături trebuie făcute şi cositorite. Desene detaliate ale plăcilor imprimate, schema de implantare a pieselor şi confecţionarea bobinelor, a cutiei pot fi găsite pe site-ul www.arrl.org/files/qst-binaries/fara-amp.zip. Saul K1BI, webmasterul FARA a realizat chiar şi o pagină separată pentru acest proiect. Ea se poate găsi la adresa www.falara.org/tektalk/tektalkfs.html. (în data de 11.10.2005 nu era accesibilă) Circuitele neasamblate sunt prezentate în fig.5. Prepararea plăcilor

Date fiind suprafeţele mari de cositorit acestea trebuie să fie curate, altfel veţi avea dificultăţi la lipirea pieselor componente. Cele mai bune sunt plăcile zincate, acestea pot fi mai uşor lipite. Placarea cu soluţie de colofoniu necoroziv ne poate fi de ajutor. Nu folosiţi pastă de lipit pentru că aceasta este corozivă. Controlaţi toate conectările să eliminaţi lipirile reci. Calitatea acestor legături este crucială pentru performanţele amplificatorului. Pe parcursul construcţiei soluţia de colofoniu trebuie îndepărtat cu un diluant.

Există un anumit număr de găuri care trebuiesc date prin masă şi cele două suprafeţe lipite între ele. Acestea sunt menţionate pe schemă. Se vor introduce prin găuri fire de cupru şi turtite în formă de Z, apoi lipite de masă pe ambele părţi şi tăiate. Cele patru găuri de prindere să fie potrivite la dimensiunile şuruburilor şi distanţierelor. Piesele să fie lipite de placă în aer", iar capacităţile cât mai aproape de statul de cupru. Insulele dreptunghiulare să fie dimensionate astfel încât să poată fi prinse tranzistoarele şi dioda de pretensionare. Placa amplificatorului RF

Imaginea amplificatorului complet este reprezentată prin fig. 6. Se impune listarea unor sugestii referitoare la acesta. Bobina secundarului T 2 să fie făcută şi lipită prima. Emitoarele celor două 2SC2312C trebuie montate la masă printr-un orificiu dreptunghiular. Se recomandă îndoirea unei bucăţi de cupru în formă de U şi lipită de ambele părţi ale masei.

Fig. 6

Acest artificiu reduce impedanţa spre masă. După aceea se vor monta piesele de dimensiuni mai mici: rezistenţele, şi condensatoarele. După acestea urmează diodele, iar releul rămâne ultima. Nu montaţi D6, Q3 şi Q4 până placa nu este fixată definitiv în carcasă şi orientată provizoriu spre radiator.

Placa filtrului trece josAceasta este dublu foliată, partea de sus este masa, găurile

pieselor sunt lărgite. Filtrul este reprezentat în fig. 7. Este posibil ca picioarele condensatoarelor să necesite ajustări uşor pentru a se potrivi cu rasterul de pe placă. Se vor monta mai întâi piesele filtrului, după care se vor implanta condensatoarele legate paralel şi firele de legătură. Vezi în schemă valoarea pieselor aparţinând fiecărei game de

undă. Releele se vor monta ultimele. Nu încălziţi prea mult terminalele releelor la lipire.

Fig. 7--Filtrul trece jos cu piesele plantate

Nu montaţi ansamblul LPF înainte de acordarea acesteia. Se recomandă legarea acesteia de selectorul de bandă. Acesta se va

monta între cele două module după ce acestea au fost fixate definitiv în şasiu, dar va fi destul de dificil.

Şasiul, faţada şi radiatorulModelele acestor părţi componente le găsiţi la pagina web

menţionată ceva mai sus. Faceţi o listare a acelor documente şi decupaţi-le, apoi lipiţi-le pe cutia amplificatorului şi pe radiator. Este important ca găurile să fie marcate exact, făcute cu un burghiu mic, apoi măriţi orificiile la dimensiunile necesare. Inscripţionaţi faţada cu litere de transfer existente la magazinele de specialitate. Aplicaţi mai multe straturi subţiri de lac transparent pentru a proteja inscripţia.

Montaţi radiatorul şi părţile componente ale faţadei, in afară de comutatorul de benzi. Montaţi amplificatorul folosind 4 şaibe de diam. 3 mm în cele 4 colţuri drept distanţiere între şasiu şi placa cu piese. Montaţi distanţierele care fixează montajul. Montaţi D6 Q3 şi Q4 folosind foiţele de mică de tip TO-220 şi scule necesare pentru a izola galvanic tranzistorul de şasiu. D6 nu trebuie izolată. Folosiţi bucăţi scurte de RG 174 pentru legăturile RF în interiorul montajului.

Acordarea şi verificareaPentru că acest montaj este de tip bandă largă nu necesită

acordare, numai tensiunea de pretensionare trebuie fixată. În prima fază de acord este nevoie de o sursă stabilizată de tensiune între 12-14 V. Se va folosi sarcină artificială în locul unei antene reale. Legaţi bornele F in şi F out de pe placa RF. Acordaţi R15 (1 K) la minimul valorii sale. Aplicaţi 12 V CC şi legaţi firul PTT la pământ (releu ar trebui sa se aclanşeze). Aplicaţi scurt 1 W RF pe 14 MHz la intrare şi notaţi puterea la ieşire. Rotiţi uşor trimerul R15 şi măriţi curentulpână puterea de emisie creşte cu cca 15%. Măriţi puterea de intrare la 2 W apoi notaţi valoarea puterii de ieşire (cca 25 W), apoi măriţi tensiunea de lucru la 14.7 V CC, va trebui să măsuraţi cca 35 W putere emisă.

Deconectaţi tensiunea, indepărtaţi firele de legătură improvizate, montaţi comutatorul de game, conectaţi şi activaţi placa filtrului trece jos. Verificaţi dacă puterea emisă se încadrează în limitele prevăzute de 1.8 - 29 MHz. O vedere de sus în interiorul carcasei amplificatorului permite observarea plăcii cu filtrul RF este reprezentată în fig. 8.

10. Circuit integrat SA5209

11. Comentarii finale

FCC a impus restricţii clare prvind amplificatoarele sub 30 MHz. Înainte de a construi acest amplificator vă rog să consultaţi din nou reglementările FCC aferente. Kiturile oferite spre vânzare, chiar şi parţial finalizate care necesită mici completări ulterioare sunt interzise de reglementările FCC. Durata de construcţie al acestui amplificator, dacă toate părţile componente sunt la îndemână şi corect preparate este de cca 4 ore. Lucrul în SSB rezultă că radiatorul se va încălzi destul de puternic, iar răcirea în condiţii de emisie este mai mult ca adecvată. Un asemenea proiect aduce mai multe satisfacţii dacă la el participă şi alţii. Harry, W2RKB a asigurat îndemnarea necesară pornirii. Astfel, el a realizat circuitele imprimate şi a calculat filtrele pentru prototipurile amplificatorului. David Hosom a asistat fotografiind. Mulţumiri cordiale le sunt prezentate. Acordă amplificatorului FARA o posibilitate de încercare, este un proiect practic oferind multe satisfacţii.

Placile pot fi facute atat prin metoda POSITIV 20 (spray fotosensibil) si folie transparenta, cu expunere la soare (metoda neanderthaliana), ori cu o lampa cu aburi de mercur, al carei glob protector a fost indepartat. expunerea este de cca 8 minute de la 30 cm distanta. Sau daca nu se doreste aceasta varianta, se poate transpune imaginea doc cu imprimanta laser pe o hartie de tipografie, gen glossy, multistrat, cu folie de plastic. Sa fie o listare perfecta, nu se admite economisirea de toner. Dupa aceea iaginea se pune cu fata in jos, se calca cu fierul incins pe placa preparata corespunzator. Cuvantul cheie este rabdarea, pentru ca fierul trebuie umblat cu grija pe toata suprafata placii, sa se lipeasca bine tonerul pe placa. Cam 4-5 minute se fac miscari de rotatie, rectilinii pe hartie, dupa care se lasa sa se raceasca placa, se pune in apa cu Pur sa se desprinda hartia. Se mai ajuta cu degetele. Cu altceva nu se admite pentru ca vopseaua toner transpusa este rigida si se desprinde. Se pune placa in solutie de clorura ferica sau acid clorhidric ori hiperoxid. Hartia foto nu este buna deoarece tonerul intra in textura hartiei si atunci nu se poate transpune cu fierul de calcat. Hartia press and peel este scumpa.

Secretul consta in faptul ca hartia cea buna are pe ambele fete un strat subtire de plastic care nu permite penetrarea tonerului in textura. Deci eu folosesc aceasta metoda cu succes pentru diverse cablaje cu trasee mai groase, desigur, folosind hartie de tip "mûnyomó papír" care costa cca 1,5 lei coala A4 in Ungaria, de unde o cumpar ocazional din papetarie.

BIBLIOGRAFIE

www.nxp.com http://www.electronics-lab.comhttp://www.radioamator.ro Cojoc Dumitru, Receptoare de frecvenţă foarte înaltă, Editura Militară, Bucureşti, 1987;Bălan Constantin, Tehnica transmisiunilor radio - partea a Il-a, Editura Academia Militară, Bucureşti 1988;

Cojoc Dumitru, Instalaţii de recepţie (proiectare), Editura Academia Militară, Bucureşti, 1970.