3,9K подписчиков

Линейный усилитель мощности простого АМ передатчика на 3 МГц

1,9K прочитали

Комментарий к моей статье, где я, по словам автора, неправильно использовал ключевой полевой транзистор в качестве усилителя низкой частоты продвинул меня дальше и расстояние в 60 метров увеличилось до 2 километров благодаря всего одному N-канальному полевому транзистору и нескольким деталям. Передатчик был нагружен на вертикальный провод длиною 7 метров, а приём за городом осуществлялся на приёмник с магнитной антенной в 12 часов по полудню.

Фото 1.
Фото 1.

Да, ключевой транзистор, как и в УНЧ я использовал не по назначению, но всякое в жизни бывает. Мне например известен случай, когда в Югославии микроволновки тоже использовали не по назначению. Эти СВЧ печки-ловушки с открытой пастью (850 Вт, 2,45 ГГц) принимали огонь на себя, защищая РЛС от натовских крылатых ракет.

Эта простая схема на одном транзисторе повысила выходную мощность самодельного передатчика с 30 мВт до 750 мВт на частоте 3 МГц.

Рис. 1. Усилитель мощности.
Рис. 1. Усилитель мощности.

На этом этапе использование линейного усилителя упростило схему самоделки, с помощью которой я в своё время разыграл внуков, прервав детскую передачу на коротких волнах своим приветствием.

Просто к выходному каскаду маломощного передатчика я добавил модуль-кубик усилителя мощности, работающий в линейном режиме, и качественная модуляция с простого усилителя низкой частоты без изменений дошла до антенны.

Фото 2. Несущая частота 3 МГц, частота модуляции 1 кГц, глубина модуляции 30%.
Фото 2. Несущая частота 3 МГц, частота модуляции 1 кГц, глубина модуляции 30%.
Рис. 2. Передатчик с усилителем мщности.
Рис. 2. Передатчик с усилителем мщности.

Из транзистора, снятого с материнской платы, который трудился там в ключевом режиме, можно было ожидать большего, но меня сильнее волновало качество выходного сигнала и если с измерительного генератора подавление высших гармоник составляло 40 дБ, то после кубика с добавлением мощности на 14 дБ - гармоники ослабли до 50 дБ.

Фото 3. Спектр на выходе усилителя мощности.
Фото 3. Спектр на выходе усилителя мощности.

Я испытал разные N-канальные полевые (SSM40NO3P, PHB55NO3LT, 2SK3565), включая биполярный (2SС4908) транзисторы, снятые с материнской платы и с других устройств, которых поджидал контейнер технических отходов, и остался доволен результатами своей работы.

Схема усилителя очень простая, а простые схемы как я уже говорил раньше, требуют к себе большего внимания. В усилителе нет стабилизатора напряжения и цепи, ограничивающей ток, а поэтому любой резкий поворот единственного подстроечного резистора или резкое изменение питающего напряжения вызовет скачок тока и следующий за ним тепловой пробой, замыкающий безвозвратно переходы транзистора. Спасает то, что на материнской плате преобладают несколько однотипных ключевых элементов, что позволило мне после нескольких попыток выбрать оптимальный режим их работы.

Поэтому регулировку я производил плавно вращая ручку переменного резистора, двигаясь от минусовой шины питания в сторону плюса, с остановкой на токе потребления 150 мА. Этот же резистор отвечает за подавление высших гармоник, и требует в небольших пределах дополнительной подстройки по анализатору спектра.

Параметры усилителя.

Старенький советский генератор Г4-176 по умолчанию имеет выходное сопротивление 50 Ом, аналогичные сопротивления имеют измеритель мощности и анализатор спектра. Только пусть значение КСВ антенны (7 метров провода) останется тайной.

Напряжение питания 12 вольт.

Ток потребления при выходной мощности измерительного генератора 20 мВт (выходная мощность 500 мВт) составляет 150 мА.

При выходной мощности измерительного генератора 100 мВт (выходная мощность 1,25 Вт) составляет 250 мА.

Ток потребления при отсутствии сигнала — 60 мА.

Подавление высших гармоник при входной мощности измерительного генератора 20 мВт — 50 дБ.

С биполярным транзистором 2SC4908 (был такой в наличии) аналогичные параметры получились при напряжении 24 В и токе 200 мА.

Рис. 3. Линейный усилитель на биполярном транзисторе.
Рис. 3. Линейный усилитель на биполярном транзисторе.

Его цоколёвка аналогичная полевым транзисторам, которые участвовали в эксперименте.

Конструкция усилителя.

Фото 4. Конструкция усилителя.
Фото 4. Конструкция усилителя.
Фото 5.
Фото 5.
Фото 6. Вариант используемых катушек в усилителе мощности.
Фото 6. Вариант используемых катушек в усилителе мощности.

Все катушки индуктивности имеют номинал 10 мкГн. Я использовал индуктивности в броневых ферритовых экранированных сердечниках, рассчитанные на большой ток. Пробовал использовать самодельную намотку 39 витков проводом 0,5 мм на каркасе диаметр которого 13 мм, но изменения параметров были незначительными.