irf510-10w-power-amplifier/

Рассмотрим выходной каскад КВ-трансивера uBITX . Он построен на паре полевых транзисторов IRF510 и выдает около 10 Вт. Схема примечательна тем, что использует дешевые и доступные компоненты. Интересно, удастся ли ее повторить.

Я старался придерживаться оригинальной схемы, чтобы при модификации ее в будущем было с чем сравнить результаты. Но за неимением нескольких компонентов все же пришлось внести пару изменений. Полная версия модели для LTspice доступна здесь . Рассмотрим ее по частям.

В первой ступени мы видим усилитель с обратной связью на паре параллельно соединенных 2N3904. С параллельным включением транзисторов мы уже знакомы, благодаря заметке о JBOT . Это усилитель класса А, ток покоя каждого транзистора около 20 мА. R13 и C4 фильтруют ВЧ наводки по шине питания. L1-L3 представляет собой обычный понижающий трансформатор 4:1.

Во второй ступени пара таких же усилителей, как в первой ступени, используется по push-pull схеме. Push-pull нам уже доводилось видеть во все том же JBOT.

Наконец, в третьей ступени у нас пара IRF510, тоже по схеме push-pull. Верхняя и нижняя части схемы похожи на последнюю ступень ранее рассмотренного усилителя 5 Вт . Основные отличия заключаются в следующем. Во-первых, эталонное напряжение 5 В берется не со стабилитрона. В своем усилителе я использовал линейный регулятор LD1085-5.0. С тем же успехом подойдет LM7805 или LM317. Во-вторых, здесь имеются обратные связи через R15 и R19. Как и в предыдущих ступенях, обратные связи выравнивают АЧХ усилителя.

Схема была собрана на плате 7 x 12 см таким образом:

Усилитель тестировался при питании напряжением 13.8 В. Документация к uBITX рекомендует выставить токи покоя каждого из МОП-транзисторов в 100 мА. Было решено выставить сначала 50 мА, а затем 100 мА, и сравнить результаты.

Выходная мощность при 50 мА:

Iq = 2 x 50 mA, 0 dBm input
Freq [Mhz]   Power [dBm]   Power [W]
1.8          40.6        11.4
3.7          40.9        12.3
7.1          41.0        12.5
10.1          40.8        12.0
14.2          39.8         9.5
18.1          38.2         6.6
21.2          37.0         5.0
24.9          35.8         3.8
29.7          34.5         2.8

… и при 100 мA:

Iq = 2 x 100 mA, 0 dBm input
Freq [Mhz]   Power [dBm]   Power [W]
1.8         40.7         11.7
3.7         41.0         12.5
7.1         41.2         13.1
10.1         41.0         12.5
14.2         40.0         10.0
18.1         38.5          7.1
21.2         37.5          5.6
24.9         36.3          4.3
29.7         35.2          3.3

Эффективность — около 55%. По входу КСВ ≤ 1.6 во всей рабочей полосе. Выходной импеданс оказался ~40 Ом. Можно повысить выходную мощность на пару ватт, раскачивая усилитель от 7 dBm. Но при этом растут IMD, поэтому прием годится только для телеграфа .

Схема была проверена в самодельном SSB-трансивере . Ею можно заменить ступени выходного каскада на 2N2219A и IRF510. Никаких дополнительных аттенюаторов или еще чего-то не требуется. Было проведено несколько пробных радиосвязей. Все они прошли без проблем. Трансивер работает, как и раньше, только выдает б о льшую мощность.

Усилитель мне очень понравился. В качестве альтернативы IRF510 в схеме uBITX предлагаются RD15HVF1. Интересно, как усилитель будет работать с ними.

Дополнение: См также заметки Широкополосный QRP усилитель на RD15HVF1 и Широкополосный QRP усилитель класса C на RD15HVF1 .

admin

Share
Published by
admin

Recent Posts

Что такое Zulip

Zulip — программное обеспечение для реализации корпоративного чата. Разработан в 2012 году, в 2014 был…

2 месяца ago

Что такое Zookeeper

Zookeeper — cервис-координатор, который позволяет обеспечить контроль синхронизации данных. Разработан на Java компанией Apache Software…

2 месяца ago

Что такое Zimbra

Zimbra — программное обеспечение для реализации почтового сервиса или, если сказать точнее, автоматизации совместной деятельности…

2 месяца ago

Что такое Zabbix

Zabbix — бесплатная система мониторинга. Позволяет отслеживать состояние сетевых узлов, компьютеров и серверов. Возможности: Поддержка…

2 месяца ago

Что такое YouTube

YouTube — компания-владелец одноименного портала для просмотра и хранения видео. Чтобы пользоваться данным порталом достаточно…

2 месяца ago

Что такое yota

Yota — провайдер, предоставляющий доступ к сети Интернет по беспроводной связи. Впервые, сервис начал работать…

2 месяца ago