Ενισχυτής FM 40W - Broadband

Ενισχυτής FM αυτόματου συντονισμού
Ενισχυτής FM αυτόματου συντονισμούΓραμμικός Ενισχυτής FM - BroadbandΕπιδόσεις του ενισχυτή FM - Μετρήσεις
4.75 5 4 Product



Η ηλεκτρονική κατασκευή που παρουσιάζουμε εδώ είναι ένας γραμμικός ενισχυτής RF αυτομάτου συντονισμού (broadband) για τα FM (88-108MHz). Ο ενισχυτής αποτελείται από δύο βαθμίδες. Η πρώτη βαθμίδα βασίζεται στο τρανζίστορ 2Ν6080, το οποίο οδηγεί τη δεύτερη και τελική βαθμίδα που αποτελείται από ένα τρανζίστορ τύπου 2Ν6084. Ο γραμμικός ενισχυτής αποδίδει στην έξοδο του γύρω στα 40-45W με οδήγηση περίπου 0,8W.  Η κατασκευή του ενισχυτή FM μπορεί να γίνει εύκολα και γρήγορα βάσει του ηλεκτρονικού σχηματικού και του τυπωμένου κυκλώματος που παρέχουμε.

Το κύκλωμα δεν απαιτεί κανένα συντονισμό διότι είναι σχεδιασμένο να αποδίδει σωστά σε ολόκληρη την μπάντα των FM. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση δικτυωμάτων προσαρμογής ευρείας ζώνης που κατασκευάζονται από γραμμές τύπου micro-strip (μικρο-λουρίδες) και κλασσικά παθητικά εξαρτήματα. Οι γραμμές είναι τυπωμένες πάνω στην πλακέτα, κάτι που διευκολύνει πολύ την κατασκευή. Οι τυπωμένες γραμμές που υπάρχουν στην πλακέτα είναι στην πραγματικότητα γραμμές μεταφοράς σήματος των 50 και των 35,5 Ω και έχουν πλάτος 2,9 και 4,5mm, αντίστοιχα. Τα μήκη των γραμμών είναι επίσης υπολογισμένα κατάλληλα για να εισάγουν συγκεκριμένη διαφορά φάσης (καθυστέρηση) στο RF σήμα. Οι διαστάσεις έχουν υπολογιστεί για εποξική πλακέτα FR4, σχετικής διηλεκτρικής σταθεράς 4,5 (@100ΜΗz), με πάχος διηλεκτρικού 1,59mm. Επομένως, είναι αναγκαίο να τονίσουμε ότι το σχέδιο του τυπωμένου που παρέχουμε αφορά μόνο το συγκεκριμένο διηλεκτρικό και δεν αφορά άλλου τύπου πλακέτες. 

Ηλεκτρονικό σχηματικό - Broadband FM linear amplifier

Τα τρανζίστορ του ενισχυτή πολώνονται σε τάξη-C. Η τάξη–C προτιμάται για το πλεονέκτημα υψηλής απόδοσης που παρουσιάζει. Όμως, ως γνωστό, οι ενισχυτές σε τάξη-C παράγουν αρκετές αρμονικές και προκειμένου αυτές να κατασταλούν σε επιτρεπτά όρια χρειάζεται πάντοτε ένα φίλτρο. Έτσι λοιπόν, χρησιμοποιούμε κι εμείς ένα χαμηλοπερατό φίλτρο στην έξοδο του ενισχυτή. Το φίλτρο είναι 5ης τάξης, τύπου Chebyshev και έχει σχεδιαστεί για καταστολή της 3ης αρμονικής κατά 50db. To φίλτρο παρουσιάζει και μια μικρή διακύμανση στην απόκρισή του, κατά 1db περίπου, εντός της ζώνης διέλευσης (88-108ΜΗz). 

Ο ενισχυτής απαιτεί τροφοδοσία 13,8-15V και η κατανάλωση ρεύματος για πλήρη ισχύ εξόδου είναι γύρω στα 5,5A. H συνολική απολαβή του ενισχυτή (με οδήγηση 0,8W), στην περιοχή συχνοτήτων από 88 έως 108MHz προσεγγίζει τα 17db και η απόδοση πλησιάζει το 60%.

Το ηλεκτρονικό σχέδιο είναι αρκετά απλό και η κατασκευή μπορεί να γίνει σχετικά εύκολα στο τυπωμένο κύκλωμα που προσφέρουμε. Ωστόσο, χρειάζεται κάποια προσοχή όσον αφορά τη γείωση και τη χρήση κατάλληλης ψύξης για τα τρανζίστορ. Η μία πλευρά του τυπωμένου (η κάτω όψη) καλύπτεται εξολοκλήρου από χαλκό και παρέχει το απαραίτητο επίπεδο γείωσης. Το επίπεδο γείωσης συνδέεται στα σώματα των τρανζίστορ και εφάπτεται με την ψύκτρα. Υπάρχουν επίσης και ορισμένες γραμμές στην άνω όψη της πλακέτας που συνδέονται στο επίπεδο γείωσης με vias (γεφυρώματα από τη μία όψη στην άλλη). Όλα τα εξαρτήματα, συναρμολογούνται αποκλειστικά στην άνω όψη της πλακέτας.     

Στο πρωτότυπο χρησιμοποιούμε μία ψύκτρα που είναι κάπως μεγαλύτερη από τις διαστάσεις της πλακέτας. Όλοι οι πυκνωτές που χρησιμοποιούμε είναι κεραμικοί πυκνωτές χαμηλής τάσης (εκτός από δύο ηλεκτρολυτικούς). Τα πηνία των 22μH που σημειώνονται στο σχηματικό είναι αποπνικτικά πηνία RF. Δύο από αυτά, που παρέχουν ρεύμα στους συλλέκτες των τρανζίστορ, θα πρέπει να αντέχουν τουλάχιστο 4A. Στο πρωτότυπο, στη θέση των πηνίων των 22μH χρησιμοποιούμε τα δημοφιλή αποπνικτικά πηνία RF τύπου VK200. Τα συγκεκριμένα πηνία δεν παράγονται πλέον και υπάρχουν μόνο σε στοκ. Μπορείτε όμως στη θέση τους να χρησιμοποιήσετε οποιαδήποτε άλλα αποπνικτικά πηνία RF με παρόμοιες προδιαγραφές.

To πηνίο L1 παρουσιάζει αυτεπαγωγή 130μH και αποτελείται από 6 σπείρες διαμέτρου 7.5 mm και σύρμα πάχους 1mm. Το συνολικό μήκος του σύρματος που θα χρειαστείτε για την κατασκευή του L1 είναι 14.1cm. Τα L2 and L3 είναι τα ίδια και η αυτεπαγωγή τους είναι ίση με 100μH. Φτιάχνονται από 5 σπείρες διαμέτρου 7.5 mm, με σύρμα πάχους 1mm και συνολικού μήκους 11.7cm.

Οδηγός συναρμολόγησης του ενισχυτή FM

Κατασκευή: Μανώλης Ταμπουρατζής


Σ
υνημμένα

Το τυπωμένο κύκλωμα του 40W ενισχυτή FM αυτομάτου συντονισμού (πρόσβαση κατόπιν πληρωμής / εξαιρούνται χρήστες ειδικών κατηγοριών).