QRP-усилитель мощности 1.8 – 10.1 МГц от F6BQU

Двухтактный усилитель мощности предназначен для использования в QRP-аппаратуре, работающей на низкочастотных КВ диапазонах (1.8-10,1 МГц). В нём применены недорогие полевые транзисторы с изолированным затвором IRF510. Усилитель разработал австралийский коротковолновик Drew Diamond(VК3ХU). Описание усилителя было опубликовано в The Radio Communication Handbok (RSGB).

На диапазонах 1,8-7 МГц усилитель обеспечивает выходную мощность 5 Вт (CW) и 6 Вт (SSB, РЕР) при входной мощности 100 м8т. На диапазоне 10,1 МГц эти параметры обеспечены при входной мощности 300 мВт. Измеренные на двухтональном сигнале интермодуляционные искажения – не хуже -30 д6 по отношению к несущей. Подавление гармонических составляющих в выходном сигнале – не хуже -50 дб по отношению к несущей.

Усилитель отличается высокой надёжностью, не возбуждается при любом значении КСВ нагрузки и при полной выходной мощности выдерживает замыкание выхода.

Противофазные сигналы на затворах полевых транзисторов VТ1 и VТ2 обеспечивает трансформатор T1. Отрицательная обратная связь через резисторы R3 и R4 стабилизирует работу усилителя и расширяет его рабочую частотную полосу. Напряжение питания на стоки
транзисторов усилителя подается через симметрирующий трансформатор Т2. Выходной сигнал поступает на BALUN (трансформатор Т3) и далее на выход через ФНЧ L1— L3 С6—С9.

В цепь, задающую напряжение смещения на затворах транзисторов усилителя, включен стабилитрон VD1 на напряжение стабилизации 3,3 В. Однако основное его назначение – не стабилизация напряжения, а регулирование напряжения смещения в зависимости от температуры теплоотводов транзисторов усилителя. При повышении температуры
напряжение смещения уменьшается, снижая ток покоя через транзисторы. Стабилитрон VD1 установлен так, чтобы был обеспечен тепловой (но не электрический!) контакт с теплоотводами. Для этого использована теплопроводящая паста.

Напряжение питания усилителя -13 В. Начальный ток покоя транзисторов устанавливают в пределах 200…300 мА подстроечным резистором R2. Ток, потребляемый усилителем от источника питания, при входной мощности 100 мВт и подключенном к его выходу эквиваленте антенны сопротивлением 50 Ом должен быть близок к 1 А. Корректно выбранные по размерам теплоотводы после нескольких минут работы должны нагреваться до приемлемой (по касанию рукой) температуры.

Усилитель мощности собран на печатной плате из фольгированного с обеих сторон стеклотекстолита толщиной 2 мм.  С одной стороны платы вырезаны монтажные площадки, к которым припаивают выводы всех элементов усилителя. Вторая сторона платы, используемая как общий провод и экран, соединена с рабочей стороной в нескольких точках, обозначенных буквами Х.

Трансформаторы Т1-T3 намотаны на кольцевых магнитопроводах Фирмы Amidon FТ50-43 типоразмера 12,7х7,15х4,9 из Феррита с начальной магнитной проницаемостью 850. Все обмотки содержат по 11 витков провода диаметром 0,5 мм у Т1 и диаметром 0,64 мм  у Т2 и Т3. Индуктивность, число витков катушек и емкость конденсаторов выходного ФНЧ для различных диапазонов указаны в таблице. Катушки намотаны проводом диаметром 0,64 мм на кольцевых магнитопроводах из карбонильного железа Фирмы Amidon Т68-2 типоразмера 17,5х9,4х4,8.

Ферритовые магнитопроводы здесь неприменимы, поэтому, в случае отсутствия колец из карбонильного железа катушки можно выполнить бескаркасными. В этом случае придётся,повидимому, несколько увеличить размеры платы, чтобы разместить на ней такой ФНЧ. Оксидный конденсатор С5 – танталовый на номинальное напряжение не менее 25 В. Остальные – керамические. При отсутствии конденсаторов фильтра нужной емкости их можно набирать из нескольких. Тип стабилитрона в первоисточнике не указан.

Плата, чертеж которой изображен на рисунке, соответствует однодиапазонному варианту усилителя мощности. В многодиапазонной конструкции на плате устанавливают ФНЧ только для самого высокочастотного диапазона, а детали ФНЧ остальных диапазонов монтируют отдельно с соответствующими элементами коммутации.

Что необходимо иметь в виду. Для того, что ваш усилитель носил гордое звание линейного необходимо ни в коем случае не перегружать его вход. Ибо в противном случае он превратится в “генератор” помех. Если на усилитель подается напряжение от 12 до 14 вольт, выходная мощность будет от 5 до 6 Вт ВЧ, а входной сигнал не должен превышать 200-250 мВт ВЧ.

Если на усилитель подается напряжение от 24 до 30 вольт, выходная мощность составит
20-25 Вт ВЧ, а входной сигнал не должен превышать 1 Вт ВЧ.

Понятно, что в зависимости от доступной входной мощности необходимо будет выбрать правильное значение затухания. Для этого смотрим таблицу, в которой приведены значения R1, R2 и R3 как функции требуемого затухания, зная, например, что -10 дБ – это затухание в 10 раз , а -6 дБ – это затухание в 4 раза, и что -3db соответствует половине мощности.