Усилитель мощности на полевом транзисторе RD06HVF1, RD15HVF1, RD70HVF1

В настоящее время доступной элементной базой для построения усилителей высокой частоты являются полевые транзисторы фирмы Mitsubishi Electric. Параметры, даташиты и прочую информацию по ним можно найти здесь. Отличаются они высокой надёжностью, хорошим усилением и известными параметрами, с помощью которых легко провести расчёт усилителя, согласовать его по сопротивлению. Подробнее о расчётах и согласовании можно почитать здесь .

По опыту применения наиболее устойчивыми являются RD06HVF1 и выше. Первая констукция представляет собой широкополосный предварительный усилитель мощностью 1 ватт с подавлением гармоник (внеполосных составляющих), которые всегда есть например у задающего генератора. Подавление составляет не менее 40 дБ. Диапазон рабочих частот - 88-108 МГц, напряжение питания 12,5 вольт.

Схема усилителя на RD06HVF1
Схема усилителя на RD06HVF1

Входное и выходное сопротивление каскада = 75 Ом. Мощность порядка 1 ватт. Если применять антенну и кабель 75 Ом то получаются очень хорошие результаты засчёт хорошего согласования. Усилитель работает в экономичном режиме С, для этого ток покоя нужно выставить минимально возможным отличным от нуля. Такое построение схемы даёт то преимущество, что транзистор можно припаять фланцем прямо к фольге текстолита (земле) при условии достаточной её площади. Напряжение питания усилителя должно быть стабилизировано. Лучше использовать импульсный блок питания (можно от компьютера, только его вентилятор нужно заблокировать электролитическим конденсатором на 1000 мкФ или более). По максимуму напряжения на выходе каскад настраивают конденсатором С11.
Усилитель получается очень компактным и стабильным в работе. Фото конструкции - ниже, C11 отсутствует для наглядности, некоторые конденсаторы (по питанию) напаяны друг на друга потому не видны.

 

фото1
Фильтры Z1,Z2 - GFWB3 или аналогичные, их ставили на входе приёмников кассетных плееров. Не некомендую включать усилитель без нагрузки во избежание выгорания фильтра на выходе. Усилитель очень компактен и стабилен засчёт согласования, не возбуждается и не требует специальной экранировки.У меня работает в одном корпусе с задающим генератором и каскадом на BF998, собранных по схеме отсюда.

Схема усилителя на RD15HVF1

Схема усилителя на RD15HVF1

Усилитель имеет входное и выходное сопротивления 75 Ом, Согласование производится с помощью полосковых печатных линий. Конструктивно усилитель крепится к радиатору из алюминия или меди, либо их сплавов латунными винтами. Плата двусторонняя, фольга после травления шлифуется и проделываются отверстия в плате диаметром 0,6-0,8 мм, через них пропускаются когда то откушенные ножки от резисторов, конденсаторов и т.п., затем укорачиваются до нужного размера таким образом, чтобы выступали с обоих сторон платы на 0,3-0,6 мм. После этого пропаиваются с обоих сторон. Места этих соединений слоёв платы видны на фото (выложу позже). Чем больше- тем лучше. Но и слишком много не надо :). Последними на плату запаиваются подстроечные резистор и конденсаторы. Перед этим плата моется в спирте или ацетоне, сушится и покрывается лаком для печатных плат - Urethane, Plastic. так же лаку необходимо дать просохнуть.
После сборки движок подстроечного резистора устанавливают таким образом, чтобы он быз замкнут на "землю". Далее нужно поключить только питание 12,5 вольт. В разрыв питания предварительно нужно включить амперметр. Установить подстроечным резистором ток покоя равный 0,5 ампер. ВЧ вольтметром проконтролировать отсутствие возбуда. Для этого подключить его на выход в режиме измерения ВЧ напряжения. Показаний не должно быть. Если всё нормально - надо отключить питание и подключить источник сигнала ко входу усилителя а к выходу, лучше через отрезок коаксиального кабеля волновым сопротивлением 50 Ом нагрузку, так же сопротивлением 50 Ом, параллельно которой подключить ВЧ вольтметр. К нагрузке два требования: Она должна быть мощностью не менее 15 ватт. Я применяю 2 последовательно соединённых блока резисторов МЛТ-2, в каждом блоке по 4 резистора номиналом 100 Ом. Второе требование - резисторы должны быть неиндуктивными (непроволочными, углеродистыми).
Подаваемая на вход мощность не должна превышать 0,5 ватта. Усилитель хорошо работает и от 0,05-0,1 Вт.
Усилитель можно настроить на любую частоту в пределах диапазона 87,5-108 МГц. Сначала настраивается входная часть. Настройка производится левым (по фото) подстроечным конденсаторами С1, С2 по максимуму сигнала на выходе. Расчётно С1=16 пФ С2=24 пФ. Напряжение на затворе (по ВЧ вольтметру ВУ-15) должно находиться в пределах 2-3 вольта, этого достаточно для полной раскачки транзистора.
Выходную часть настраивают подстроечными конденсаторами С10, С12 по максимуму напряжения на нагрузке. При этом ВЧ напряжения на стока полевого транзистора должно уменьшаться. У меня получается на стоке (опять же по ВУ-15) 10-12 вольт, на нагрузке - 40-45 ВЧ вольт. Если такового не получается - добиваются растяжением - сжатием витков катушки которая между подстроечными конденсаторами.
Внутренний диаметр катушек L2, L5 - 3,5 мм (в качестве оправки использую ручку надфиля). Количество витков - по 2,75.

Скачать печатную плату в формате P-CAD2004

усилитель на rd15hvf1

Аналогичным образом делается усилитель мощности на RD70HVF1:

Схема усилителя на RD70HVF1

Особенность сборки в том что сверху на фланец- теплообменник транзистора кладётся 2 контактных лепестка, под каждый винт (винты должны быть из немагнитного материала, латунь или нержавейка!) который припаивается к "земле" печатной платы. Фото конструкции выложу позже. Конденсаторы С10,С12 я использовал 1 КПВМ 20 пФ но после последней доработки сделанной для улучшения энергетических характеристик усилителя и следовательно повышения КПД думаю что можно использовать КТ4-23-7/30, параллельно с ними для получения необходимой ёмкости ставить конденсаторы NPO 1206 с рабочим напряжением 500 вольт (но лучше советские трубчатые керамические, от ламповой техники, большие такие). С9, С11,С13 - аналогично. Но я использую на всякий случай 1812 NP0 47pF 5% 3000V.

усилитель на rd70hvf

(на фото усилитель со входным аттенюатором)

скачать плату усилителя на rd70hvf1

Как посмотреть файлы P-CAD

Скачать Smith Chart 2.02 без ограничений количества элементов (после запуска жмём help-about читаем что ограничено 254 элементами и радуемся жизни :))

Обсудить на форуме

На главную