Amplificateur de puissance linéaire hybride. Schéma, description

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Amplificateur de puissance linéaire hybride. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Dans les émetteurs-récepteurs à ondes courtes, le chemin de transmission contient généralement un puissant amplificateur final basé sur un tube à vide électrique et un préamplificateur basé sur des transistors. En même temps, pour faire correspondre le préamplificateur avec le final. utiliser des circuits résonnants. Des circuits similaires sont également inclus entre le préamplificateur et le dernier mélangeur du chemin de transmission.

Une telle construction de la voie d'émission de l'émetteur-récepteur ne peut être considérée comme optimale. L'utilisation de deux circuits résonnants commutables en entrée et en sortie du préamplificateur complique le dispositif. De plus, l'inclusion du collecteur d'un transistor puissant dans le circuit du circuit résonnant peut conduire à l'apparition de distorsions non linéaires dues à la grande non linéarité de la capacité de la jonction collecteur du transistor.

La figure montre un schéma d'un amplificateur de puissance hybride, dans l'étage de sortie duquel est utilisée une connexion cascode d'un transistor bipolaire VT4 connecté selon un circuit émetteur commun et d'une lampe VL1 connectée selon un circuit de grille commune. Une telle construction permettait non seulement de bien adapter la faible impédance de sortie d'un transistor puissant à l'entrée de la lampe, mais garantissait également la linéarité exceptionnelle de la caractéristique amplitude-fréquence de la cascade. Un autre avantage important est que trois électrodes se sont avérées "mises à la terre" dans la lampe - les première et deuxième grilles et les plaques de formation de faisceau. La capacité traversante de la lampe est devenue négligeable, de sorte qu'il n'était pas nécessaire de la neutraliser.

(cliquez pour agrandir)

Pour augmenter la résistance d'entrée de l'étage terminal, un émetteur suiveur sur un transistor VT3 est inclus à son entrée. L'émetteur de ce transistor étant directement connecté à la base du transistor VT4, le courant de repos de l'étage de sortie peut être ajusté par une résistance ajustable R20 incluse dans le circuit de base de VT3. Pour augmenter la linéarité et la stabilité en température de l'amplificateur, l'étage cascode est recouvert d'une contre-réaction série à travers deux résistances R23 et R25 connectées en parallèle. Avec un courant de repos de 25 mA, une tension d'anode de 600 V et une puissance de signal à l'entrée de l'émetteur-suiveur de 8 ... 10 mW, l'amplificateur délivre une puissance d'au moins 130 W sur toutes les gammes KB. Dans ce cas, la composante constante du courant d'anode est de 330 mA. La distorsion d'intermodulation des troisième et cinquième ordres à une puissance de sortie de 140 W ne dépasse pas - 37 dB.

L'amplificateur protège le transistor VT4 contre les pannes en cas de dysfonctionnement de la lampe, ainsi que pendant les transitoires lorsqu'il est chauffé. Pour ce faire, le collecteur du transistor VT4 à travers les diodes VD2, VD3 est connecté à la diode Zener VD4 avec une tension de stabilisation de 50 V. Lors du fonctionnement normal de l'amplificateur, les diodes VD2, VD3 sont fermées, car la tension sur le collecteur VT4 ne dépasse pas 35 V. Si pour une raison quelconque la tension instantanée sur le collecteur dépasse 50 V, les diodes VD2, VD3 s'ouvriront et elle sera shuntée par la faible résistance différentielle de la diode Zener VD4.

L'impédance d'entrée de l'étage cascode (depuis l'entrée de l'émetteur suiveur) est pratiquement active, dépend peu de la fréquence et est voisine de 400 ohms. Pour obtenir une puissance de sortie de 130 W, il suffit d'avoir à l'entrée de l'émetteur suiveur un signal RF de 1,8 V. Un tel niveau peut très bien être fourni par un mélangeur à transistor. (Si dans l'émetteur-récepteur le dernier mélangeur du chemin de transmission est réalisé sur des diodes, la puissance du signal RF à la sortie du mélangeur ne dépasse généralement pas 0,06 ... 0,1 mW).

Pour augmenter le gain à l'entrée de l'émetteur suiveur, un amplificateur à large bande à deux étages basé sur les transistors VT1 et VT2 est inclus. L'impédance d'entrée de l'amplificateur est d'environ 200 ohms, ce qui est en bon accord avec l'impédance de sortie des mélangeurs à diodes classiques. Le gain dans la gamme de fréquence 1...30 MHz est presque constant et égal à 26 dB. Pour obtenir une puissance de sortie de 130 W, il suffit d'appliquer un signal d'une puissance de 0,05 mW à l'entrée du préamplificateur, c'est-à-dire que l'amplificateur peut être allumé directement à la sortie du mélangeur à diodes du KB chemin de transmission de l'émetteur-récepteur.

Lorsqu'il n'y a pas de signal RF à l'entrée, l'amplificateur tire un courant d'environ 40 mA d'une source +15 V et 25 mA d'une source +600 V. Il est donc avantageux de "fermer" l'amplificateur en mode réception. A cet effet, les sorties des inverseurs DD1-DD3 sont reliées aux circuits de puissance des bases de trois transistors VT1.1-VT1.3. En mode réception, leurs entrées sont appliquées à la logique 1. Dans ce cas, le potentiel aux sorties des inverseurs est inférieur à la tension d'ouverture des transistors au silicium, de sorte que tous les étages de l'amplificateur sont fermés. En mode émission, les entrées des onduleurs sont au niveau logique bas. Le potentiel aux sorties des éléments DD1.1-DD1.3 devient élevé et l'amplificateur s'ouvre.

La résistance équivalente de l'étage de sortie de l'amplificateur est d'environ 900 ohms. Les valeurs calculées des éléments réactifs de la boucle P pour adapter l'amplificateur à l'antenne sont données dans le tableau.

La valeur des éléments de la boucle P
Fréquence de fonctionnement, MHz	Capacité du premier condensateur, pF		Inductance. µH		Capacité du deuxième condensateur, pF
Fréquence de fonctionnement, MHz	Rí=50 Ohm	Rí=75 Ohm	R=50 Ohm	Rí=75 Ohm	Rí=50 Ohm	Rí=75 Ohm
1,85	4033	3433	2,8	2,8	13765	9177
3,6	2073	1764	1,4	1,4	7074	4716
7,05	1058	901	0,73	0,73	3612	2408
14,15	527	449	0,36	0,36	1800	1200
21,2	352	300	0,24	0,24	1201	801
28,5	262	223	0,18	0,18	894	596

Note. Pour utiliser l'amplificateur dans la gamme 1,8 MHz, réduisez la tension d'anode à 300 V et connectez la deuxième grille de la lampe VL1 à la diode zener VD4.

La valeur passeport de la dissipation de puissance admissible à l'anode de la lampe 6P45S est de 35 watts. Dans cet amplificateur, avec un courant d'anode de 330 mA, une puissance d'environ 70 watts est dissipée à l'anode de la lampe. Cependant, cela ne réduit pas de manière significative la fiabilité de la lampe, car la dissipation de puissance n'atteint 70 W qu'aux pics de l'enveloppe du signal SSB ou lors des rafales télégraphiques. La dissipation de puissance moyenne ne dépasse généralement pas la valeur admissible.

Structurellement, la lampe 6P45S et les éléments du circuit P correspondant sont situés dans un compartiment blindé, dont les conclusions sont tirées au moyen de condensateurs de traversée KTP. Pour améliorer le refroidissement de la lampe, les couvercles supérieur et inférieur doivent être perforés. A noter que la lampe refroidit mieux lorsqu'elle est en position horizontale. Les transistors VT4 et VT3 sont placés à proximité du panneau de lampe et montés sur le châssis afin d'assurer une bonne dissipation thermique. Les éléments restants de l'amplificateur peuvent être placés sur les cartes de circuits imprimés de l'émetteur-récepteur.

L'inductance L6 est réalisée sur un cadre diélectrique cylindrique de diamètre 14 mm et contient 270 spires de fil PEV 0,33 enroulées ronde à ronde. L'inductance L7 contient 3 tours de fil PEV 0,11 placés sur la résistance R21.

Avec une installation correcte, l'amplificateur ne nécessite pas de réglage, le seul réglage nécessaire est de régler le courant de repos de l'étage de sortie avec une résistance de réglage R20.

Auteur : V. Žalnerauskas (UP2NV), Kaunas ; Publication : N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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