Так уж получилось, что у меня скопилось некоторое количество модулей усилителей мощности из убитых таксистами радиостанций Icom - Mitsubishi M68702H.  Очень хорошие модули, надёжные, выживают даже после того, как вся радиостанция превращается в кучу горелого хлама...  Но с одним недостатком - они под FM, выходной каскад - без смещения, в классе С.

Если предполагается работа FM или только CW, то можно бы и оставить модули as is, но так как CW сейчас работают совсем редко, а вся дальняя связь на УКВ ориентирована на цифровые моды, то стала актуальной идея переделки данных модулей в линейный режим.

Вопреки ожиданию, это оказалось не только просто, а очень просто... :)  Вот фото модуля со снятой крышкой:

  Как видно на фото, базовая цепь выходного транзистора представляет  собой соединённые последовательно проволочный дроссель и малоомный резистор. (Возможно, это дроссель, у меня  не получается снять его, не повреждая, а калить весь модуль паяльной станцией что-то не хочется).

Для того, чтобы получить возможность подать на транзистор смещение, необходимо заменить резистор на блокировочный конденсатор, а от точки соединения конденсатора и дросселя сделать дополнительный вывод, куда и будет подаваться напряжение смещения для открывания транзистора.  Емкость конденсатора некритична, но не менее 1n.

В результате должно получиться то, что изображено на фото слева. И на этом переделку модуля можно считать законченной.

Подавая на новый вывод смещение, можно варьировать током покоя выходного транзистора в широчайших пределах. Отдельно следует остановиться на стабилизации тока покоя. Схем стабилизации множество, но для данного случая вполне нормально себя зарекомендовал способ получения и температурной стабилизации смещения при помощи прямосмещённого кремниевого диода. Диод располагается в непосредственной близости от модуля и имеет тепловой контакт с радиатором, в результате чего и получается тепловая стабилизация режима.

Также был опробован способ припайки smd диода прямо поверх устанавливаемого в модуль конденсатора, как это показано на фото слева. В этом случае достаточно подать на новый вывод модуля питающее напряжение через резистор для включения модуля в режим передачи.

Также в данном случае получается очень хороший тепловой контакт с радиатором выходного транзистора, и, следовательно - хорошая термостабилизация режима.

После подобной переделки модули становятся линейными, при этом необходимая для раскачки до полной выходной мощности входная мощность становится порядка 100мВт против 400мВт у непеределанного. Все остальные параметры остаются без изменений, выходная мощность до 60 ватт при напряжении питания 13.8в. Ток покоя выходного транзистора, как показала практика, лучше всего устанавливать порядка 1А, что обеспечивает отличную линейность при работе цифровыми модами.

При необходимости выходную мощность можно плавно изменять, меняя напряжение питания первого каскада усилителя. Так, при полном питании в 13.8в выходная мощность составляет 60 ватт (у модулей М68702L - даже больше), а при питании напряжением 5в - только 15 ватт при неизменной входной.

Также следует отметить, что из-за возросшего усиления в области малых сигналов модуль стал более склонным ко всякого рода возбудам, что налагает определённые требования к монтажу и схемотехнике. Во всяком случае, ферритовые бусины по всем цепям питания и смещения - жизненно неоходимы, блокировочные конденсаторы вблизи выводов - также.

Такие переделанные модули неоднократно применялись мною в разного рода устройствах - трансвертерах и маяках, где показали высокую надёжность в работе. 

Но даже 60 ватт - это не так уж и много, для эффективной работы на УКВ надо иметь мощность побольше, поэтому поневоле возникает мысль сделать усилитель на двух модулях по схеме сложения мощностей. Тем более, что под руку попался отличный и удобный корпус от усилителя мощности радиотелефона.

Принципиальная схема - на рисунке ниже.  Немного о схеме: обычно сложение мощностей усилительных модулей на УКВ осуществляют при помощи четвертьволновых отрезков линий, но в данном случае я решил сделать немного по-другому. Во-первых, так как чувствительность усилителя весьма высока, а минимальная мощность имеющегося у меня трансивера составляет 3 ватта, то появилась возможность применить на входе не систему настроенных линий, а делитель мощности на резисторах. Такой делитель широкополосен, не требует тщательного подбора длины кабеля, одновременно выполняет функции аттенюатора, имеет малые габариты.  

Принципиальная схема.

Также на входах модулей включены 3дб аттенюаторы на резисторах для лучшего согласования и дополнительного ослабления входного сигнала.

Выходные мощности модулей складываются также при помощи сумматора на сосредоточенных элементах, в данном случае применены индуктивности L1 и L2, которые при расчётной индуктивности 58 наногенри обеспечивают для частоты 144.3 Мгц такой же фазовый сдвиг, как и четвертьволновые отрезки кабеля 75 Ом.

Переключение усилителя в режим передачу осуществляется при помощи простой схемы на транзисторах VT2 и VT3 от входного сигнала ВЧ или же внешним сигналом через разъём PTT.  При этом подаётся питание на антенное реле, первые каскады усилительных модулей, на цепь смещения выходных каскадов.

       Детали, наладка и конструктив..

Типы и номиналы большинства  элементов есть на принципиальной схеме, много можно посмотреть на фотографиях. Безвыводные резисторы изготовлены из резисторов МЛТ, выводы откушены, латунные колпачки зачищены и облужены. VD6  - такого де типа, как и VD7. Антенное реле - EMI SH-212D 8А, с двумя группами контактов, при этом одной группой переключается вход, другой - выход усилителя. Несмотря на то, что реле низкочастотное, оно прекрасно себя зарекомендовало на этих частотах и при уровнях мощности до 200 ватт, во всяком случае оно стоит и в промышленных усилителях KL-145.

Конструктив виден на фото: плата из двухстороннего фольгированного текстолита толщиной 2мм, по краям припаяны полоски фольги, которые соединяют стороны текстолита. Дорожки сформированы при помощи резака. Хорошее правило на УКВ - соединять стороны текстолита в возможно большем числе точек при помощи пистонов, заклёпок или пропаянных проволок. Расчётная индуктивность катушек L1 и L2 - 58 наногенри. Индуктивность сильно зависит от длины и диаметра катушек. В моём случае для необходимой длины получилось 6.5 витка посеребрённого провода диаметром 0.8мм. на оправке 8мм. При другом монтаже, возможно, придётся пересчитать размер и число витков.

Ни в какой особенной наладке усилитель не нуждается. При исправных деталях и монтаже оказалось достаточным подстроить подстроечные конденсаторы на входе и выходе по максимуму выходной мощности, подав на вход усилителя сигнал с радиостанции с уровнем 1 ватт, а после предварительной настройки - увеличив до 3-5 ватт. Разумеется, усилитель должен быть нагружен качественным эквивалентом.

Сильный нагрев резистора R18 - признак разброса по усилению модулей. В этом случае есть смысл слегка уменьшить усиление одного из модулей путём ограничения входного сигнала или снижения напряжения питания первого каскада.

В моём случае усилитель отдавал 120 ватт при входной мощности 3 ватта и 130 ватт  - при 5 ватт. Дальнейшее увеличение входной мощности к росту выходной уже не приводило. Потребляемый ток при выходной мощности 120 ватт - 18А и резко возрастал при рассогласовании с нагрузкой. При КСВ=2 потребляемый ток составлял уже 23А.

Конструкция в картинках.

R1ZH © 2017