Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili

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Questo articolo esamina la progettazione di uno stadio di inversione utilizzando amplificatori RF a banda larga che hanno lo stesso coefficiente di trasmissione in entrambe le direzioni di propagazione del segnale. Può essere installato in un ricetrasmettitore radioamatoriale tra il primo mixer ed il filtro di selezione principale (FOS).

La cascata reversibile è composta da due amplificatori non reversibili sui transistor VT1 e VT2 (Fig. 1), ciascuno di essi funziona solo per la propria direzione del flusso del segnale. Ad esempio, quando l'amplificatore funziona su VT1 (+12 V applicati alla porta di alimentazione C), i segnali RF vengono amplificati nella direzione dalla porta A alla porta B.

Gli amplificatori sono realizzati secondo un circuito a base comune con feedback negativo utilizzando elementi reattivi non al rumore (il cosiddetto feedback di tipo X), che consente una gamma dinamica ottimale e un'elevata sensibilità [1]. Amplificatori di questo tipo, con guadagni di 4,5...9,5 dB, non sono praticamente soggetti ad autoeccitazione, anche quando collegati alle porte A e B carichi (nodi ricetrasmettitore) con una resistenza attiva significativamente diversa da 50 Ohm, e la presenza di una grande componente reattiva.

Gli amplificatori sono collegati tra loro tramite brevi tratti di cavo coassiale. Per eliminare l'influenza di un amplificatore attualmente inattivo (ad esempio su VT2) su uno funzionante (su VT1) e quindi eliminare la possibilità di autoeccitazione dell'intera cascata inversa nel circuito, i diodi chiave VD3VD4 e VD7VD8 sono installato.

La catena di diodi VD1VD2 e il resistore R2 imposta la corrente di riposo del transistor VT1 e la catena VD5VD6 e il resistore R6 imposta la corrente di riposo VT2. I resistori R1, R3, R5, R7 e le induttanze L2, L4 sono antiparassitari, ma se la loro induttanza è troppo alta, la risposta in frequenza nella regione HF viene bloccata.

Anche il collegamento dei nodi ricetrasmettitori alle porte A e B deve essere effettuato con brevi tratti di cavo.

Strutturalmente, la cascata reversibile è realizzata su due circuiti stampati (ciascun amplificatore separatamente) realizzati in fibra di vetro su un lato. Dovrebbe essere fornita la massima area possibile del percorso del filo comune.

Ciascuna scheda dell'amplificatore è dotata di una striscia di schermo in lamiera stagnata larga 20 mm saldata su tutto il suo perimetro, i cui bordi sporgono simmetricamente sopra le superfici superiore ed inferiore della scheda.

Gli amplificatori utilizzano componenti radio ampiamente utilizzati: resistori - MLT-0,25, condensatori - KM, K10-17. I diodi KD522A possono essere sostituiti con qualsiasi diodo al silicio.

Le induttanze L1 e L4 sono avvolte con filo PEV-2 0,2 ​​in uno strato di spira per girare, fino al riempimento, su nuclei magnetici di ferrite ad anello con una permeabilità di 1000-2000 NM, dimensioni standard K10x6x4 mm. La loro induttanza dovrebbe essere compresa tra 100 e 220 μH.

Le induttanze L2 e L3 sono avvolte su nuclei magnetici ad anello di ferrite con permeabilità di 1000 Nm, dimensione standard K7x4x2 mm. I loro avvolgimenti contengono due spire di filo PEV-2 da 0,25. Le induttanze sono montate direttamente sui terminali dei transistor.

I trasformatori T1 e T2 sono avvolti con filo PEV-2 0,25 su nuclei magnetici in ferrite ad anello M2000NM-A di dimensioni standard K16x10x4,5 mm. Gli avvolgimenti I e II del trasformatore contengono 10 spire ciascuno e l'avvolgimento III contiene 2 spire. Per non danneggiare l'isolamento dei cavi, prima di avvolgere i trasformatori, tagliamo (riempiamo) gli spigoli vivi dei nuclei magnetici all'esterno e all'interno utilizzando una pietra abrasiva.

Successivamente, dopo aver attorcigliato insieme due pezzi di filo in un “doppino intrecciato” calcolando 3...4 torsioni per centimetro, avvolgiamo 10 giri in modo uniforme attorno alla circonferenza dell'anello. Questi saranno gli avvolgimenti I e II dei trasformatori.

Per aggiungere l'avvolgimento III, avvolgiamo due giri del “doppino intrecciato” su entrambi i lati dell'anello e avvolgiamo la parte avvolta con un terzo filo dello stesso diametro e nella stessa direzione. In questo caso, facciamo due giri del filo dell'avvolgimento III per centimetro di “doppino intrecciato”. Successivamente, ripristiniamo l'intero avvolgimento del trasformatore. Quando si installano i trasformatori sulle schede dell'amplificatore, non resta che aprire i terminali degli avvolgimenti e metterli in fase correttamente durante la dissaldatura.

Un requisito generale quando si installano gli amplificatori è che i terminali degli elementi radio abbiano una lunghezza minima.

I transistor VT1 e VT2 hanno dissipatori di calore con un'area di circa 50 cm2.

Configuriamo gli amplificatori assemblati separatamente utilizzando il seguente metodo (guardiamo l'esempio dell'amplificatore su VT1). Sulla scheda dissaldiamo uno dei terminali del condensatore C2 e chiudiamo gli avvolgimenti delle induttanze e dei trasformatori con ponticelli a filo. Forniamo una tensione di alimentazione di +12 V alla porta C. Selezionando il resistore R2, impostiamo la corrente attraverso il transistor VT1 su 45...50 mA. Dopo 10 minuti dal momento in cui viene applicata la tensione, monitoriamo nuovamente questo parametro e, se necessario, lo regoliamo. Spegnere la tensione di alimentazione. Rimuoviamo i ponticelli dalle induttanze e saldiamo C2.

Forniamo nuovamente energia. Verifichiamo che l'amplificatore non si autoeccita per l'assenza di un aumento del consumo di corrente. L'autoeccitazione non dovrebbe verificarsi né in presenza di resistenze di carico in ingresso e in uscita, né in loro assenza. Altrimenti dovresti aumentare leggermente il numero di spire dell'induttore L2 e/o ridurre la resistenza dei resistori R1 e R3. In pratica, l'autoeccitazione si verifica molto spesso quando la fasatura degli avvolgimenti del trasformatore non è corretta.

Alla porta A colleghiamo il GSS con Rout=50 Ohm, e alla porta B - un voltmetro HF con Rin=50 Ohm. Rimuoviamo la risposta in frequenza dell'amplificatore. Quindi, al contrario, colleghiamo il GSS alla porta B e il voltmetro HF alla porta A.

Le caratteristiche degli amplificatori in entrambe le direzioni e tra loro dovrebbero essere il più identiche possibile.

Dopo aver completato la configurazione, saldare insieme le schede dell'amplificatore schermate. I loro ingressi e uscite sono collegati tra loro da pezzi di cavo coassiale secondo la Fig. 1 e circuiti esterni (nodi ricetrasmettitori).

La risposta in frequenza della versione dell'autore degli amplificatori è mostrata nella parte superiore della fig. 2.

In basso sono mostrate due curve. Uno di questi, Ku (rev.) mostra il coefficiente di attenuazione introdotto dall'amplificatore in assenza di tensione di alimentazione (cioè può essere utilizzato anche come attenuatore), il secondo Ku (div.) - il coefficiente di disaccoppiamento tra le porte a seconda della frequenza.

Nei ricetrasmettitori “reali” è auspicabile avere un guadagno in cascata maggiore in modalità di ricezione che in modalità di trasmissione, poiché durante la trasmissione il segnale viene generato a livelli più alti. Il circuito di questa cascata inversa consente di realizzare i fattori di guadagno necessari per le diverse direzioni di passaggio del segnale selezionando solo il numero di spire dell'avvolgimento OOS (III) del trasformatore corrispondente.

Letteratura

1. Rosso. E. Manuale di riferimento sui circuiti ad alta frequenza. - M.: Mir, 1990, p. 58-71.
2. Misura dell'SWR alle onde corte. - "Annuario della radio". - M.: DOSAAF, 1983, p. 73-79

Autore: V.Artemenko

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