ハイブリッドリニアパワーアンプ。スキーム、説明

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ハイブリッドリニアパワーアンプ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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短波トランシーバーでは、通常、伝送経路に電気真空管をベースとした強力な最終アンプとトランジスタをベースとしたプリアンプが含まれています。同時に、共振回路を使用してプリアンプと最終アンプを整合させます。同様の回路が、プリアンプと送信経路の最後のミキサーの間にも含まれています。

トランシーバーの送信経路のこのような構成は最適であるとは考えられません。プリアンプの入力と出力で XNUMX つの切り替え可能な共振回路を使用すると、デバイスが複雑になります。さらに、共振回路の回路に強力なトランジスタのコレクタが含まれると、トランジスタのコレクタ接合の静電容量の大きな非線形性により、非線形歪みが発生する可能性があります。

この図は、エミッタ接地回路に従って接続されたVT4バイポーラトランジスタと共通グリッド回路に従って接続されたVL1ランプのカスコード接続が出力段で使用されるハイブリッド電力増幅器の図を示しています。

（クリックして拡大）

このような構造により、強力なトランジスタの低出力インピーダンスをランプ入力に適切に整合できるだけでなく、カスケードの振幅周波数特性の優れた直線性も確保されました。

もう XNUMX つの重要な利点は、ランプ内で XNUMX つの電極 (第 XNUMX と第 XNUMX のグリッドとビーム形成プレート) が「接地」されていることが判明したことです。ランプの貫通容量は無視できるほどになり、その結果、ランプを中和する必要がなくなりました。

終端段の入力抵抗を増やすために、VT3 トランジスタのエミッタフォロワが入力に組み込まれています。このトランジスタのエミッタは VT4 トランジスタのベースに直接接続されているため、出力段の静止電流は VT20 ベース回路に含まれるトリマ抵抗 R3 によって制御できます。

アンプの直線性と温度安定性を高めるために、カスコード段は並列接続された 23 つの抵抗 R25 と R25 を介した直列負帰還によってカバーされます。静止電流が 600 mA、アノード電圧が 8 V、エミッタフォロワの入力での信号電力が 10 ～ 130 mW の場合、アンプはすべての HF 帯域で少なくとも 330 W の電力を出力します。この場合、アノード電流の定常成分は 140 mA です。出力電力 37 W における XNUMX 次および XNUMX 次の相互変調歪みは -XNUMX dB を超えません。

このアンプは、ランプの故障時や加熱時の過渡時の破壊から VT4 トランジスタを保護します。これを行うために、トランジスタ VT4 のコレクタは、ダイオード VD2、VD3 を介して、安定化電圧 4 V のツェナーダイオード VD50 に接続されます。アンプの通常動作中、ダイオード VD2、VD3 は閉じています。 VT4 コレクタは 35 V を超えません。何らかの理由でコレクタの瞬間電圧が 50 V を超えると、ダイオード VD2、VD3 が開き、ツェナーダイオード VD4 の低い微分抵抗によって分路されます。

カスコード段の入力インピーダンス (エミッタフォロワの入力から) は実質的にアクティブで、周波数にはほとんど依存せず、400 オームに近くなっています。 130 W の出力電力を得るには、エミッタフォロワの入力に 1,8 V の RF 信号があれば十分です.このようなレベルは、トランジスタミキサーによって十分に提供できます。（トランシーバーで送信パスの最後のミキサーがダイオードで作成されている場合、ミキサーの出力でのRF信号の電力は、原則として0,05 ... 0,1 mWを超えません）。

エミッタフォロワの入力のゲインを高めるために、トランジスタ VT1 と VT2 をベースとした 200 段広帯域アンプが組み込まれています。アンプの入力インピーダンスは約 1 オームで、従来のダイオードミキサーの出力インピーダンスとよく一致しています。周波数範囲 30 ～ 26 MHz のゲインはほぼ一定で、130 dB に等しくなります。 0,05 W の出力電力を得るには、XNUMX mW の電力の信号をプリアンプの入力に加えるだけで十分です。つまり、アンプは HF のダイオードミキサーの出力で直接オンにできます。トランシーバーの送信経路。

入力に RF 信号がない場合、アンプは +40 V 電源から約 15 mA、+25 V 電源から 600 mA の電流を消費するため、受信モードではアンプを「閉じる」ことが有益です。この目的のために、インバータＤ１．１〜ＤＤ１．３の出力は、３つのトランジスタＶＴ１〜ＶＴ３のベースの電源回路に接続される。受信モードでは、入力に論理 1 が適用され、インバータの出力の電位はシリコントランジスタの開放電圧よりも低くなり、その結果、アンプの全段が閉じます。送信モードでは、インバータの入力はロジックローです。素子DD3～DD1.1の出力の電位が高くなり、アンプが開く。

アンプの出力段の等価抵抗は約900オームです。アンプとアンテナを一致させるためのPループのリアクタンス要素の計算値を表に示します。

P ループの要素の値

動作周波数、MHz 最初のコンデンサの静電容量、pF インダクタンス、uH XNUMX 番目のコンデンサの静電容量、pF
Rn=50オーム Rn=75オーム Rn=50オーム Rn=75オーム Rn=50オーム Rn=75オーム
1,853,6
7,05
14,15
21,2
28,5 40332073
1058
527
352
262 34331764
901
449
300
223 2,81,4
0,73
0,36
0,24
0,18 2,81,4
0,73
0,36
0,24
0,18 137657074
3612
1800
1201
894 91774716
2408
1200
801
596

6P45S ランプのアノードでの許容消費電力のパスポート値は 35 ワットです。この増幅器では、330 mA のアノード電流で、約 70 ワットの電力がランプのアノードで消費されます。ただし、消費電力はSSB信号エンベロープのピーク時または電信バースト中にのみ70 Wに達するため、これによってランプの信頼性が大幅に低下することはありません。通常、平均消費電力は許容値を超えません。

構造的には、6P45S ランプとマッチング P 回路の要素はシールドされたコンパートメント内に配置されており、その結果は KTP フィードスルーコンデンサによって得られます。ランプの冷却を改善するには、上部カバーと下部カバーに穴を開ける必要があります。ランプは水平位置にあるとよりよく冷却されることに注意してください。トランジスタ VT1 と VT3 はランプパネルのすぐ近くに配置され、良好な放熱が確保されるようにシャーシに取り付けられています。アンプの残りの要素は、トランシーバーのプリント回路基板上に配置できます。

インダクタ L6 は、直径 14 mm の円筒形の誘電体フレーム上に作られており、PEV 270 ワイヤが 0,33 回巻き付けられています。

インダクタ L7 には、抵抗 R3 に配置された 0,11 巻の PEV 21 ワイヤが含まれています。適切に設置されていれば、アンプのチューニングは必要ありません。必要な調整は、チューニング抵抗 R20 を使用して出力段の静止電流を設定することだけです。

出版物: cxem.net

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