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、伝送経路には通常、電気真空管に基づく強力な最終増幅器とトランジスターに基づくプリアンプが含まれています。同時に、プリアンプと最終アンプを一致させます。共振回路を使用します。同様の回路は、プリアンプと送信パスの最後のミキサの間にも含まれています。

トランシーバの送信経路のそのような構造は、最適とは考えられない。プリアンプの入力と出力に 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を含めると、トランジスタのコレクタ接合容量の非線形性が大きいため、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接続されたバイポーラトランジスタ VT4 と共通グリッド回路に接続された VL1 ランプのカスコード接続を出力段で使用するハイブリッドパワーアンプの図を示しています。この設計により、強力なトランジスタの低出力インピーダンスとランプの入力を適切にマッチングできるだけでなく、カスケードの振幅周波数応答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、ランプ内の 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」されていることです。ランプの処理能力は無視できるほど小さくなり、その結果、ランプを中和する必要がなくなりました。

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終端段の入力抵抗を大きくするために、VT3トランジスタのエミッタフォロワがその入力に含まれています。このトランジスタのエミッタはトランジスタ VT4 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 の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向上させるために、カスコード段は、並列に接続された 23 つの抵抗 R25 と R25 を介した直列の負帰還によってカバーされています。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 KB 範囲で少なくとも 330 W の電力を出力します。この場合、アノード電流の一定成分は 140 mA です。 37 W の出力電力での 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、ウォームアップ時の過渡プロセス中に、VT4 トランジスタを故障から保護します。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、コレクタ VT2 の電圧が上昇するため、ダイオード VD3、VD4 は閉じられます。何らかの理由でコレクタの瞬間電圧が 35 V を超えると、ダイオード VD50、VD2 が開き、ツェナーダイオード VD3 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0,06 ... 0,1 mWを超えません）。

エミッタフォロワの入力でのゲインを増加させるために、トランジスタ VT1 と VT2 に基づく 200 段の広帯域増幅器が含まれています。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、プリアンプの入力にXNUMX mWの電力の信号を印加するだけで十分です。つまり、アンプはKBのダイオードミキサーの出力で直接オンにすることができますトランシーバーの伝送路。

入力に RF 信号がない場合、アンプは +40 V ソースから約 15 mA、+25 V ソースから約 600 mA の電流を引き込むため、受信モードでアンプを「閉じる」ことは有益です。この目的のために、インバータＤＤ１．１～ＤＤ１．３の出力は、３つのトランジスタＶＴ１～ＶＴ３のベースの電力回路に接続される。受信モードでは、論理1が入力に適用されます. この場合、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、その結果、アンプのすべての段が閉じられます. 送信モードでは、インバータの入力は論理ローです。素子ＤＤ１．１～ＤＤ１．３の出力の電位が高くなり、増幅器が開く。

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。 µH		XNUMX 番目のコンデンサの静電容量、pF
動作周波数、MHz	Rn=50オーム	Rn=75オーム	R=50オーム	Rn=75オーム	Rn=50オーム	Rn=75オーム
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

注意してください。 アンプを 1,8 MHz 範囲で使用するには、アノード電圧を 300 V に下げ、VL1 ランプの 4 番目のグリッドを VDXNUMX ツェナーダイオードに接続します。

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、6P45S ランプと一致する P 回路の要素はシールドされたコンパートメントに配置され、そこからの結論は KTP フィードスルーコンデンサによって行われます。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あける必要があります。ランプは水平位置にあるとよく冷えることに注意してください。トランジスタ VT4 と VT3 はランプパネルのすぐ近くに配置され、シャーシに取り付けられているため、良好な熱放散が保証されます。増幅器の残りの要素は、トランシーバのプリント回路基板に配置できます。

インダクタ L6 は、直径 14 mm の円筒形の誘電体フレームで作成され、270 ターンの PEV 0,33 ワイヤが含まれており、ぐるぐる巻きになっています。インダクタ L7 には、抵抗 R3 に配置された 0,11 ターンの PEV 21 ワイヤが含まれています。

適切に設置すれば、アンプのチューニングは不要です。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。

著者: V. Zalnerauskas (UP2NV)、カウナス。出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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