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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Hybrider linearer Leistungsverstärker. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / HF-Leistungsverstärker Bei Kurzwellen-Transceivern enthält der Übertragungsweg üblicherweise einen leistungsfähigen Endverstärker auf Basis einer elektrischen Vakuumröhre und einen Vorverstärker auf Basis von Transistoren. Gleichzeitig, um den Vorverstärker mit dem Endverstärker abzugleichen. Schwingkreise verwenden. Ähnliche Schaltungen sind auch zwischen dem Vorverstärker und dem letzten Mischer des Sendepfads enthalten. Eine solche Konstruktion des Sendepfades des Transceivers kann nicht als optimal angesehen werden. Die Verwendung von zwei schaltbaren Schwingkreisen am Ein- und Ausgang des Vorverstärkers verkompliziert die Vorrichtung. Darüber hinaus kann die Einbeziehung des Kollektors eines leistungsstarken Transistors in die Schaltung des Resonanzkreises aufgrund der großen Nichtlinearität der Kapazität des Kollektorübergangs des Transistors zum Auftreten nichtlinearer Verzerrungen führen. Die Abbildung zeigt ein Diagramm eines Hybrid-Leistungsverstärkers, dessen Ausgangsstufe eine Kaskodenschaltung eines Bipolartransistors VT4, der in einer gemeinsamen Emitterschaltung angeschlossen ist, und einer VL1-Lampe, die in einer gemeinsamen Netzschaltung angeschlossen ist, verwendet. Dieses Design ermöglichte nicht nur eine gute Anpassung der niedrigen Ausgangsimpedanz eines leistungsstarken Transistors an den Eingang der Lampe, sondern sorgte auch für eine außergewöhnliche Linearität des Amplituden-Frequenzgangs der Kaskade. Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, dass drei Elektroden in der Lampe „geerdet“ waren – das erste und das zweite Gitter sowie strahlformende Platten. Die Durchsatzleistung der Lampe wurde vernachlässigbar klein, so dass eine Neutralisierung nicht erforderlich war.
Um den Eingangswiderstand der Endstufe zu erhöhen, ist an ihrem Eingang ein Emitterfolger auf einem VT3-Transistor enthalten. Da der Emitter dieses Transistors direkt mit der Basis des Transistors VT4 verbunden ist, kann der Ruhestrom der Ausgangsstufe durch einen Trimmerwiderstand R20 eingestellt werden, der in der VT3-Basisschaltung enthalten ist. Zur Erhöhung der Linearität und Temperaturstabilität des Verstärkers ist die Kaskodenstufe über zwei parallel geschaltete Widerstände R23 und R25 seriell gegengekoppelt. Bei einem Ruhestrom von 25 mA, einer Anodenspannung von 600 V und einer Signalleistung am Eingang des Emitterfolgers von 8 ... 10 mW gibt der Verstärker auf allen KB-Bereichen eine Leistung von mindestens 130 W ab. In diesem Fall beträgt der konstante Anteil des Anodenstroms 330 mA. Die Intermodulationsverzerrung dritter und fünfter Ordnung bei einer Ausgangsleistung von 140 W überschreitet nicht - 37 dB. Der Verstärker schützt den VT4-Transistor vor Durchschlag bei Lampenstörungen sowie bei transienten Vorgängen beim Aufwärmen. Dazu ist der Kollektor des Transistors VT4 über die Dioden VD2, VD3 mit einer Zenerdiode VD4 mit einer Stabilisierungsspannung von 50 V verbunden. Im Normalbetrieb des Verstärkers sind die Dioden VD2, VD3 geschlossen, da die Spannung am Kollektor VT4 liegt 35 V nicht überschreitet. Wenn die Momentanspannung am Kollektor aus irgendeinem Grund 50 V überschreitet, öffnen die Dioden VD2, VD3 und werden durch den niedrigen Differenzwiderstand der Zenerdiode VD4 überbrückt. Die Eingangsimpedanz der Kaskodenstufe (vom Eingang des Emitterfolgers) ist praktisch aktiv, hängt wenig von der Frequenz ab und liegt nahe bei 400 Ohm. Um eine Ausgangsleistung von 130 W zu erhalten, reicht ein HF-Signal von 1,8 V am Eingang des Emitterfolgers aus, ein solcher Pegel kann durchaus von einem Transistormischer bereitgestellt werden. (Wenn im Transceiver der letzte Mischer des Sendepfads auf Dioden ausgeführt ist, überschreitet die Leistung des HF-Signals am Ausgang des Mischers in der Regel 0,06 ... 0,1 mW nicht). Um die Verstärkung am Eingang des Emitterfolgers zu erhöhen, ist ein zweistufiger Breitbandverstärker basierend auf den Transistoren VT1 und VT2 enthalten. Die Eingangsimpedanz des Verstärkers beträgt etwa 200 Ohm, was gut mit der Ausgangsimpedanz herkömmlicher Diodenmischer übereinstimmt. Die Verstärkung im Frequenzbereich 1...30 MHz ist nahezu konstant und beträgt 26 dB. Um eine Ausgangsleistung von 130 W zu erhalten, reicht es aus, ein Signal mit einer Leistung von 0,05 mW an den Eingang des Vorverstärkers anzulegen, d. H. Der Verstärker kann direkt am Ausgang des Diodenmischers des KB eingeschaltet werden Übertragungsweg des Transceivers. Wenn am Eingang kein HF-Signal anliegt, zieht der Verstärker einen Strom von etwa 40 mA aus einer Quelle mit +15 V und 25 mA aus einer Quelle mit +600 V. Daher ist es vorteilhaft, den Verstärker im Empfangsmodus zu "schließen". Zu diesem Zweck sind die Ausgänge der Inverter DD1–DD3 mit den Leistungskreisen der Basen von drei Transistoren VT1.1–VT1.3 verbunden. Im Empfangsmodus liegt an ihren Eingängen eine logische 1. In diesem Fall ist das Potential an den Ausgängen der Inverter kleiner als die Öffnungsspannung von Siliziumtransistoren, wodurch alle Stufen des Verstärkers geschlossen sind. Im Sendemodus sind die Eingänge der Inverter logisch niedrig. Das Potential an den Ausgängen der Elemente DD1.1–DD1.3 wird hoch und der Verstärker öffnet. Der Ersatzwiderstand der Ausgangsstufe des Verstärkers beträgt etwa 900 Ohm. Die berechneten Werte der reaktiven Elemente der P-Schleife zur Anpassung des Verstärkers an die Antenne sind in der Tabelle angegeben.
Hinweis. Um den Verstärker im 1,8-MHz-Bereich zu verwenden, reduzieren Sie die Anodenspannung auf 300 V und verbinden Sie das zweite Gitter der Lampe VL1 mit der Zenerdiode VD4. Der Passwert der zulässigen Verlustleistung an der Anode der 6P45S-Lampe beträgt 35 Watt. Bei diesem Verstärker werden bei einem Anodenstrom von 330 mA etwa 70 Watt Leistung an der Anode der Lampe dissipiert. Dies verringert jedoch die Zuverlässigkeit der Lampe nicht wesentlich, da die Verlustleistung nur an den Spitzen der SSB-Signalhüllkurve oder während Telegrafenbursts 70 W erreicht. Die durchschnittliche Verlustleistung überschreitet normalerweise nicht den zulässigen Wert. Konstruktiv befinden sich die 6P45S-Lampe und die Elemente des passenden P-Kreises in einem abgeschirmten Raum, dessen Abschlüsse mittels KTP-Durchführungskondensatoren erfolgen. Um die Lampenkühlung zu verbessern, müssen die obere und untere Abdeckung perforiert werden. Zu beachten ist, dass die Lampe in horizontaler Position besser kühlt. Die Transistoren VT4 und VT3 sind in unmittelbarer Nähe des Lampenpanels platziert und so am Chassis montiert, dass eine gute Wärmeableitung gewährleistet ist. Die restlichen Elemente des Verstärkers können auf den Leiterplatten des Transceivers platziert werden. Der Induktor L6 ist auf einem zylindrischen dielektrischen Rahmen mit einem Durchmesser von 14 mm hergestellt und enthält 270 Windungen PEV 0,33-Draht, der rund um rund gewickelt ist. Der Induktor L7 enthält 3 Windungen eines PEV 0,11-Drahts, der auf dem Widerstand R21 platziert ist. Bei sachgemäßer Installation muss der Verstärker nicht abgestimmt werden, es muss lediglich der Ruhestrom der Endstufe mit einem Abstimmwiderstand R20 eingestellt werden. Autor: V. Zalnerauskas (UP2NV), Kaunas; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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