Circuits d'amplificador i convertidor de RF per a Ham Radio

En aquest post discutirem alguns dissenys de circuits de convertidors i preamplificadors de RF d'alta freqüència que es poden utilitzar per amplificar o millorar la recepció d'un receptor de RF existent.

Tots els circuits d'amplificador de radiofreqüència que es proporcionen a continuació estan destinats a col·locar-se a prop d'un receptor de ràdio amateur existent o d'un conjunt de ràdio coincident per tal de fer la recepció més forta i forta.

Convertidor de 144 MHz

En la majoria dels receptors de pernil de banda de 2 metres, la recepció dels senyals de RF s’implementa generalment mitjançant un convertidor i un receptor d’ones curtes, ideals per al tipus de comunicacions.

Un convertidor d’aquest tipus sol venir amb el seu amplificador RF personal, juntament amb un oscil·lador controlat per cristall de baixa freqüència, acompanyat de multiplicadors de freqüència.

Això permet una sensibilitat substancial i una estabilitat de freqüència excel·lent, tot i que és un producte una mica complex i costós. Tenint en compte el fet que a aquesta freqüència l’amplificador de RF pot no afegir un gran guany i que els oscil·ladors VHF sintonitzables s’utilitzen àmpliament en nombrosos receptors VHF domèstics, un circuit molt més senzill que es mostra a continuació pot ser molt útil.

L1 s’ajusta aproximadament a la banda de freqüència desitjada a través de T1, per permetre que l’entrada de senyal arribi a la porta 1 de FET TR1.

TR2 funciona com l’oscil·lador local i la freqüència de funcionament d’aquest disseny es fixa a través de l’inductor L2 i el tallador T2. La funció oscil·lador s’implementa mitjançant C3 a la porta 2 de FET TR1.

La freqüència de sortida del drenatge TR1 que forma l’etapa del mesclador provoca la diferència entre les freqüències de G1 i G2. Per tant, quan el senyal a G1 és de 144 MHz i TR2 s’ajusta per oscil·lar a una freqüència de 116 MHz, la sortida s’estableix en 144 MHz - 116 MHz = 28 MHz.

De la mateixa manera, quan l'oscil·lador es fixa a 116 MHz, el subministrament d'una entrada amb 146 MHz a la porta G1 proporciona una sortida de 30 MHz. En conseqüència, es podrien cobrir 144-146 MHz ajustant el receptor de 28 MHz a 30 MHz. L3 s’adapta aproximadament a aquesta banda i L4 connecta el senyal al receptor d’ona curta.

L'oscil·lador es pot ajustar bàsicament per sobre o per sota de la freqüència del circuit d'antena del convertidor, ja que és la diferència del convertidor entre la freqüència d'entrada de senyal i l'oscil·lador la que determina la freqüència de sortida del convertidor. També és factible seleccionar altres bandes de transmissió i freqüències de sortida, si les bobines L1, L2 i L3 estan personalitzades adequadament.

Com enrolar les bobines

L1 i L2 són idèntics a les seves especificacions de bobinatge, excepte que L1 consisteix en un toc a un gir des del seu extrem a terra. Ambdues bobines es construeixen utilitzant cinc voltes de filferro de 18 swg, autoportants, aconseguides fent que les bobines superin un formador de 7 mm de diàmetre. La distància entre els girs s'ajusta de manera que els girs la longitud total dels cols sigui aproximadament de 12 mm de llargada.

L3 s’enrotlla fent quinze voltes de filferro de coure esmaltat de 26 swg sobre un formador de 7 mm equipat amb un nucli ajustable.

L4 consta de quatre voltes, enrotllades sobre la bobina L3 prop de l'extrem a terra (línia positiva) de L3.

Preamplificador de 144 MHz

Aquest preamplificador de 144 MHz es pot aplicar a qualsevol Gadget receptor de 2 metres , o s'utilitza just abans del convertidor d'etapes de 144 MHz explicat anteriorment.

TR1 pot ser qualsevol FET de doble porta RF.

L'entrada aèria s'aplica a una presa intermedia de l'inductor L1, que normalment es pot fer mitjançant un alimentador coaxial. En poques condicions es podria emprar una antena o cordó petit per obtenir una potència de senyal àmplia. Una antena elevada normalment pot millorar el rang de recepció.

No obstant això, un primer intent podria ser l'estat amb un disseny senzill d'antena dipolar. Sovint es tracta de filferro rígid, que en general podria fer uns 38½ polzades de llarg, amb el cable de connexió baixant pel centre.

Aquest tipus d'antena pot tenir una directivitat més baixa, per tant, no cal ajustar-la i es pot elevar sobre un pal lleuger o un pal.

Per rebre senyals de 144-146 MHz, L1 s’ajusta permanentment a aproximadament 145 MHz mitjançant T1. L'entrada s'aplica a la porta 1, mitjançant un segon toc, i R3 mitjançant el condensador de by-pass C2 proporciona polarització al terminal d'origen.

La porta 2 es controla amb una tensió constant extreta a través del divisor R1 / R2. La sortida de drenatge TR1 està connectada a la presa L2, sintonitzada per la retalladora T2.

Per obtenir un rang estret de freqüències com la banda amateur de 2 m, l'afinació ajustable no es pot validar, sobretot perquè L1 i L2 mai es sintonitzen finament.
L3 es connecta a qualsevol gadget desitjat de 2 m, que normalment pot ser un convertidor que funcioni en un receptor de freqüència inferior.

Bobina d’inductor

L1 utilitza un filferro ferm de 18 swg o similar, de coure esmaltat o estanyat, i s’enrotlla amb cinc voltes i, a continuació, es dóna cops a una volta des de l’extrem superior, per connectar-se amb G1, i un parell d’enrotllaments des de l’extrem lateral del terra antena. La bobina L1 pot tenir un diàmetre de 5/16 amb girs espaiats de manera que la bobina tingui una longitud de ½ polzada.

L2 es construeix de la mateixa manera que té 5 voltes, però això durarà ¾ de llarg i inclourà una aixeta central per alimentar el desguàs FET.

L3 està format per un gir individual de filferro aïllat, embolicat al voltant de l'extrem inferior de L2. Tot i desenvolupar unitats VHF d’aquest tipus, serà necessari un disseny que ajudi a les connexions de retorn de freqüència ràpida i de by-pass, i la figura següent mostra un disseny real de l’esquema anterior.

Amplificador FM

Per capturar freqüències de ràdio FM de llarga distància, o potser en regions amb una intensitat de senyal feble, la potència de recepció VHF FM es podria millorar mitjançant un amplificador o un preamplificador. Els circuits destinats a aquests 70 MHz o 144 MHz es podrien dissenyar per complir aquest requisit.

Per a qualsevol recepció de banda ampla, per exemple al voltant dels 88-108 MHz, el rendiment baixa molt a les freqüències de distància en què s’amplifica l’amplificador.

El circuit que s'explica a continuació presenta una afinació ajustable per a la bobina de drenatge i, per tal de minimitzar els efectes no desitjats, el circuit d'antena menys significatiu, que en realitat es sintonitza de manera plana, és de banda ampla.

Com enrolar les bobines

La bobina L2 té 4 voltes de filferro de 18 sww sobre un nucli VHF de ferro en pols, amb aproximadament 7 mm de diàmetre.

L1 es fa enrotllar sobre el bobinatge L2 amb tres voltes que també tenen un gruix de 18 swc.

L3 simplement pot ser una bobina amb aire, amb 4 voltes de filferro de 18 sww, construïda sobre una forma antiga de 8 mm de diàmetre. Els seus girs haurien d’estar allunyats entre si per una distància igual al gruix del fil.

L'aixeta de la bobina del desguàs FET es troba a tres voltes de l'extrem de terra de la bobina.

L4 és una volta enrotllada sobre L3 a l'extrem de terra de L3.

C4 es podria substituir per un retallador, per permetre una manipulació molt més gran dels intervals.

Els valors se seleccionen per coincidir amb un BFW10 FET, l’amplificador VHF de banda ampla de baix nivell de soroll de la indústria. Altres transistors VHF també poden funcionar bé.

Com sintonitzar

El cable d'alimentació aèria està connectat a la presa associada a L1 i un alimentador curt a través de L4 està connectat a la sortida d'antena del receptor.

En cas que el receptor tingui una antena telescòpica, les connexions s’han d’acoblar amb la bobina L4.

En implementar amplificadors VHF, es pot veure que el procés de sintonització és força pla, sobretot quan els circuits es carreguen intensament, igual que l’inductor aeri. Fins i tot en aquestes condicions, es pot esperar un ampli pic que ofereix una recepció òptima d’aquest circuit de reforç FM.

Igualment, s’observarà que el guany que ofereixen aquests tipus d’amplificadors no és tan bo com amb amplificadors de RF de freqüència inferior, que tendeixen a disminuir a mesura que augmenta la freqüència.

El problema es deu a les pèrdues del circuit, juntament amb les restriccions als transistors per si soles. Els condensadors han de ser de ceràmica tubular i de disc, o d’altres tipus adequats per a VHF.

Etapa RF de 70 MHz

Aquest circuit de RF està dissenyat principalment per treballar amb una transmissió de banda amateur de 4 metres. Posseeix una porta FET a terra. Aquest tipus d’etapa de porta a terra és altament estable i no requereix molta cura per evitar oscil·lacions, a part de la que proporciona un disseny tal com es descriu al primer concepte de RF.

El guany d’aquest disseny és inferior en comparació amb un disseny de tipus d’escenari de font a terra. L’afinament de l’inductor L2 és força pla. R1, juntament amb el condensador de by-pass C1, es posiciona per polaritzar el terminal font del FET, i s’hauria d’extreure de la L2 ja que l’entrada TR1 ofereix una impedància força baixa en aquest circuit de RF.

Podeu obtenir una millora menor en els resultats tocant el drenatge FET cap avall mitjançant L3.

L2 i L3 s’ajusten mitjançant els seus respectius cargols, que tenen un tub d’aire. L’afinació s’optimitza ajustant els nuclis associats a L2 i L3.

Dit això, també es poden utilitzar nuclis permanents dissenyats per adaptar-se als convertidors de RF de 70 MHz i, a continuació, es poden configurar C2 i C3 en conseqüència.

Detalls de l’inductor

L2 i L3 es construeixen amb 10 voltes cadascun utilitzant filferro de coure esmaltat de 26 swg sobre formadors de 3 / 16è de diàmetre (o de 4mm a 5mm).

L1 s’enrotlla sobre L2 a l’extrem de terra de L2 i s’enrotlla fermament al voltant de L2.

L1 es construeix amb 3 voltes.

L4 s’enrotlla amb un parell de voltes, de la mateixa manera que acoblat a L3.

TR1 pot ser un transistor de tipus VHF que tingui un límit de freqüència màxim de 200 MHz. Es podrien provar les formes BF244, MPF102 i comparables. Per obtenir un rendiment més eficaç, podeu provar de modificar R1 i tocar L2, que no són gaire importants.

Aquest circuit de RF està convenientment dissenyat pel que fa a les recepcions de 144 MHz. Posteriorment es podrien instal·lar bobines autònomes amb nucli d’aire, que utilitzen talladors paral·lels de 10 pF. El L1 / L2 podria fer cinc voltes en general, enrotllat amb filferro de 20 swg i un diàmetre extern de 8 mm. L'espai entre els girs s'ha d'ajustar de manera que la bobina tingui una longitud de 10 mm.

Una presa derivada per a la connexió aèria hauria d’estar a 1,5 voltes de l’extrem superior de L1 i la presa de font a través de C1, R1 es pot extreure de dues voltes de l’extrem de terra de L2. L3 s’implementa aplicant proporcions similars.

El terminal de drenatge FET ara es podia aprofitar amb L3, a 3 voltes de l’extrem C4 d’aquest bobinatge. L4 pot ser una volta de fil de coure aïllat, ben enrotllat sobre L3.

Com s’ha dit anteriorment, no es pot esperar que l’etapa de la porta a terra augmenti la intensitat del senyal fins a un nivell que generalment s’aconsegueix a través de circuits tal com es descriu en el concepte primer.

Amplificador de senyal de ràdio AM

Aquest amplificador AM simple es pot utilitzar per augmentar l'abast o el volum d'un receptor portàtil domèstic mantenint el circuit a prop de la unitat de receptor MW desitjada. Utilitzant una antena estesa, el circuit ara funciona amb qualsevol transistor petit portàtil o receptor similar que proporciona una excel·lent recepció de senyals que d'una altra manera podrien ser simplement inaccessibles.

És possible que el booster no sigui tan útil per a les estacions properes o per a la recepció de canals locals, cosa que en realitat no importa, ja que no es suposa que aquest booster MW estigui instal·lat permanentment amb el receptor de ràdio.

L’amplitud d’aquest circuit és d’uns 1,6 MHz a 550 kHz,
que es podria modificar perquè coincidís amb la banda del receptor AM, simplement alterant la posició del nucli de la bobina.

Com es fa la bobina de sintonia de l’antena

Les bobines es construeixen sobre un formador de plàstic de 3/8 de diàmetre amb roscat intern per a un cargol de ferro adequat, de manera que es pot girar cap amunt / cap avall amb un tornavís per ajustar la inductància.

El bobinatge de l’acoblament d’entrada de l’antena fa 11 voltes de filferro, enrotllat per sobre del bobinat principal.

El bobinatge principal connectat a través de la porta VC1 i FET es realitza mitjançant 30 voltes.

Tots dos cables han de tenir un gruix de 32 SWG.

L1 es construeix utilitzant 15 voltes de filferro aïllat, per sobre d’un diàmetre del nucli d’aire d’1 polzada.

Com sintonitzar AM Booster

Col·loqueu L1 a prop de l'antena de qualsevol bobina d'ona mitjana, fora del receptor. Sintonitzeu la ràdio a una banda o emissora feble. Ara, ajusteu el tallador VC1 del circuit de reforç per obtenir el màxim volum de la ràdio. Apunteu i ajusteu simultàniament L1 prop de la ràdio per obtenir l'acoblament més eficaç.

Serà fonamental ajustar el VC1 juntament amb l’afinació del receptor, de manera que l’escala del VC1 es pugui calibrar d’acord amb el dial de la ràdio.

Amplificador de RF de 10 metres

El disseny de l’amplificador de RF de 10 metres és bastant senzill. La xarxa de filtres fixa situada a la sortida ajuda a eliminar el soroll al voltant de 55 dB.

Quan les bobines es construeixen segons les especificacions de la llista de peces, el filtre no necessitarà ajustaments ni ajustaments.

Per descomptat, mans expertes poden voler jugar amb les dades de la bobina, sense problemes, ja que l'amplificador de RF suggerit és molt adaptable per permetre-ho. L'amplificador està bé per a la majoria de transmissions principalment, ja que el corrent de drenatge FET es pot ajustar mitjançant el P1 predefinit.

Pel que fa a les aplicacions lineals (AM i SSBI, el desguàs s’ha de fixar a 20 mA. Si està pensat per a FM i CW, s’ha de modificar P1 per assegurar que no passa cap grosella en repòs pel FET). Si voleu sol·licitar l’objectiu original, el corrent en repòs s’ha d’establir entre 200 mA i 300 mA.

La placa de circuits impresos feta a continuació que es mostra a continuació garanteix un desenvolupament ràpid i precís.

Les bobines s’han d’enrotllar sobre formadors de bobines aèries de 9 mm de diàmetre. Aneu sempre amb compte que els bobinatges estiguin ben enrotllats sense espais. Assegureu-vos d’aplicar un dissipador de calor per al FET