hamradioshop.ro
Articole > Echipamente si constructii radio Litere mici Litere medii Litere mari     Comentati acest articol    Tipariti

Proiectul HF FARA

Traducere si adaptare: Vakarcs Szilárd

Titlul original: "The FARA HF Project". Autor: Jim Valdes WA1GPO. Articolul a aparut in revista QST Iunie 2003 p. 34-39

Doriţi un amplificator HF economic şi relativ uşor de construit de 30 W? Cu piese în valoare de cca 130 dolari puteţi adăuga staţiei dvs. QRP o putere de 12 dB!

Unul dintre cele mai mari şi mai active radiocluburi este Falmouth Amateur Radio Association (FARA) în Cape Cod, statul Massachusetts. Unii dintre mebri acestuia sunt numiţi afectuos drept "hackeri" cei care îmbrăţişează activitatea de construcţie a clubului. Interesul reiterat pentru staţii de mică putere (QRP) între 2 şi 5 W a rezultat o cerere pentru amplificatoare liniare cu un câştig de 10 -12 dB şi o putere de 30 - 40 de W. Însă amplificatoarele comerciale capabile să producă cel mult 50 W până la 30 MHz sunt interzise de reglementările FCC (Federal Communications Commission, Sec. 97.315.), astfel radioamatorul autorizat poate construi pentru uz propriu un singur amplificator pe an. Amplificatorul descris mai jos este relativ uşor de construit, presupunând cunoştinţe fundamentale de electronică şi dexteritate la mânuirea sculelor. Articolul descrie amănunţit construcţia unui amplificator liniar de 12 dB, având o putere nominală de 30 W în ecartul de 1.8 - 30 MHz RF. Acesta este conceput pentru tensiuni de lucru între 12 şi 14.7 V, făcându-l ideal pentru expediţii.

Descrierea amplificatorului

Conceptul acestui amplificator stă la baza unor experienţe obişnuite de constructor. Au fost preluate idei atât prin consultarea manualului publicat de ARRL şi Societatea Engleză de Radio (RSGB), cât şi din articolele apărute în QST şi alte reviste rezultând miezul proiectului. Amplificatorul necesită componente uşor de procurat. Multe dintre proiectele anterioare au fost elaborate folosind tranzistoare RF tip MRF făcute de Motorola, producţia cărora ori s-a sistat, ori au un preţ prohibitiv de ridicat. Montajul este aşezat într-o cutie de aluminiu de 20X15X6 cm.


Fig. 1--Amplificatorul construit.
Comutatorul de banda are si roul de comutare a filtrelor trece-jos la iesire
Ansamblul constă din două plăci aşezate în paralel: amplificatorul RF şi filtrul trece jos. Amplificatorul complet este reprezentat în fig. 1. Fig. 2. prezintă schema ansamblului RF împreună cu lista pieselor componente ale filtrului trece jos, iar fig. 3. reprezintă schema filtrului propriu-zis. Excitarea la intrare a amplificatorul poate fi de la 2 la 5 W RF, pentru a se asigura astfel nivelul adecvat al etajului de amplificare necesar punctului de lucru în clasa AB (tranzistoarele 2SC2312C sunt legate paralel, fiind necesară alegerea unui atenuator potrivit constând din rezistenţele R1,R2 şi R3) menţionate în fig. 2). Acest tranzistor se poate înlocui cu modelul TIP 41 sau cu BD243C [n.trad.].

T1 este confecţionat pe un miez binoclu şi are un raport de 4:1, aşa cum e menţionat şi în schemă. Secundarul transformatorului, de mică impedanţă constă dintr-o singură spiră cu priză la mijloc. Acesta transmite tensiunea de pretensionare la tranzistoarele finale. Tensiunea este obţinută de la regulatorul LM317T care operează ca sursă de curent în comutaţie. LM 317 funcţionează când PTT-ul intern este activat. Tensiunea de pretensionare trece prin dioda FES8J care este în contact termic direct cu tranzistoarele finale. Transformatorul de ieşire T2 este deasemenea confecţionat cu un raport de 4:1. El are o singură spiră spre înainte. Spira de întoarcere asigură un nivel negativ de întoarcere cu scopul de a reduce câştigul şi de a stabiliza impedanţa de intrare peste ecartul de frecvenţă HF. Circuitul RC de la intrare asigură câştigul în ansamblu. Rezistorii înseriaţi de 6.8 Ω determină câştigul până la 14 MHz, iar condensatorii de 4.7 nF sunt efective peste 14 MHz. Fig. 4 arată raportul între putere RF şi frecvenţa de lucru a amplificatorului, incluzând reacţiile produse de armonicile a 2-a şi a 3-a.


Fig. 2--Schema de principiu

Măsurătorile au fost făcute cu un receptor al serviciilor de comunicaţii IFR1600S. În toate cazurile, armonicile au fost mai mari de 40 dB în sens negativ referitor la frecvenţa fundamentală (-40 dBc), iar amplificatorul îndeplineşte condiţiile FCC referitoare la puritatea spectrală (vezi Federal Communications Commission, Sec. 97.315.) Reţineţi că începând cu 21 MHz câştigul începe să scadă, micşorându-se de la puterea nominală de 30 W la 20 W pe 29 MHz. Aceasta înseamnă că pe 10 metri mai putem vorbi de un câştig de 10 dB, o putere remarcabilă, totuşi.


Fig. 3--Schema filtrului trece-jos

Lista de componente

Placa amplificatorului RF
C1-10 - 0.01 µF capacitor
C11 - 0.1 µF capacitor
C12 - 3.3 µF capacitor
C13 - 82 pF capacitor
C14 - 150 pF capacitor
C15 - 200 pF capacitor
C16, 17 - 4700 pF capacitor
C18-20 - 0.001 µF capacitor
D1-D4 - 1N914 diode
D5, D7, D8 - 1N4004 diode
D6 - FES8JT diode
D9 - LED, verde, cu suport
D10 - LED, roşu, cu suport
K1 - Releu, 12 V CC, DPDT
Q1, Q2 - Tranzistor de comutaţie, 2N2222A
Q3, Q4 - Tranzistor 2SC2312C/TIP 41/BD243C
R1 - 300, 1 W
R2, R3 - 18, 1 W
R4, R5 - 6.8 Ω, 1 W
R6, R7 - 18 Ω, 1 W
R8, R9 - 120 Ω, 1 W
R10 - 1.2 K, 1 W
R11 - 10 K, 1 W
R12-14--3.3 K, 1 W
R15--1 K, potenţiometru
R16--27Ω, 1 W
R17--4.7 K, 1 W
RFC1 - şoc RF, VK-200
T1 - Miez trafo, (A) BN-43-303.
T2 - Miez trafo, T-3/4.
U1 - IC, LM317T

Miscelanee

2 - TO-220 kit de montare
2 - TO-220 izolatoare mică
Circuitul imprimat, amplificator RF FARA
Circuitul imprimat al filtrului trece jos
(vezi fig. 3 pentru implantarea pieselor)
2 - 100 pF capacitor,500V
3 - 180 pF capacitor
3 - 330 pF capacitor
2 - 430 pF capacitor
1 - 560 pF capacitor
3 - 820 pF capacitor
3 - 1500 pF capacitor

Piesele Filtrului

1 - 2700 pF capacitor, 500 V
12 - 0.01 µF capacitor,
12 - Releu, 12 V dc, DPDT,
1 - Comutator, 1 circuit, 6 poziţii, Yaxley
8 - T-50-2
4 - T-50-6
Fir Cu de 0.8 mm

Circuitul imprimat, FARA LP Filter

Piesele carcasei
Cutia şasiu
Capacul şasiului
Radiator mare
4 - 2,5 mm diam. distanţiere hexagonale
9 - 2,5 mm şurub
4 - 2,5 mm şurub
6 - 2,5 mm izolator
9 - 2,5 mm şaibă
2 - 2,5 mm piuliţe
2 - 2,5 mm şurub
2 - 3 mm izolator
2 - suport BNC cu filet
Mufă mamă RCA, cu filet
Comutator basculant, SPDT
Mufă tată tip Jones, cu filet
2 pini, polarizat


Fig. 4--Raportul între puterea RF şi frecvenţa de lucru
Curentul continuu de la tranzistoarele finale este decuplat de filtrul PI reprezentat prin primarul transformatorului de ieşire T2. Bobina poartă un curent substanţial, de aceea trebuie înfăşurată cu sârmă groasă de 18 swg (1 mm) de preferat cu izolaţie de teflon. Orice interferenţă internă duce la degradarea serioasă a performanţei amplificatorului.

Comutarea în emisie este realizată cu ajutorul releului K1. Secţiunea PTT poate fi acţionată manual (legând-o la pământ), ori comandând-o printr-un circuit RF de cuplare, eliminându-se astfel situaţia de a comanda din exterior. Valoarea lui C12 (3.3uF) determină în SSB constanta de timp a comutatorului acţionat prin RF. Modulul filtrului trece jos utilizează perechi de relee pentru a selecta filtrul potrivit frecvenţei de lucru alocate. S-au ales relee tocmai de a simplifica comutarea semnalului RF şi de a reduce costurile de construcţie. Cele şase filtre acoperă cele nouă benzi de amatori de la 1.8 la 30 MHz, gamele de frecvenţă şi constantele circuitelor sunt menţionate în diagrama schemei filtrului trece jos. Inelele pentru inductivităţi şi conductorii necesari pot fi achiziţionate de la Amidon. Valorile LC sunt identice cu cele recomandate de WA2EBY pentru amplificatorul RF MOSFET publicat în manualul ARRL (The 2003 ARRL Handbook, pp 17. 91-17.97)

Filtrele nu sunt folosite dacă amplificatorul este în repaus ori dacă funcţia de PTT nu este activată, ceea ce permite o recepţie HF multibandă şi VHF moderată în cazul unui transceiver cu o plajă largă de frecvenţe, cum e Yaesu FT-817. Nu există posibilitatea de a urmări ALC, de aceea se recomandă precauţie pentru ca amplificatorul să nu fie suprasolicitat.

Idei de construcţie

Nu se vor da aici instrucţii de tip pas cu pas, doar câteva idei de a înlesni procesul de asamblare. Plăcile imprimate sunt cele obişnuite, ele nu sunt placate cu zinc. Deşi circuitele de la FAR Circuits sunt placate, masa nu este legată între cele două părţi, aşa că aceste legături trebuie făcute şi cositorite. Desene detaliate ale plăcilor imprimate, schema de implantare a pieselor şi confecţionarea bobinelor, a cutiei pot fi găsite pe site-ul www.arrl.org/files/qst-binaries/fara-amp.zip. Saul K1BI, webmasterul FARA a realizat chiar şi o pagină separată pentru acest proiect. Ea se poate găsi la adresa www.falara.org/tektalk/tektalkfs.html. (în data de 11.10.2005 nu era accesibilă) Circuitele neasamblate sunt prezentate în fig.5.

Prepararea plăcilor

Date fiind suprafeţele mari de cositorit acestea trebuie să fie curate, altfel veţi avea dificultăţi la lipirea pieselor componente. Cele mai bune sunt plăcile zincate, acestea pot fi mai uşor lipite. Placarea cu soluţie de colofoniu necoroziv ne poate fi de ajutor. Nu folosiţi pastă de lipit pentru că aceasta este corozivă. Controlaţi toate conectările să eliminaţi lipirile reci. Calitatea acestor legături este crucială pentru performanţele amplificatorului. Pe parcursul construcţiei soluţia de colofoniu trebuie îndepărtat cu un diluant.


Fig. 5--Cablajul imprimat inainte de plantarea pieselor

Există un anumit număr de găuri care trebuiesc date prin masă şi cele două suprafeţe lipite între ele. Acestea sunt menţionate pe schemă. Se vor introduce prin găuri fire de cupru şi turtite în formă de Z, apoi lipite de masă pe ambele părţi şi tăiate. Cele patru găuri de prindere să fie potrivite la dimensiunile şuruburilor şi distanţierelor. Piesele să fie lipite de placă în aer", iar capacităţile cât mai aproape de statul de cupru. Insulele dreptunghiulare să fie dimensionate astfel încât să poată fi prinse tranzistoarele şi dioda de pretensionare.

Placa amplificatorului RF

Imaginea amplificatorului complet este reprezentată prin fig. 6. Se impune listarea unor sugestii referitoare la acesta. Bobina secundarului T 2 să fie făcută şi lipită prima. Emitoarele celor două 2SC2312C trebuie montate la masă printr-un orificiu dreptunghiular. Se recomandă îndoirea unei bucăţi de cupru în formă de U şi lipită de ambele părţi ale masei.


Fig. 6--Amplificatorul cu piesele plantate

Acest artificiu reduce impedanţa spre masă. După aceea se vor monta piesele de dimensiuni mai mici: rezistenţele, şi condensatoarele. După acestea urmează diodele, iar releul rămâne ultima. Nu montaţi D6, Q3 şi Q4 până placa nu este fixată definitiv în carcasă şi orientată provizoriu spre radiator.

Placa filtrului trece jos

Aceasta este dublu foliată, partea de sus este masa, găurile pieselor sunt lărgite. Filtrul este reprezentat în fig. 7. Este posibil ca picioarele condensatoarelor să necesite ajustări uşor pentru a se potrivi cu rasterul de pe placă. Se vor monta mai întâi piesele filtrului, după care se vor implanta condensatoarele legate paralel şi firele de legătură. Vezi în schemă valoarea pieselor aparţinând fiecărei game de undă. Releele se vor monta ultimele. Nu încălziţi prea mult terminalele releelor la lipire.


Fig. 7--Filtrul trece jos cu piesele plantate

Nu montaţi ansamblul LPF înainte de acordarea acesteia. Se recomandă legarea acesteia de selectorul de bandă. Acesta se va monta între cele două module după ce acestea au fost fixate definitiv în şasiu, dar va fi destul de dificil.

Şasiul, faţada şi radiatorul

Modelele acestor părţi componente le găsiţi la pagina web menţionată ceva mai sus. Faceţi o listare a acelor documente şi decupaţi-le, apoi lipiţi-le pe cutia amplificatorului şi pe radiator. Este important ca găurile să fie marcate exact, făcute cu un burghiu mic, apoi măriţi orificiile la dimensiunile necesare. Inscripţionaţi faţada cu litere de transfer existente la magazinele de specialitate. Aplicaţi mai multe straturi subţiri de lac transparent pentru a proteja inscripţia.

Montaţi radiatorul şi părţile componente ale faţadei, in afară de comutatorul de benzi. Montaţi amplificatorul folosind 4 şaibe de diam. 3 mm în cele 4 colţuri drept distanţiere între şasiu şi placa cu piese. Montaţi distanţierele care fixează montajul. Montaţi D6 Q3 şi Q4 folosind foiţele de mică de tip TO-220 şi scule necesare pentru a izola galvanic tranzistorul de şasiu. D6 nu trebuie izolată. Folosiţi bucăţi scurte de RG 174 pentru legăturile RF în interiorul montajului.

Acordarea şi verificarea

Pentru că acest montaj este de tip bandă largă nu necesită acordare, numai tensiunea de pretensionare trebuie fixată. În prima fază de acord este nevoie de o sursă stabilizată de tensiune între 12-14 V. Se va folosi sarcină artificială în locul unei antene reale. Legaţi bornele F in şi F out de pe placa RF. Acordaţi R15 (1 K) la minimul valorii sale. Aplicaţi 12 V CC şi legaţi firul PTT la pământ (releu ar trebui sa se aclanşeze). Aplicaţi scurt 1 W RF pe 14 MHz la intrare şi notaţi puterea la ieşire. Rotiţi uşor trimerul R15 şi măriţi curentulpână puterea de emisie creşte cu cca 15%. Măriţi puterea de intrare la 2 W apoi notaţi valoarea puterii de ieşire (cca 25 W), apoi măriţi tensiunea de lucru la 14.7 V CC, va trebui să măsuraţi cca 35 W putere emisă.


Fig. 8--Vedere de sus în interiorul carcasei amplificatorului

Deconectaţi tensiunea, indepărtaţi firele de legătură improvizate, montaţi comutatorul de game, conectaţi şi activaţi placa filtrului trece jos. Verificaţi dacă puterea emisă se încadrează în limitele prevăzute de 1.8 - 29 MHz. O vedere de sus în interiorul carcasei amplificatorului permite observarea plăcii cu filtrul RF este reprezentată în fig. 8.

Comentarii finale

FCC a impus restricţii clare prvind amplificatoarele sub 30 MHz. Înainte de a construi acest amplificator vă rog să consultaţi din nou reglementările FCC aferente. Kiturile oferite spre vânzare, chiar şi parţial finalizate care necesită mici completări ulterioare sunt interzise de reglementările FCC. Durata de construcţie al acestui amplificator, dacă toate părţile componente sunt la îndemână şi corect preparate este de cca 4 ore. Lucrul în SSB rezultă că radiatorul se va încălzi destul de puternic, iar răcirea în condiţii de emisie este mai mult ca adecvată. Un asemenea proiect aduce mai multe satisfacţii dacă la el participă şi alţii. Harry, W2RKB a asigurat îndemnarea necesară pornirii. Astfel, el a realizat circuitele imprimate şi a calculat filtrele pentru prototipurile amplificatorului. David Hosom a asistat fotografiind. Mulţumiri cordiale le sunt prezentate. Acordă amplificatorului FARA o posibilitate de încercare, este un proiect practic oferind multe satisfacţii.

Placile pot fi facute atat prin metoda POSITIV 20 (spray fotosensibil) si folie transparenta, cu expunere la soare (metoda neanderthaliana), ori cu o lampa cu aburi de mercur, al carei glob protector a fost indepartat. expunerea este de cca 8 minute de la 30 cm distanta. Sau daca nu se doreste aceasta varianta, se poate transpune imaginea doc cu imprimanta laser pe o hartie de tipografie, gen glossy, multistrat, cu folie de plastic. Sa fie o listare perfecta, nu se admite economisirea de toner. Dupa aceea iaginea se pune cu fata in jos, se calca cu fierul incins pe placa preparata corespunzator. Cuvantul cheie este rabdarea, pentru ca fierul trebuie umblat cu grija pe toata suprafata placii, sa se lipeasca bine tonerul pe placa. Cam 4-5 minute se fac miscari de rotatie, rectilinii pe hartie, dupa care se lasa sa se raceasca placa, se pune in apa cu Pur sa se desprinda hartia. Se mai ajuta cu degetele. Cu altceva nu se admite pentru ca vopseaua toner transpusa este rigida si se desprinde. Se pune placa in solutie de clorura ferica sau acid clorhidric ori hiperoxid. Hartia foto nu este buna deoarece tonerul intra in textura hartiei si atunci nu se poate transpune cu fierul de calcat. Hartia press and peel este scumpa. Secretul consta in faptul ca hartia cea buna are pe ambele fete un strat subtire de plastic care nu permite penetrarea tonerului in textura. Deci eu folosesc aceasta metoda cu succes pentru diverse cablaje cu trasee mai groase, desigur, folosind hartie de tip "m?nyomó papír" care costa cca 1,5 lei coala A4 in Ungaria, de unde o cumpar ocazional din papetarie. Puteti folosi cablajul imprimat reprezentat in acest document PDF.

Jim Valdes este radioamator din 1962, deţine o licenţă Extra Class. El este inginer şi lucrează la Institutul Oceanografic Woods Hole. Îl puteţi contacta prin e-mail la wa1gpo@arrl.net

Reprinted with permission from June 2003 QST, copyright ©ARRL.

Vakarcs Szilárd 

Articol aparut la 25-10-2005

22953

Inapoi la inceputul articolului

Comentarii (7)  

  • Postat de gheorghe andrei radulescu - YO4AUP la 2005-10-26 11:26:15 (ora Romaniei)
  • interesant si posibil de facut. istoria se repeta. tot asa ceva dar de 100W input cu 2xBLX14 se gaseste in arrl handbook 1981!! 73,andrei

  • Postat de yo9cxa-nelu rosiori de vede - YO9CXA la 2005-10-29 07:54:27 (ora Romaniei)
  • excelent ce bine ar fi daca si altii ar mai publica cate ceva aici....

  • Postat de Gabriel - DB5AG la 2005-11-01 20:46:37 (ora Romaniei)
  • Salut Szilard, felicitari ptr. traducere! Proiectul asta de mult imi face cu ochiul, mai ales ca este si HF-VOX prevazut pe aceeasi placa. Ptr. ca nu am tranzistorii originali, intentionez sa folosesc o pereche de 2SC1969, o sa te informez cum au functionat. Ce m-ar interesa de la un radioamator care l-a probat deja ar fi daca rezista si la PSK, daca tranzistorii nu se vor incalzi peste masura in conditiile astea de emisie.
    vy 73

  • Postat de Mitica - NU la 2005-11-03 11:45:55 (ora Romaniei)
  • Nu au aparut schemele si pozele in pagina.
    Nu au fost puse?
    Cu stima,
    Mitica

  • Postat de Vakarcs Szilárd - la 2005-11-15 14:36:09 (ora Romaniei)
  • Cablajul imprimat pentru liniar si pentru filtru se pot descarca la sfarsitul lucrarii. Totul este pus pe tava. Pentru filtru aveti chiar doua variante, una cu relee, alta cu un yaxley cu doua circuite, dupa posibilitati puteti alege pe care doriti

  • Postat de Marcel Purice - YO8BMQ la 2006-07-04 20:26:07 (ora Romaniei)
  • Idee excelenta,mai ales ca am in constructie varianta lui G3TSO cu care seamana putin.Sint multumit pentru ca am primit aici multe idei. Succes tuturor. 73 de Mike.

  • Postat de ion - YO8RXK la 2007-09-08 23:30:09 (ora Romaniei)
  • Excelent articol,constructia liniarului abordabila si de radioamatorii cu posibilitati mai reduse!Voi incerca sa-l construiesc adaugand si un mic etaj de protectie.Felicitari si 73!

    Scrieti un mic comentariu la acest articol!  

    Opinia dumneavoastra va aparea dupa postare sub articolul "Proiectul HF FARA"
    Comentariul trebuie sa se refere la continutul articolului. Mesajele anonime, cele scrise sub falsa identitate, precum si cele care contin (fara a se limita la) atac la persoana, injurii, jigniri, expresii obscene vor fi sterse.
    Comentariu *
     
    Trebuie sa va autentificati pentru a putea adauga un comentariu.


    Opiniile exprimate în articole pe acest site aparţin autorilor şi nu reflectă neapărat punctul de vedere al redacţiei.

    Copyright © Radioamator.ro. Toate drepturile rezervate. All rights reserved
    Articole | Concursuri | Mica Publicitate | Forum YO | Pagini YO | Call Book | Diverse | Despre Radioamator.ro | Contact