Amplificatore RF e circuiti di conversione per radioamatori

In questo post discuteremo alcuni convertitori RF ad alta frequenza e progetti di circuiti preamplificatori che possono essere utilizzati per amplificare o migliorare la ricezione di un ricevitore RF esistente.

Tutti i circuiti dell'amplificatore RF forniti di seguito sono destinati ad essere posizionati vicino a un ricevitore radioamatore esistente o un set radio abbinato al fine di rendere la ricezione più forte e più forte.

Convertitore 144 MHz

Nella maggior parte dei ricevitori radioamatori da 2 metri, la ricezione dei segnali RF è generalmente implementata attraverso un convertitore e un ricevitore ad onde corte, ideali per il tipo di comunicazione.

Un convertitore di questo tipo di solito viene fornito con il suo amplificatore RF personale, insieme a un oscillatore controllato a cristalli di frequenza piuttosto bassa, accompagnato da moltiplicatori di frequenza.

Ciò consente una notevole sensibilità e un'eccellente stabilità in frequenza, sebbene sia un prodotto piuttosto complesso e costoso. Considerando il fatto che a questa frequenza l'amplificatore RF potrebbe non aggiungere molto guadagno e che gli oscillatori VHF sintonizzabili sono ampiamente utilizzati in numerosi ricevitori VHF domestici, un circuito molto più semplice mostrato di seguito può effettivamente essere molto utile.

L1 è sintonizzato approssimativamente sulla banda di frequenza desiderata tramite TI, per consentire all'ingresso del segnale di raggiungere il gate 1 del FET TR1.

TR2 funziona come l'oscillatore locale e la frequenza di funzionamento in questo design è fissata tramite l'induttore L2 e il trimmer T2. La funzione oscillatore è implementata tramite C3 sulla porta 2 del FET TR1.

La frequenza di uscita dallo scarico TR1 che forma lo stadio del mixer provoca la differenza tra le frequenze di G1 e G2. Pertanto, quando il segnale su G1 è 144 MHz e TR2 è regolato per oscillare alla frequenza di 116 MHz, l'uscita è impostata a 144 MHz - 116 MHz = 28 MHz.

Allo stesso modo, quando l'oscillatore è fissato a 116 MHz, fornire un ingresso di 146 MHz alla porta G1 fornisce un'uscita di 30 MHz. Di conseguenza, 144-146 MHz potrebbero essere coperti regolando il ricevitore da 28 MHz a 30 MHz. L3 è regolato approssimativamente su questa banda e L4 collega il segnale al ricevitore a onde corte.

L'oscillatore può fondamentalmente essere regolato sopra o sotto la frequenza del circuito dell'antenna del convertitore, poiché è la differenza del convertitore tra l'ingresso del segnale e le frequenze dell'oscillatore che decide la frequenza di uscita del convertitore. È inoltre possibile selezionare altre bande di trasmissione e frequenze di uscita, se le bobine L1, L2 e L3 sono opportunamente personalizzate.

Come avvolgere le bobine

L1 e L2 sono identici alle loro specifiche di avvolgimento, tranne per il fatto che L1 consiste in un tocco in un turno dalla sua estremità messa a terra. Entrambe le bobine sono costruite utilizzando cinque spire di filo 18 swg, autoportanti, ottenute realizzando le bobine su un formatore di diametro 7 mm. La distanza tra le spire è regolata in modo tale che la lunghezza totale delle spire sia di ½ pollice o di circa 12 mm.

L3 viene avvolto utilizzando quindici spire di filo di rame smaltato da 26 swg su un formatore da 7 mm dotato di anima regolabile.

L4 è composto da quattro spire, avvolte sulla bobina L3 vicino all'estremità collegata a terra (linea positiva) di L3.

Preamplificatore 144 MHz

Questo preamplificatore da 144 MHz può essere applicato a qualsiasi Gadget ricevitore da 2 metri , o usato appena prima del convertitore da stadio a 144 MHz spiegato sopra.

TR1 può essere qualsiasi FET RF a doppia porta.

L'ingresso dell'antenna è applicato a una maschiatura intermedia sull'induttore L1, che normalmente può avvenire attraverso un alimentatore coassiale. In alcune condizioni si potrebbe impiegare una piccola antenna diritta o un cavo per ottenere un'ampia potenza di segnale. Un'antenna sollevata può normalmente migliorare il raggio di ricezione.

Tuttavia, un primo tentativo potrebbe essere quello di eseguire la statistica con un semplice progetto di antenna a dipolo. Questo è spesso di filo rigido, che potrebbe essere lungo circa 38 pollici e mezzo, con il cavo di collegamento che scende nel mezzo.

Questo tipo di antenna può avere una direttività inferiore, quindi non ha bisogno di essere regolata e potrebbe essere elevata su un palo o albero leggero.

Per ricevere il segnale 144-146 MHz, L1 viene regolato in modo permanente a circa 145 MHz tramite T1. L'ingresso viene applicato alla porta 1, tramite una seconda presa, e R3 utilizzando il condensatore di by-pass C2 fornisce la polarizzazione al terminale della sorgente.

Il Gate 2 è controllato con una tensione costante estratta tramite il partitore R1 / R2. L'uscita di drenaggio TR1 è collegata alla presa L2, tarata dal trimmer T2.

Per ottenere una gamma ristretta di frequenze come la banda amatoriale di 2 m, la sintonizzazione regolabile non può essere convalidata, soprattutto perché L1 e L2 non si sintonizzano mai con precisione.
L3 si collega a qualsiasi gadget da 2 m desiderato, che può essere tipicamente un convertitore che funziona in un ricevitore a frequenza inferiore.

Avvolgimento dell'induttore

L1 utilizza un filo rigido da 18 swg o simile, in rame smaltato o stagnato, ed è avvolto con cinque spire quindi toccato a un giro dall'estremità superiore, per connettersi con G1, e un paio di avvolgimenti dall'estremità lato terra per il collegamento al antenna. La bobina L1 può avere un diametro di 5/16 pollici con spire distanziate in modo che la bobina sia lunga ½ pollice.

L2 è costruito nello stesso modo con 5 giri, tuttavia questo sarà lungo e includerà un rubinetto centrale per alimentare lo scarico FET.

L3 è costituito da un singolo giro di filo isolato, avvolto attorno all'estremità inferiore di L2. Durante lo sviluppo di unità VHF di questo tipo, sarà necessario un progetto che aiuti a brevi connessioni di ritorno in radiofrequenza e by-pass, e la figura sotto mostra un layout reale per lo schema sopra.

FM Booster

Per acquisire frequenze radio FM a lunga distanza, o forse in regioni di debole intensità del segnale, la potenza di ricezione FM VHF potrebbe essere migliorata tramite un amplificatore o un preamplificatore. I circuiti destinati a questi 70 MHz o 144 MHz potrebbero essere progettati per soddisfare questo requisito.

Per qualsiasi ricezione a banda larga, ad esempio intorno a 88-108 MHz, le prestazioni diminuiscono notevolmente alle frequenze a cui è sintonizzato l'amplificatore.

Il circuito illustrato di seguito presenta una sintonizzazione regolabile per la bobina di drenaggio e, per ridurre al minimo gli effetti indesiderati, il circuito dell'antenna meno significativo, che in realtà si sintonizza in modo piatto, è a banda larga.

Come avvolgere le bobine

La bobina L2 possiede 4 spire di filo 18swg su un nucleo VHF di ferro in polvere, di circa 7 mm di diametro.

L1 è avvolto sull'avvolgimento L2 con tre spire che è ugualmente spesso 18swg.

L3 può semplicemente essere una bobina con anima in aria, con 4 spire di filo 18swg, costruita su una bobina con anima in aria di 8 mm di diametro. Le sue spire dovrebbero essere lontane l'una dall'altra di una distanza pari allo spessore del filo.

Il rubinetto della bobina sullo scarico del FET è a tre giri dall'estremità collegata a terra della bobina.

L4 è un giro avvolto su L3 all'estremità a terra di L3.

C4 potrebbe essere sostituito con un trimmer, per consentire molte più manipolazioni per le gamme.

I valori sono selezionati per abbinare un FET BFW10, l'amplificatore VHF a banda larga a basso rumore del settore. Anche altri transistor VHF possono funzionare bene.

Come sintonizzarsi

Il cavo di alimentazione dell'antenna è collegato alla presa associata a L1 e un alimentatore corto tramite L4 è collegato all'uscita dell'antenna del ricevitore.

Nel caso in cui il ricevitore abbia un'antenna telescopica, i collegamenti devono essere accoppiati in modo lasco con la bobina L4.

Durante l'implementazione degli amplificatori VHF, si può vedere che il processo di sintonizzazione è piuttosto piatto, in particolare dove i circuiti sono carichi intensamente, proprio come l'induttore dell'antenna. Anche in tali condizioni, da questo circuito amplificatore FM ci si può aspettare un picco esteso che offre una ricezione ottimale.

Si osserverà allo stesso modo che il guadagno offerto da questi tipi di amplificatori non è buono come con gli amplificatori RF a frequenza più bassa, che tende a diminuire all'aumentare della frequenza.

Il problema è dovuto alle perdite all'interno del circuito, insieme alle restrizioni nei transistor da sole. I condensatori devono essere tubolari e ceramici a disco, o altri tipi adatti per VHF.

Stadio RF da 70 MHz

Questo circuito RF è progettato principalmente per funzionare con una trasmissione in banda amatoriale di 4 metri. Possiede un FET di gate con messa a terra. Questo tipo di stadio di gate con messa a terra è altamente stabile e non richiede molta cura per evitare oscillazioni, a parte quella fornita da un layout come descritto nel primo concetto RF.

Il guadagno derivante da questo progetto è inferiore rispetto a un progetto di tipo stadio sorgente con messa a terra. L'accordatura dell'induttore L2 è piuttosto piatta. R1, insieme al condensatore di by-pass C1, è posizionato per polarizzare il terminale di source del FET, e dovrebbe essere prelevato da L2 poiché l'ingresso TR1 offre un'impedenza piuttosto bassa in questo circuito RF.

È possibile ottenere un miglioramento minore nei risultati toccando lo scarico FET tramite L3.

L2 e L3 vengono regolati tramite le rispettive viti, che sono dotate di anima in aria. La messa a punto è ottimizzata regolando i core associati a L2 e L3.

Detto questo, possono essere utilizzati anche core permanenti progettati per adattarsi a convertitori RF a 70 MHz, quindi C2 e C3 potrebbero essere impostati di conseguenza.

Dettagli dell'induttore

L2 e L3 sono costruiti con 10 spire ciascuno utilizzando 26 fili di rame smaltato swg su formatori animati di diametro 3/16 '(o da 4 mm a 5 mm).

L1 è avvolto su L2 all'estremità collegata a terra di L2, avvolto saldamente attorno a L2.

L1 è costruito con 3 giri.

L4 si avvolge con un paio di giri, allo stesso modo accoppiato a L3.

TR1 può essere un transistor di tipo VHF avente un limite di frequenza superiore non inferiore a 200 MHz. È stato possibile provare BF244, MPF102 e forme comparabili. Per ottenere prestazioni più efficaci, puoi provare a modificare R1 e il tocco su L2, che non sono molto significativi.

Questo circuito RF è convenientemente progettato per quanto riguarda le ricezioni a 144 MHz. Successivamente potranno essere installate batterie autoportanti con anima in aria, utilizzando trimmer paralleli da 10 pF. L1 / L2 potrebbe essere di cinque spire complessive, avvolto con filo 20swg e un diametro esterno di 8 mm. Lo spazio tra le spire deve essere regolato in modo tale che la bobina sia lunga 10 mm.

Una presa derivata per il collegamento dell'antenna dovrebbe essere a 1,5 giri dall'estremità superiore di L1, e la presa della sorgente tramite C1, R1 può essere estratta da due giri dall'estremità messa a terra di L2. L3 è implementato applicando proporzioni simili.

Il terminale di drenaggio FET potrebbe ora essere sfruttato con L3, 3 giri dall'estremità C4 di questo avvolgimento. L4 può essere un giro di filo di rame isolato, avvolto strettamente su L3.

Come affermato in precedenza, non ci si può aspettare che lo stadio di gate collegato a massa aumenti la potenza del segnale ad un livello che è generalmente ottenuto attraverso circuiti come descritto nel primo concetto.

Amplificatore di segnale radio AM

Questo semplice amplificatore AM può essere utilizzato per aumentare la portata o il volume di un ricevitore portatile domestico mantenendo il circuito vicino all'unità ricevente MW desiderata. Usando un'antenna distesa, il circuito ora funziona con qualsiasi piccolo ricevitore a transistor portatile o simile fornendo un'eccellente ricezione di segnali che altrimenti potrebbero essere semplicemente inaccessibili.

Il ripetitore potrebbe non essere così utile per le stazioni vicine o la ricezione di canali locali, il che non ha importanza poiché questo amplificatore MW non dovrebbe essere installato in modo permanente con il ricevitore radio comunque.

La gamma di potenziamento di questo circuito è compresa tra 1,6 MHz e 550 kHz,
che potrebbe essere ottimizzato per adattarsi alla banda del ricevitore AM, semplicemente alterando la posizione del nucleo della bobina.

Come realizzare la bobina di sintonizzazione dell'antenna

Le bobine sono costruite su un formatore di plastica di diametro 3/8 con filettatura interna per una vite di ferro adatta, in modo che possa essere ruotata su / giù con un cacciavite per la regolazione dell'induttanza.

L'avvolgimento di accoppiamento dell'ingresso lato antenna è di 11 giri di filo, avvolto sopra l'avvolgimento principale.

L'avvolgimento principale collegato attraverso il gate VC1 e FET, viene realizzato utilizzando 30 giri.

Entrambi i fili dovrebbero avere uno spessore di 32 SWG.

L1 è costruito utilizzando 15 spire di filo isolato, su un diametro del nucleo d'aria di 1 pollice.

Come regolare l'AM Booster

Posizionare L1 vicino all'antenna di qualsiasi bobina di onde medie, all'esterno del ricevitore. Sintonizza la radio su una banda o una stazione debole. Ora regola il trimmer VC1 del circuito booster per ottenere il volume ottimale dalla radio. Puntare e regolare contemporaneamente L1 vicino alla radio per ottenere l'accoppiamento più efficace.

Sarà essenziale regolare VC1 insieme alla sintonizzazione del ricevitore, in modo che la scala del VC1 possa essere calibrata in base al quadrante della radio.

Amplificatore RF da 10 metri

Il design dell'amplificatore RF da 10 metri è piuttosto semplice. La rete fissa di filtri posta in uscita, aiuta ad eliminare il rumore di circa 55 dB.

Quando le bobine sono costruite secondo le specifiche fornite nell'elenco delle parti, il filtro non richiederà modifiche o regolazioni.

Ovviamente mani esperte potrebbero voler giocare con i dati della bobina, nessun problema poiché l'amplificatore RF suggerito è altamente adattabile per consentirlo. L'amplificatore va bene per la maggior parte della trasmissione principalmente poiché la corrente di drenaggio FET è regolabile tramite il preset P1.

Per quanto riguarda le applicazioni lineari (AM e SSBI, il drenaggio deve essere fissato a 20 mA. Se previsto per FM e CW, P1 deve essere ottimizzato per garantire che nessuna corrente di quiescenza passi attraverso il FET). Se si desidera applicare per lo scopo originale, la corrente di riposo deve essere impostata tra 200 mA e 300 mA.

Il circuito stampato ready made mostrato di seguito garantisce uno sviluppo veloce e preciso.

Le bobine devono essere avvolte su bobine aeree di diametro 9 mm. Fare sempre attenzione che gli avvolgimenti siano avvolti saldamente senza spazi. Assicurati di applicare un dissipatore di calore per il FET