PA da 2W sui 23 cm
Un amplificatore da 2W di potenza per i 24/23 cm.
© by Pierbassano Turrini - iw2bc





Aggiornato: 25/10/2004





Premessa

Questo amplificatore di potenza e' in grado di garantire tra 1,5 e 1,8 Watt senza superare i parametri operativi del dispositivo in modo ATV.
Rispetto al precedente stadio da 1 W, con polarizzazione fissa, in questo progetto e' stata adottata un tipo di polarizzazione regolabile in modo da poterlo utilizzare dalla classe B, se non C, alla pura A.
Il guadagno si aggirara poco oltre gli 8 dB.


Descrizione Tecnica

I parametri caratteristici dell'impedenza complessa di ingresso e di uscita assunti per il BFQ68 sono:

Ingresso (in ohm (R)):
1.2 GHz: 9.5 +j18.5
1.25 GHz: 9.75 +j21
1.3 Ghz: 10 +j23

Uscita (in ohm):
1.2 GHz: 21 -j1.25
1.25 GHz: 21.2 -j1.25
1.3 Ghz: 21.5 -j1.25


Il materiale di supporto scelto e' del normalissimo FR4 a doppio rame (fibra di vetro) le cui caratteristiche sono:
Spessore (h)= 1.6 mm ; Spessore rame (T)= 35 um ; E = 4.8 ; Er (33R)= 3.8

Innanzi tutto prendiamo in cosiderazione l'adattamento di uscita, analizzando e faccendo alcune considerazioni sui parametri S.
Se osserviamo i parametri "Soe" tabulati sul data-sheet, possiamo constatare che la parte reattiva da 1000 a 1200 MHz e' costante a -177°, molto prossima ai 180° e quindi quasi 0.
Possiamo presumere che la componente reattiva, nella peggiore delle ipotesi, mantenga questo valore anche nella fetta da 1200 a 1300 MHz, che a noi interessa.
Se giudichiamo trascurabile questa componente possiamo adattare in lambda/4 tramite una microstrip da:

Radice Quadrata di 50 * 21 = 32.40 ohm

che arrotonderemo a 33 ohm.
Il nostro adattamento di uscita sara' quindi composto da una stirp-line larga 5,4 mm e lunga 31 mm.
Per bloccare la continua ed ottimizzare l'adattamento porremo in serie un condensatore fisso da 47 pF.
Siccome le bindelle del BFQ68 sono larghe da 5.5 a 5.8 mm dovremo, oltre che accorciare, anche rastremare la base ed il collettore.

La rete di adattamento di ingresso sara' invece costituita da:
  • un compensatote da 5/6 pF tra base ed emettitore
  • una strip-line da 33 ohm, in serie alla base, larga sempre 5.4 mm e lunga 8.6 mm.
  • un compensatore da 5/6 pF in serie alla strip-line

    e, per finire, lo schema.



    Il ROS in ingresso e' contenuto in -20 dB tra 1210 e 1280 MHz per il miglior accordo a 1240 MHz, mentre quello in uscita e' migliore di -30 dB da 1200 e 1300 MHz.


    Note sulla Realizzazione

    L'unico componente "critico" e' il compensatore in parallelo tra base ed emettitore del BFQ68.
    E' importante che la capacita' residua sia la piu bassa possibile in modo di poter raggiungere agevolmente l'accordo che si ottiene intorno ad 1,7 pF.
    Sconsiglio vivamente i ceramici.


    Il Montaggio

    Il contenitore previsto e' il solito TEKO serie DOUBLE modello 272.16 o similare (83x50x26 mm.).
    Prima di iniziare l'assemblaggio portate il circuito stampato in misura facendo in modo che scorra bene tra le pareti del contenitore senza avere troppa aria. (PCB e scatola andranno, alla fine, saldati a stagno)
    Ora praticate una cava profonda circa 2 mm. tra le aree di massa in modo di allontanare dal bordo del contenitore le linee di ingresso ed uscita.
    Io, per risparmiare, entro ed esco direttamente con sottili cavetti in teflon da 50 ohm il cui schermo saldo direttamente sul contenitore.
    L'alimentazione sara' portata all'interno tramite un condensatore passante da 1 nF.
    Il diodo D1 e' in contatto con la faccia superiore del case.
    Per il BFQ68 andra' praticato un foro da 7.5 mm. nello stampato, mentre le bindelle saranno accorciate a circa 3 mm.
    Sul coperchio inferiore andra' praticato un foro da 10 / 12 mm. o piu' per il passaggio dello stud e permettere un buon appoggio del case sul dissipatore.
    Un po' di grasso al silicone non stona mai.
    L2 e' composta da 3 spire su diametro 4 mm. di filo da 0,8/1 mm, non critico, e puo' essere indifferentemente in filo smaltato o argentato con le spire leggermente spaziate.
    I condensatori fissi, eccetto ovviamente gli elettrolitici, sono dei ceramici a pastiglia, ma, se volete, nulla vieta gli SMD.



    La figura penso sia piu' che sufficente oltre a quanto e' gia' stato detto.
    Le solite raccomandazioni, unire il piano di massa superiore all'inferiore in prossimita' degli emettitori con sottili bindelle di rame saldate.
    (Io normalmente uso la lamina di rame che recupero dalla sguainatura del cavo tipo 50/20.)
    I condensatori fissi e variabili con connessioni corte, anzi cortissime !

    Al termine dell'assemblaggio del circuito stampato procederemo ad inserirlo nel contenitore e, prese le giuste posizioni, salderemo a stagno, sopra e sotto, le aree di massa alle fasce laterali.
    Passiamo a posizionare i connettori o i cavetti di ingresso e uscita, il coperchio inferiore, il dissipatore ed ora siamo pronti a dare fuoco.

    Come al solito ... uno sguardo anche al circuito stampato.




    La Taratura

    Per prima cosa posizioniamo C1 a meta' corsa, C9 quasi tutto aperto, mentre il potenziometro R2 sara' posizionato con il cursore tutto verso massa.
    Diamo alimentazione a 12 Vcc inserendo in serie al positivo un milliamperometro.
    Misuriamo ed annotiamo la corrente assorbita dal circuito di polarizzazione.
    Regoliamo ora, tramite R2, per una corrente di riposo di 100 mA.
    La corrente che dovremo leggere e' composta dalla corrente desiderata per il BFQ68 (100mA) piu' la corrente del circuito di polarizzazione della base che abbiamo precedentemente misurato.
    A questo punto, dopo aver collegato all'uscita un wattmetro con carico fittizio da 50 ohm, applichiamo in ingresso, per prudenza, un segnale sulla frequenza desiderata con potenza di circa 100 mW (siamo ancora decisamente fuori accordo).

  • Regoliamo C1 per la massima uscita e successivamente C9.

  • Agendo su C9 noteremo un forte e stretto Dip.

  • Regoliamo ora C1 sempre per il massimo.


    • Teniamo sempre sotto controllo la corrente che non deve superare i 300 mA.

    In queste condizioni la potenza erogata sara' tra gli 800 mW ed il Watt.
    Abbiamo cosi' raggiunto un primo accordo.
    Aumentiamo il pilotaggio a 200 mW e ripetiamo la sequenza, ma con lievi movimenti intorno al punto di pre-taratura.
    Dovremmo aver ottenuto una potenza in uscita intorno a 1,5W.
    Ripetiamo ulteriormente per meglio affinare.
    Dato il guadagno di 8 dB la potenza di eccitazione massima si aggira intorno ai 250/300 mW.
    Un'ultima considerazione: la massima corrente di collettore e' 300 mA per cui potremo spingerci fino ad un assorbimento totale di 300 mA piu' la corrente assorbita dal circuito di polarizzazione senza rischiare.

    Chi, invece, desiderasse operare in classe A si dovra' osservare la stessa procedura con la sola differenza di regolare la corrente di riposo a 300 mA.

    Per lo stadio di uscita, non essendoci elementi da tarare, sara' sufficente un controllo dell'SWR.


    Nota:

    Questo amplificatore puo' sostituire vantaggiosamente il precedente da 1W, anche in quelle applicazioni in cui necessitino potenze inferiori, semplicemente sottopilotandolo.



    I File

    I file costituenti il progetto sono:

  • sch_pa_2w.(pdf o ps) = Schema elettrico
  • pcb_pa_2w.(pdf o ps) = Layout PCB lato saldatura scala 1:1 per fotoincisione o fogli blu.
  • mtg_pa_2w.(pdf o ps) = Serigrafia o montaggio componenti

    I file .pdf sono in formato Acrobat. Scarica (pa_bfq68_pdf.zip - 29 K)
    I file .ps sono in formato Postscript. Scarica (pa_bfq68_ps.zip - 34 K)




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