40瓦调频广播放大器原理及电路

2013-11-09 11:26:07来源: 互联网 关键字:40瓦  调频广播  放大器

40瓦调频广播放大器原理及电路

此放大器是依据‘为调频广播设计的40瓦宽频VHF无线电功率放大器’译而成。

电路的指标和特点:

  • 40W 输出功率
  • 88-108 MHz 频率范围
  • 20dB 增益
  • +28V 3A  DC电源
  • 效率高(70%,MOSFET AB类放大器)
  • 元件少
  • 输出低通滤波器 (LPF)

电路图

元件清单

编号 元件参数及描述 FEC 型号(注1) 数量
C1, C2, C4 5.5 - 50p 小型瓷介微调电容 148-161 3
C3 100p 50V 瓷介电容 (NP0) 896-457 1
C5, C6, C7 100n 50V 瓷介电容 (X7R) 146-227 3
C8 100u 35V 电解电容 667-419 1
C9 500p 500V 高频电容 (metal clad 注2)   1
C10 1n 穿线电容 149-150 1
C11 16 - 100p 云母微调电容 
(Arco 424)
  1
C12 25 - 150p 云母微调电容 
(Arco 423 或 Sprague GMA30300)
  1
C13 300p 500V 高频电容 (metal clad 注2)   1
C14, C17 25p 500V 高频电容 (metal clad 注2)   2
C15, C16 50p 500V 高频电容 (metal clad 注2)   2
C18 100n 200V 瓷介电容    1
L1 64nH 电感 用直径1.2mm漆包线绕成的空心线圈 直径6.5mm 4匝 拉长到8mm   1
L2 25nH 电感 用直径1.2mm漆包线绕成的空心线圈 直径6.5mm 2匝 拉长到长4mm   1
L3 在6孔磁珠上用直径0.7mm漆包线绕2.5匝 219-850 1
L4 210nH 电感 用直径1.2mm漆包线绕成的空心线圈 直径6.5mm 8匝 密绕长约12mm    1
L5 21nH 电感 用直径0.8mm漆包线绕成的空心线圈 直径4mm 3匝 拉长到10mm     1
L6 41nH 电感 用直径0.8mm漆包线绕成的空心线圈 直径4mm 4匝 拉长到6mm    1
L7 C10处套在电源引线上的两个磁珠 242-500 2
L8, L10 100nH 电感 用直径1.2mm漆包线绕成的空心线圈 直径6.5mm 5匝 拉长到8mm    2
L9 115nH 电感 用直径1.2mm漆包线绕成的空心线圈 直径6.5mm 6匝 拉长到12mm    1
R1 10K 0.5W 可调电阻(电位器) 108-566 1
R2 1.8K 0.5W 金属膜电阻 333-864 1
R3 33R 0.5W 金属膜电阻 333-440 1
D1, D2 BZX79C5V6 5.6V 400mW 稳压二极管 931-779 2
TR1 MRF171A (Motorola) 射频功率MOSFET   1
SK1 BNC 插座 583-509 1
SK2 BNC或N型插座 310-025 1
       
  16 x 60 x 89mm 3.4°C/W 散热器及风扇 170-088 1

注释:

  1. FEC 型号仅供参考。
  2. Metal clad 高频电容具有电感极小的短粗引线。
  3. 输入电路的电感线圈可以更小,但为了制作方便,采用了和输出电路同样大的线圈。

放大器照片

组装

准备一块 100 x 85mm 的双面印刷电路板(PCB)。 
钻一个FETFET功率管可穿过的孔。 
在PCB上钻4-6个孔,以将PCB固定在铸铝屏蔽盒中。 
设计好如何装置、固定散热器及其风扇。 
在铸铝屏蔽盒上设置电源、输入、输出所需要的插座孔。 
参考上照片和电路图在PCB割出焊接区。PCB的背面和正面大部分面积是地线。 
焊接元件。 
将输出低通滤波器部分用铜片(或印刷电路板)与放大电路部分屏蔽隔离开。 
输出低通滤波器的作用:滤波器是用来过滤高次谐波的,以减少对临近电台造成的干扰,这对大功率射频输出相当重要。例如,假设三次谐波的幅度比是-30dB。当放大器是1W时谐波功率是1mW,不算什么;但当放大器是40W时谐波功率就是40mW,干扰就是问题了。本电路的谐波抑制大于50dB。如果你不涉及干扰的问题,可以不用输出低通滤波器。

调试

偏置调整:

输入端用50欧姆电阻短路(注意:此电路在未接输入的的情况下会自激振荡),将所有可变电容调到中间,将R1调到电压最小。接上+28V电源,此时的电流应该是14mA左右。调整R1使供电电流为115mA。如果你发现电流突然增加很多,说明电路自激振荡,需要多加屏蔽隔离。

输入输出匹配调整:

推荐设备: 
限流电源 (+28V, 3A) 
50W VHF 假天线负载 
500mW-1W FM 发射机 
RF 40dB衰减器  
RF 功率表 
RF 频谱仪和网络分析仪 
 

如果你有RF频谱仪和网络分析仪,可使用这些仪器调整。没有这些仪器也不要紧;在输入端通过FM发射机加入500mW-1W的射频信号,在输出端接一个50W假负载,并通过一个40dB衰减器用一台RF功率表测量输出功率。如果你没有RF功率表,干脆就用右面的检波电路测量监测点的电压。设定发射机的发射频率,调节微调电容C1、C2、C4、C11、C12,使放大器的输出功率为最大。

关键字:40瓦  调频广播  放大器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/1109/article_20432.html
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