Amplificateur 8 watts HF... Retour

Bien qu'il soit possible de faire des QSO très intéressants avec des puissances de quelques milliwatts jusqu'à 1 watt (les puristes du trafic en QRP s'en contenteront), une puissance supérieure s'avère nécessaire pour assurer confortablement la plupart des QSO. Avec la puissance de cet amplificateur et une bonne antenne, peu de correspondants remarqueront la différence avec une station normale.

Description: Le signal issu de l'émetteur est appliqué à l'entrée de l'amplificateur au travers d'un atténuateur (R1, R2 et R3). Cet atténuateur est nécessaire pour éviter la surexcitation, 500 milliwatts à l'entrée étant normalement suffisants pour avoir 8 watts à la sortie; il permet également une adaptation parfaite entre les deux étages. C1 est un condensateur d'isolement pour la tension continue. L1 est un transformateur large bande abaisseur d'impédance de rapport 4 sur 1. En effet, l'impédance d'entrée de Q1 est relativement basse. De même que l'impédance de sortie, d'où la présence de L2, transformateur élévateur d'impédance de rapport 1 sur 4. Ceci adaptera très bien les 50 ohms du filtre passe-bas de sortie (C9, L4, C10, L5, C11). Ce filtre réduit fortement les harmoniques indésirables. C8 est un condensateur d'isolement de tension continue. Les résistances d'émetteurs R5 et R6 stabilisent le montage. La résistance R* et le condensateur C* entre le collecteur et la base de Q1 ne sont en principe pas nécessaires, mais leur utilisation en contre-réaction permet d'élargir la bande passante de l'amplificateur, tout en stabilisant celui-ci. Cliquer pour agrandir

L'amplificateur travaillant en classe AB, appelée communément " linéaire ", il lui faut une tension de polarisation sur la base de Q1. Celle-ci est déterminée par le régulateur IC1, P1, la diode en inverse D1 et R4. C5 et C6 sont des condensateurs de découplage évitant les auto-oscillations de IC1. La cellule L3, C3 et C4 évite à la HF résiduelle de se retrouver sur la tension d'alimentation. S1 est un point de mesure pour le courant repos de Q1.

Montage: Il n'y a aucune difficulté particulière à monter cet amplificateur. Il s'agit seulement d'être soigneux quant à la réalisation des transformateurs d'impédance L1 et L2. Pour L1, il faut prendre deux fils émaillés (AA' et BB') de 0,5mm de diamètre et de 25cm de longueur, les torsader sur toute la longueur et ensuite en bobiner 8 spires sur le tore de ferrite FT37-43. Couper les longueurs de fil en trop, bien séparer les quatre extrémités, puis les dénuder. Il faudra faire bien attention, en mesurant à l'ohmmètre, qu'il n'y ait pas de contact électrique entre les deux fils. Repérer ensuite les fils à l'ohmmètre (voir figure 1) et les mettre en place pour soudage sur le circuit. Si les fils ne sont pas placés correctement, l'amplificateur ne fonctionnera pas. Pour L2, prendre deux fils émaillés de 0,8mm de diamètre et de 25cm de longueur. Ne pas les torsader ! Les bobiner, deux fils en main, sur la ferrite spéciale à deux trous, suivant la figure 2. Couper les fils en trop, puis procéder avec les quatre extrémités comme pour L1. Là aussi, un mauvais repérage des fils empêchera l'amplificateur de fonctionner correctement. Et l'emploi de ferrites autres que celles préconisées diminuera les performances. La diode D1 devra être en contact thermique avec le radiateur de Q1, afin d'éviter un éventuel emballement thermique du transistor. L'usage de graisse silicone est fortement recommandé pour un contact thermique parfait. De même que pour le contact entre le transistor et son radiateur. Ne pas oublier le kit d'isolement entre le transistor et son radiateur, car la plaque métal du transistor est reliée au collecteur de celui-ci. Ne pas monter la résistance R* et le condensateur C*. Ces éléments ne seront montés que si nécessaire (présence d'auto-oscillations par exemple) côté cuivre.
Cet amplificateur a été conçu pour fonctionner correctement et sans surprises. Toutes les précautions ont été prises pour une reproductibilité parfaite, en le montant notament sur le circuit imprimé préconisé.
Réglages: Les réglages sont très simples. Mais avant, il faudra adapter l'atténuateur d'entrée à la puissance de sortie de l'émetteur. Si votre émetteur a une puissance de sortie de 2 watts environ, il faudra atténuer de 6db environ, ce qui donne pour R1 et R3 la valeur de 150 ohms et pour R2 la valeur de 39 ohms. Si vous avez environ 1 watt de sortie, l'atténuation devra être de 3db environ, ce qui donne pour R1 et R3 une valeur de 300 ohms et R2 une valeur de 18 ohms. Si dans ce dernier cas vous n'arrivez pas à sortir 8 watts HF avec l'amplificateur, remplacez R2 par un strap et supprimez R1 et R3. Brancher une antenne fictive 50 ohms / 10 watts ou plus à la sortie (à défaut une antenne adaptée). Placer P1 au maximum de sa valeur (à fond dans le sens des aiguilles d'une montre : vérifier à l'ohmmètre s'il y a le moindre doute). Alimenter le montage en utilisant des fils de section suffisante (1,5mm² recommandé), sinon gare à la chute de tension (et de puissance…). Oter le cavalier S1 et brancher un ampèremètre à la place (+ côté alimentation et - côté L3), réglé sur le calibre 2 ampères. Le courant doit être nul à ce moment. En agissant progressivement sur P1 (dans le sens contraire des aiguilles d'une montre), régler le courant entre 15 et 20mA. Le transistor est alors polarisé correctement pour travailler en classe AB (linéaire).
Raccorder l'amplificateur à l'émetteur, passer en émission et siffler dans le micro ou appuyer sur le manipulateur. Le courant doit augmenter jusqu'à environ 1 à 1,3 A. Vérifier, si possible, à l'oscilloscope que l'émission est propre. Sinon, c'est que l'amplificateur est surexcité. Il conviendra alors de diminuer la puissance d'excitation en ajustant l'atténuateur d'entrée, ou en diminuant la puissance de l'émetteur exciteur. Ne pas oublier de replacer le cavalier S1. L'amplificateur est à présent réglé, et la puissance de sortie doit osciller entre 5 et 8 watts HF. Avec une antenne ayant un bon rendement, cette puissance est la plupart du temps suffisante pour faire de bons QSO. Alors bon amusement et bon trafic…
Cliquer pour agrandir Cliquer sur les images ci-contre pour le circuit imprimé et le schéma d'implantation, et ci-dessus pour le schéma électrique, afin de les agrandir, pour en avoir un exemplaire utilisable. Les dimensions du circuit sont 77 x 48 mm. Cliquer pour agrandir
Liste des composants:

R5, R6 : 1 ohm
R4 : 27 ohms
R* : entre 470 ohms et 1 K (uniquement si nécessaire)
R1, R3 : 300 ohms / 1 watt (-3db)
150 ohms / 1 watt (-6db)
R2 : 18 ohms / 1 watt (-3db)
39 ohms / 1 watt (-6db)
C3 : 1 nF céramique
C4, C* : 10 nF céramique
C1, C2, C5, C6 : 100 nF céramique
C8 : 100 nF céramique
C7 : 10 µF / 25v chimique radial
C9, C11 : 220 pF (bande 20m), 470 pF (bande 40m) céramique ou polyester
C10 : 470 pF (bande 20m), 1 nF (bande 40m) céramique ou polyester

IC1 : 78L05
Q1 : 2SC1969 avec radiateur et kit d'isolement (prévoir de la graisse silicone)
D1 : 1N4007
P1 : 500 ohms ajustable multitours debout
L1 : 8 spires bifilaires torsadées fil émaillé 0,5mm sur tore FT37-43
L2 : 4 spires bifilaires parallèles fil émaillé 0,8mm sur ferrite bi-trou 14x14x8mm (µ=3000)
L3 : VK200 placée verticalement (tous les trous remplis avec le fil)
L4, L5 : fil émaillé 0,5mm sur tore T50-2
10 spires pour la bande 20m
14 spires pour la bande 40m

Fournisseur composants, kit et circuit imprimé:
Dahms Electronic, 34, rue Oberlin, 67000 Strasbourg
Tél. : 03.88.36.14.89. - Fax : 03.88.25.60.63.
La description de cet amplificateur avec un Vox HF et un système de commutation à relais peut être trouvée ici.
Attention: l'amplificateur décrit ci-dessus ne fonctionne pas correctement tel quel sur la bande des 80m.
Dans mon émetteur-récepteur 80m, j'ai remplacé ce PA par le modèle ci-dessous, à base de transistors MOSFET IRF510. Ce dernier PA a un prix de revient dérisoire, il y a très peu de composants, et un IRF510 coûte à peine un peu plus d'un euro ! Sous 13 volts, la puissance de sortie est de 6 watts HF pour 100 mw d'excitation, et sous 25 volts, la puissance passe à plus de 25 watts pour pour moins d'un watt d'excitation. En plus, il ne craint ni les court-circuits ni l'absence d'antenne. La description de ce PA sur la nouvelle page PA pour bandes basses.