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Ampli
HF bandes basses bon marché... |
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L'amplificateur linéaire (BLU et CW)
décrit dans ces pages, refuse de fonctionner
correctement sur la bande des 80m. Voici un modèle de
remplacement pour cette bande. Il est équipé de
transistors MosFet de puissance IRF510, ainsi que de
bobinages à tores de types standards et courants. Un
minimum de composants, une plaque d'époxy cuivré sur
les deux faces, et voilà un amplificateur fonctionnant
à coup sûr, ne craignant pas les désadaptations de
charge.
Le schéma est très classique pour ce type de
transistors, et a déjà été décrit dans de nombreux
ouvrages. Il s'inspire d'un montage de Drew Diamond VK3XU
paru dans les carnets du G-QRP-Club ainsi que dans le
RSGB Handbook.
Description : L'utilisation,
dans cet amplificateur, de transistors MosFet de
puissance (prévus d'origine en commutation dans
les alimentations à découpage), a pas mal d'avantages.
D'abord, les transistors sont très bon marché,
un peu plus d'un euro pièce, ce qui, lors de
fausses manipulations, n'est pas une catastrophe.
On peut également alimenter ce montage sous
différentes tensions ; plus la tension d'alimentation
est élevée, plus la puissance de sortie est
grande. L'amplificateur supporte sans broncher
aussi bien les courts-circuits que les circuits
ouverts sur la sortie antenne, et il reste stable
quel que soit le ROS. Le seul inconvénient est l'emballement
thermique (donc la destruction) des MosFet,
lorsque la tension continue, appliquée sur la
" gate ", est trop élevée. Cette
tension se règle une fois pour toute (P1), et en
faisant bien attention, il n'y a aucun risque.
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| Voyons le schéma en détail : à l'entrée,
les résistances R1, R2 et R3 constituent un
atténuateur HF. Les valeurs de ces résistances
seront choisies en fonction du niveau du signal
HF appliqué. T1 est un transformateur d'impédance
déphaseur. Il permet d'injecter le signal HF en
opposition de phase de 180° sur la " gate
" de Q1 et de Q2, ce qui est essentiel pour
un fonctionnement en " push-pull ". R5
et R6 ont deux fonctions, elles stabilisent, par
contre-réaction entre drain et gate, l'amplificateur
(bien qu'il n'en ait pas vraiment besoin), et
constituent avec R4 et P1 un diviseur de tension
ajustable pour alimenter la " gate " de
Q1 et de Q2 en tension continue, et ainsi fixer
leur point de fonctionnement. |
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D1 est une diode zener de protection qui fait
chuter la tension de " gate " quand la
température des transistors s'élève. Elle est
soudée directement sur la " source " d'un
des transistors pour une meilleure conduction
thermique.
T2 est une self de choc symétrique pour
alimenter les transistors. T3 est un
transformateur symétrique dissymétrique (balun).
Le rapport de transformation est de 1 puisque l'impédance
de sortie (drain à drain) des transistors est de
48 ohms.
Suit un classique filtre passe-bas à deux
cellules pour diminuer les harmoniques. Aucune
harmonique est supérieure à -45db. |
Montage: Les éléments sont
soudés directement sur la face cuivrée. Cette
face sera gravée de façon classique, ou à
défaut avec une petite perceuse à main munie d'une
petite fraise. La liaison de masse avec la
deuxième face cuivrée se fait au travers des
deux petits trous marqués X sur le schéma d'implantation.
Il suffit de faire passer un petit fil de cuivre
et de souder les deux côtés.
Si la puissance de sortie envisagée ne dépasse
pas les 5 watts, il n'y a pas besoin de radiateur
supplémentaire pour les transistors, la surface
cuivrée suffira. Par contre si cette puissance
est plus élevée, il faut envisager de refroidir
les transistors par la mise en place de
radiateurs. Attention à bien utiliser des
isolants de fixation de transistors, pour ne pas
relier accidentellement à la masse la plaque
métallique des transistors (celle-ci est reliée
au drain, donc au +).
Une des pattes de P1 ne doit être reliée à
rien, ne pas la souder. Pour être sûr de ne pas
faire contact, la couper carrément.
Le plus délicat à réaliser, ce sont les
transformateurs sur tores T1, T2 et T3. Bien
faire attention au sens des fils, représenté
par le point en haut des selfs sur le schéma.
Vérifier à l'ohmmètre, car une erreur dans les
bobinages suffit à rendre l'amplificateur
inopérant. Les fils sont légèrement torsadés
entre eux (voir photo). Ne pas oublier de
décaper l'extrémité des fils émaillés avant
de souder.
Le côté " masse " de la diode zener D1
doit être soudé directement sur la patte "
source " de Q1, pour une bonne liaison
thermique entre ces deux éléments.
Reglages: Il est important de ne
pas saturer l'entrée de cet amplificateur (sinon
gare à l'étalement du signal de sortie !). Pour
ce faire, il faut modifier les valeurs de l'atténuateur
d'entrée (R1, R2 et R3) en fonction de la
puissance du signal d'entrée.
Plusieurs cas peuvent se présenter. Si l'amplificateur
est alimenté entre 12 et 14 volts, la puissance
de sortie sera de 5 à 6 watts HF, et le signal d'entrée
ne devra pas dépasser 200 à 250 milli-watts HF.
Si l'amplificateur est alimenté entre 24 et 30
volts, la puissance de sortie sera de 20 à 25
watts HF, et le signal d'entrée ne devra pas
dépasser 1 watt HF.
Il est clair que, suivant la puissance d'entrée
disponible, il faudra choisir une valeur d'atténuation
correcte. Voir pour cela le tableau 1 donnant les
valeurs de R1, R2 et R3 en fonction de l'atténuation
désirée, en sachant, par exemple, que -10db est
une atténuation de 10 fois la puissance, que -6db
est une atténuation de 4 fois la puissance, et
que -3db correspond à une réduction de moitié
de la puissance.
| Résistances / Atténuation |
- 3 db |
- 6 db |
- 10 db |
| R1 |
300 ohms |
150 ohms |
100 ohms |
| R2 |
18 ohms |
39 ohms |
68 ohms |
| R3 |
300 ohms |
150 ohms |
100 ohms |
Tableau
1
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La dernière étape consiste à
régler la tension de " gate " des
transistors. Celle détermine le point de
fonctionnement pour une amplification linéaire,
sans distorsions. Insérer un ampèremètre dans
le circuit d'alimentation de l'amplificateur.
Placer le potentiomètre P1 à fond en tournant
à gauche, au minimum de sa valeur (très
important pour ne pas griller d'emblée les
transistors).Mettre sous tension, passer en
émission en ayant pris soin de régler le gain
micro à zéro (il ne faut pas qu'il y ait de
signal à l'entrée de l'amplificateur) et
régler doucement P1 pour faire monter le courant
jusqu'à 250 mA environ. Ne plus retoucher P1.
L'amplificateur est prêt à fonctionner, et à
apporter toute satisfaction.
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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 130 x 48 mm. |
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| Liste des composants: R1,
R2, R3 : voir tableau 1
R4 : 27 ohms
R5, R6 : 470 ohms
P1 : 250 ohms ajustable à plat
C6, C7, C8, C9 : 820 pF céramique, ou mieux
polyester ou mica
C1, C2, C3, C4 : 100 nF céramique
C5 : 1 µF / 35v tantale
D1 : zener 3v3
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Q1, Q2 : IRF510
T1 : 11 spires trifilaires torsadées fil
émaillé 0,5mm sur tore FT50-43
T2, T3 : 11 spires bifilaires torsadées fil
émaillé 0,5mm sur tore FT50-43
L1, L2 : 20 spires fil émaillé 0,5mm sur tore T50-2Fournisseur
composants, kit et circuit imprimé:
Dahms Electronic, 34, rue
Oberlin, 67000 Strasbourg
Tél. : 03.88.36.14.89. - Fax : 03.88.25.60.63.
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