MANUAL TECNICO

AMPLIFICADOR LINEAL PARA FM/VHF

Amplificador de potencia para equipos fijos o móviles de VHF para usocomercial o de aficionados. Amplificador de emisoras de broadcasting de FM(88-108 Mhz). Dependiendo del transistor utilizado se obtiene una potenciaentre 30 y 50 Watts

LISTADO DE COMPONENTESCAPACITORES

C1 a C4=Trimer de compresión: 20-120 pFC5=C8=1 nF (Plate)C6=C9=10 nF (Plate)C7= 10 µF 25 V (tantalio ó electrolítico)C10=100 nF 25 V (tantalio)C11=100 µF 25 V (electrolítico)

INDUCTORESL1=espira rectangular de 20mm de largo y 3 de alto con alambre esmaltado de 0,8mmL2=3 espiras de alambre esmaltado de 1mm de 6mm de diám. separadas entre sí 6mmCHRF1=6 espiras de alambre esmaltado de

1 mm sobre forma de 6 mm de diámetro.CHRF2=CHRF3=Choque VK200.

TABLA DE TRANSISTORES DE POTENCIA

T1 POT/SALIDA (W) POTENCIA POTENCIA (W)

88-108Mhz 135-150 Mhz 150-170 Mhz ENTRADA (W) ENTRADA MAXIMA (W)

MRF224 40 53 50 15 182N5591 30 25 22 5 6MRF221 25 20 18 3,5 5MRF238 25 20 17 1,5 52N6081 25 17 15 2,5 5

SEMICONDUCTORESD1=1N5401T1=Ver tabla

PLAQUETA CORC12=4,7 pFC13=100 nFR1=470 OhmsD2=1N4148D3=1N4007T2=2A250 (ver notas)S1=Llave interruptora simple (no se provee)RL1=Relé para circuito impreso tipo IZUMI

(2 inversores, 12V)2 conectores coaxiles tipo SO 239 o 2

conectores tipo BNC hembra a panel (no seproveen).

Modelo Nº: 160Libro 12 - Experiencia 1 - Página 1/8

MANUAL TECNICO

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El amplificador: utiliza un transistor para RF de potencia, en configuraciónclase C con polarización cero de base.Este modo de operación tiene las ventajasde un alto rendimiento de colector a máxima potencia de salida y ningún consumode corriente cuando no hay excitación en la base.

Este amplificador está diseñado para 13,8 Vcc de alimentación, para permitir suuso tanto en base como en móvil.

Los circuitos de entrada y salida están diseñados para adaptar la impedancia deltransistor a los 50 Ohms del equipo excitador y de salida para un sistema deantenamiento normal. Como las impedancias de entrada y salida de estos transistoresde RF son extremadamente bajas (del orden de 1 a 50 Ohms), las redes adaptadorasson distintas a las utilizadas en audiofrecuencia.

Las redes adaptadoras utilizadas por este amplificador fueron optimizadas paraadaptar estas bajas impedancias y logran un alto rendimiento con una excelenteperformance.

La elaborada red de desacople (compuesta por C5 a C11 y CHRF 1-2) usada enla alimentación de colector, se utiliza con el propósito de darle estabilidad alamplificador en una amplia variedad de cargas y condiciones de sintonía.L2, C3 yC4 componen el adaptador de impedancia de salida de 50 ohms.

El COR (relé activado por portadora): toma a través de C12 una pequeñamuestra de esa señal de entrada, la rectifica por medio de D2 y el capacitor C13 lafiltra. Esta señal se inyecta directamente a la base de T2, (hasta este momento alcorte). Al recibir excitación el transistor pasa a conducir, haciendo circular corrientepor la bobina del relé, intercalando el amplificador entre el equipo excitador y laantena.

NOTAS

- En caso de no conseguirse capacitores de mica-plata deben utilizarsecapacitores cerámicos de muy buena calidad.

- En caso de no conseguirse el transistor 2A250, este puede reemplazarse porun MPSA13, el cuál se conecta 180 grados respecto de la serigrafía de componentes.

- Los valores de potencia que figuran en la tabla fueron determinadosexperimentalmente. En caso de variar la potencia de entrada la potencia de salidavariará según la fórmula:

Po=Pi * Ps / PePe-Ps: potencias de entrada y salida que figuran en la tabla.Pi: potencia a ingresar

Modelo Nº: 160Libro 12 - Experiencia 1 - Página 2/8

MANUAL TECNICO

Debe tenerse en cuenta que la potencia de entrada no debe superar los valoresmáximos que figuran en la tabla, ya que este es el valor máximo absoluto quesoporta la juntura base-emisor del transistor.

Para más datos, sobre los transistores a utilizar (curvas, características de tensióny corriente, ganancia en potencia, etc.) consultar el manual de transistores de RFde MOTOROLA.

- En caso de que los trimers incluidos en el KIT sean código 463 (estos capacitoresson de la capacidad correcta, aunque al resistir mayor potencia su tamaño es mayor),no será posible colocar C3 y C4 en los lugares indicados en la serigrafía. Parasolucionar este inconveniente , bastará colocar C4 en el lugar correspondiente,mientras que C3 irá entre el extremo de L2 y masa, pero orientado en forma contrariaa lo que indica la leyenda de componentes. Este cambio en la posición de C3 noafecta el normal funcionamiento del circuito.

NOTAS DE MONTAJE

- Todos los componentes se ,soldarán sobre el lado dibujado del cobre.- En los 4 agujeros se soldarán puentes para unir ambas caras del cobre.- El transistor se soldará a la plaqueta lo más cerca de la cápsula como sea

posible (sin exceder la máxima temperatura de soldadura), ya que de una buenasoldadura en los emisores (mínima resistencia en serie) depende lograr la máximapotencia de salida.

- Los componentes de la plaqueta se soldarán con los terminales lo más cortosposible, para obtener una buena estabilidad en el amplificador.

- Todas las conexiones entre el amplifiacdor , el COR y los conectores de entraday de salida deben hacerse con cable coaxil de buena calidad tipo RG-58 o equivalentey la menor longitud posible.

- El cable de masa se soldará directamente sobre el emisor del transistor. Ambascaras del circuito impreso deben tener una buena conexión a masa.

- Entre el transistor y el disipador se pondrá abundante grasa siliconada, teniendola precaución de ajustar los tornillos (que unen al transistor con el disipador), losuficiente y no más, ya que si se excede el torque máximo del transistor, este sepodría romper.

- Verificar las conexiones del transistor y la polaridad de los capacitores antes deconectar la alimentación por primera vez.

- Los cables de alimenatción deben tener un diámetro mínimo de 2 mm y lalongitud más corta posible, ya que las caídas de tensión sobre el cable provocanuna pérdida de la potencia de salida.

Modelo Nº: 160Libro 12 - Experiencia 1 - Página 3/8

MANUAL TECNICO

- La tensión de alimentación es de 13,8 Vcc +/- 10% siendo la máxima tensiónpermitida 16 Vcc. El cable de alimentación positivo se soldará en la pantalla al ladodel capacitor C5.

- La corriente máxima del fusible se elegirá un 20% más de la corriente nominalque consume el amplificador.

- Las espiras del CHRF1 no deben tocarse entre sí; de ser posible la separaciónentre espira y espira debe ser de 1 mm.

- La plaqueta del COR se soldará en el lugar marcado sobre la plaqueta delamplificador, a 90 grados con respecto a ésta, y con los componentes hacia el ladodel transistor de potencia. En caso de utilizarse la plaqueta en frecuencias de FM(88-108 Mhz) la plaqueta COR no se utiliza.

- El tamaño del disipador debe elegirse en base a la potencia disipada por eltransistor, que en todos los casos es aproximadamente igual a la potencia de salidadel amplificador.

AJUSTE

El mejor ajuste se logra con instrumental a saber; amperímetro de CC alcance10 AMP, carga fantasma para VHF (potencia de disipación 50 W y watímetro omedidor de potencia, absoluta o relativa, alcance de 50 W.

Conectar todo el sistema como indica la figura 1, la primer comprobación esverificar que el amplificador no tenga ningún consumo de corriente cuando no seaplica excitación (en caso de que esto ocurra verificar que el amplificador no tenganingún consumo de desacople). Aplicar ahora excitación y ajustar los trimers C3 yC4 para lograr la máxima lectura en el medidor de potencia (o watímetro). En casode ser necesario, retocar C1 y C2 para lograr la máxima potencia de salida.

Verificar que la potencia de entrada y corriente de colector no superen losregímenes máximos de cada transistor.

En caso de que la potencia disipada por T1 exceda los regímenes máximos queda el fabricante, reducir la excitación aplicada al amplificador (nunca se debensacar de sintonía a las etapas).

AMPLIFICADORPOTENCIA

MEDIDORPOTENCIA

CARGAFANTASMA

EQUIPOEXCITADOR

A

+

Modelo Nº: 160Libro 12 - Experiencia 1 - Página 4/8

MANUAL TECNICO

NOTA DE AJUSTE

- En caso de que C2 quede totalmente cerrado, agregar entre la base de T1 ymasa un capacitor de 100 pF (si es posible tipo multicapa) y repetir el juste. Hacerlo mismo, pero colocando el capacitor entre colector de T1 y masa en el caso deque C3 quede totalmente cerrado.

- El COR no requiere ningún ajuste.

DIAGRAMA DE CONEXIONES

En caso de utilizar la plaqueta como lineal de FM (88-108Mhz) no se debe utilizarla plaqueta COR.La señal ingresa por A y sale por B

En este caso la señal del excitador se ingresa por el punto A de la placa (utilizandocable de 50 Ohms) y conectando la salida al punto B (también utilizando cable de50 Ohms).

PLAQUETA COR

PLAQUETA AMPLIFICADORAexcitador

antena

Modelo Nº: 160Libro 12 - Experiencia 1 - Página 5/8

MANUAL TECNICOModelo Nº: 160

Libro 12 - Experiencia 1 - Página 6/8

MANUAL TECNICO

Esta antena, original en suforma, se trata de un dipoloplegado, de una longitudigual a L/2, atacado en suextremo por un transfor-mador de cuarto de ondade adaptación. Lascaracterísticas principalesson las de presentar unaganancia espectacular, dela que no se ven lasrazones a priori, que deradiar con un ángulo departida muy bajo sobre elhorizonte. Se observará,además, que la antena noes tributaria de un plano desuelo y puede, por ello, sermontada en lo alto de unmástil o de un poste.La antena está realizada,con las cotas de la figura1, de tubo de aluminio de10 mm de diámetro. Elcable de alimentación esde cualquier longitud y sefija a 102 mm de la base

con el de 50 ohms o a 120mm con el de 75 ohms. Laseparación entre los dosramales es bastanteindiferente; nosotros lahemos fijado en 60 mm deeje a eje. La puesta apunto consiste esen-cialmente en el ajuste delos puntos de unión delcable para obtener unaproporción de ondasestacionarias lo másreducida posible, es decir,próxima a la unidad.La fórmula para calcularesta antena es:

Para la 1/2 onda y para el1/4 de onda restante sedivide el resultado anteriorpor 2.

Donde 142.5 es unaconstante que está dada

por la velocidad depropagación de la onda en eltiempo para las señales deVHF y UHF.

Ejemplo: Para hacer unaantena de 3/4 de onda en96.3 MHz tenemos quehacer:

El largo total será de 2,2metros, en el transfor-madorde 1/4 de onda se atacará aaproxima-damente 10 cm dela base con el cable coaxil(en el caso de utilizar 50 Ωde Z); luego desplazandohacia arriba y abajo de apoco (pasos de 0,5 cm) seajustará el R.O.E. hasta queno supere los 1.3.Aplicando estas mismasfórmulas podremos,también, construir estaantena con otro tipo de

142 5.

Frec = 1/ 2 (metros)

1/ 4 = 1/ 2

2 = (metros)

1/ 2 = 142.5

96.3 = 1,47 metros

1 / 4 = 1.47

2 = 0,73 metros

CONSTRUCCION DE UNAANTENA DE 3/4 DE ONDA

"SLIM - JIM"

Modelo Nº: 160Libro 12 - Experiencia 1 - Página 7/8

MANUAL TECNICO

material. Como es unacinta plana de 300 Ω de Z,utilizada comunmente enT.V., debido a que estaantena es banda ancha +/-2 Mhz no hay problemaspara adaptar laimpedancia, utilizando susdos conductoresconcentricos, soldados enlos extremos superior einferior y respetando lasmedidas y el corte de 2,5cm del gama; lograremosuna excelente antenaexperimental para utilizarcon una potencia dehasta 20 Watts. Paradarle rigidez al conjunto

conviene introducir elcable estirado dentro deun caño tipo P.V.C. de unlargo de 15 cm superior alde la antena para hacer elsoporte, ya que al largo dela antena no se puedeponer junto una superficiemetalica ya que estadesadaptaría la impe-

dancia.Esta antena tiene un óvulode irradiación como semuestra en la figura 3.Tomando como referencia latorre para darle ladirectividad; la separaciónentre el dipolo y la torre debeser un número impar mayora 1/4 de onda, esto es así

para evitar que el soporteentre en resonancia con laantena.La ganancia de esta antenaes de 3dB, el conjuntohecho con aluminio soportauna potencia de hasta 200Watts.

Modelo Nº: 160Libro 12 - Experiencia 1 - Página 8/8