Circuits d'amplificateur et de convertisseur RF pour radio amateur

Dans cet article, nous discuterons de quelques conceptions de circuits de convertisseurs et de préamplificateurs RF haute fréquence qui peuvent être utilisés pour amplifier ou améliorer la réception d'un récepteur RF existant.

Tous les circuits amplificateurs RF fournis ci-dessous sont destinés à être placés à proximité d'un récepteur radio amateur existant ou d'un ensemble radio correspondant afin de rendre la réception plus forte et plus forte.

Convertisseur 144 MHz

Dans la plupart des récepteurs ham de bande de 2 mètres, la réception des signaux RF est généralement mise en œuvre par l'intermédiaire d'un convertisseur et d'un récepteur à ondes courtes, idéalement adapté au type de communication.

Un convertisseur de ce type est généralement livré avec son amplificateur RF personnel, ainsi qu'un oscillateur commandé par cristal de fréquence assez basse, accompagné de multiplicateurs de fréquence.

Cela permet une sensibilité substantielle et une excellente stabilité de fréquence, bien que ce soit un produit quelque peu complexe et coûteux. Compte tenu du fait qu'à cette fréquence, l'amplificateur RF peut ne pas ajouter beaucoup de gain et que les oscillateurs VHF accordables sont largement utilisés dans de nombreux récepteurs VHF domestiques, un circuit beaucoup plus simple illustré ci-dessous peut en fait être très pratique.

L1 est à peu près accordé sur la bande de fréquence souhaitée via T1, pour permettre à l'entrée de signal d'atteindre la porte 1 du FET TR1.

TR2 fonctionne comme l'oscillateur local, et la fréquence de fonctionnement dans cette conception est fixée par l'inducteur L2 et le trimmer T2. La fonction oscillateur est implémentée via C3 sur la porte 2 du FET TR1.

La fréquence de sortie du drain TR1 qui forme l'étage mélangeur provoque la différence entre les fréquences de G1 et G2. Par conséquent, lorsque le signal à G1 est de 144 MHz et que TR2 est réglé pour osciller à une fréquence de 116 MHz, la sortie est réglée à 144 MHz - 116 MHz = 28 MHz.

De la même façon, lorsque l'oscillateur est fixé à 116 MHz, fournir une entrée à 146 MHz à la porte G1 fournit une sortie de 30 MHz. Par conséquent, 144-146 MHz pourraient être couverts en ajustant le récepteur de 28 MHz à 30 MHz. L3 est approximativement ajusté à cette bande et L4 connecte le signal au récepteur à ondes courtes.

L'oscillateur peut fondamentalement être ajusté sur ou sous la fréquence du circuit d'antenne du convertisseur, car c'est la différence du convertisseur entre les fréquences d'entrée de signal et d'oscillateur qui décide de la fréquence de sortie du convertisseur. Il est en outre possible de sélectionner d'autres bandes de transmission et fréquences de sortie, si les bobines L1, L2 et L3 sont personnalisées de manière appropriée.

Comment enrouler les bobines

L1 et L2 sont identiques avec leurs spécifications d'enroulement, sauf que L1 consiste en un tapotement sur un tour à partir de son extrémité mise à la terre. Les deux bobines sont construites en utilisant cinq tours de fil 18 swg, autoportant, accomplis en fabriquant les bobines sur un formeur de 7 mm de diamètre. La distance entre les spires est ajustée de telle sorte que les spires de la longueur totale des cols mesurent ½ po ou environ 12 mm de long.

L3 est enroulé à l'aide de quinze tours de fil de cuivre émaillé 26 swg sur un gabarit de 7 mm équipé d'un noyau réglable.

L4 se compose de quatre tours, enroulés sur la bobine L3 à proximité de l'extrémité mise à la terre (ligne positive) de L3.

Préamplificateur 144 MHz

Ce préamplificateur 144 MHz peut être appliqué à n'importe quel Gadget récepteur de 2 mètres , ou utilisé juste avant le convertisseur d'étage 144 MHz expliqué ci-dessus.

TR1 peut être n'importe quel FET RF à double porte.

L'entrée d'antenne est appliquée à une prise intermédiaire sur l'inducteur L1, qui peut généralement se faire via une alimentation coaxiale. Dans quelques conditions, une petite antenne droite ou un cordon pourrait être utilisé pour obtenir une puissance de signal suffisante. Une antenne surélevée peut normalement améliorer la portée de réception.

Cependant, une première tentative pourrait être de stat avec une conception d'antenne dipôle simple. Il s'agit souvent d'un fil rigide, qui pourrait mesurer environ 38½ pouces de long dans l'ensemble, le câble de connexion descendant par le milieu.

Ce type d'antenne peut avoir une directivité plus faible et n'a donc pas besoin d'être ajusté et pourrait être élevé au-dessus d'un poteau ou d'un mât léger.

Pour recevoir un signal 144-146 MHz, L1 est ajusté en permanence à environ 145 MHz au moyen de T1. L'entrée est appliquée à la porte 1, via une deuxième prise, et R3 utilisant le condensateur de dérivation C2 délivre une polarisation à la borne source.

La porte 2 est commandée avec une tension constante extraite à travers le diviseur R1 / R2. La sortie de vidange TR1 est reliée à la prise L2, réglée par le trimmer T2.

Pour obtenir une gamme étroite de fréquences comme la bande amateur de 2 m, l'accord réglable ne peut pas être validé, d'autant plus que L1 et L2 ne s'accordent jamais finement.
L3 se connecte à tout gadget de 2 m souhaité, qui peut être typiquement un convertisseur fonctionnant dans un récepteur à basse fréquence.

Bobinage d'inducteur

L1 utilise un 18 swg ou un fil ferme similaire, en cuivre émaillé ou étamé, et est enroulé avec cinq tours puis taraudé à un tour de l'extrémité supérieure, pour se connecter à G1, et quelques enroulements de l'extrémité côté terre pour la connexion antenne. La bobine L1 peut avoir un diamètre de 5 / 16ème de pouce avec des spires espacées de telle sorte que la bobine a une longueur de ½ pouce.

L2 est construit de la même manière avec 5 tours, cependant il aura une longueur de ¾in et comprendra un robinet central pour alimenter le drain FET.

L3 est constitué d'un tour individuel de fil isolé, enroulé autour de l'extrémité inférieure de L2. Lors du développement d'unités VHF de ce type, une conception facilitant les connexions de retour de radiofréquence courte et de dérivation sera nécessaire, et la figure ci-dessous présente une disposition réelle pour le schéma ci-dessus.

Amplificateur FM

Pour capturer les fréquences radio FM longue distance, ou peut-être dans les régions où le signal est faible, la puissance de réception FM VHF pourrait être améliorée grâce à un amplificateur ou un préamplificateur. Les circuits destinés à ces 70 MHz ou 144 MHz pourraient être conçus pour satisfaire à cette exigence.

Pour toute réception large bande, par exemple autour de 88-108 MHz, les performances chutent beaucoup à des fréquences éloignées desquelles l'amplificateur est accordé.

Le circuit expliqué ci-dessous présente un accord réglable pour la bobine de drain, et afin de minimiser les effets indésirables, le circuit d'antenne le moins important, qui s'accorde en fait de manière plate, est à large bande.

Comment enrouler les bobines

La bobine L2 possède 4 tours de fil 18swg sur un noyau VHF en fer en poudre, d'environ 7 mm de diamètre.

L1 est enroulé sur un enroulement L2 avec trois spires qui a également 18swg d'épaisseur.

L3 peut simplement être une bobine à air, avec 4 tours de fil 18swg, construite sur un ancien noyau à air de 8 mm de diamètre. Ses spires doivent être éloignées les unes des autres d'une distance égale à l'épaisseur du fil.

Le robinet de bobine sur le drain FET est à trois tours de l'extrémité mise à la terre de la bobine.

L4 est un tour enroulé sur L3 à l'extrémité mise à la terre de L3.

C4 pourrait être remplacé par une tondeuse, pour permettre beaucoup plus de manipulation pour les gammes.

Les valeurs sont sélectionnées pour correspondre à un BFW10 FET, l'amplificateur VHF large bande à faible bruit de l'industrie. D'autres transistors VHF peuvent également bien fonctionner.

Comment régler

Le câble d'alimentation d'antenne est connecté à la prise associée à L1, et une alimentation courte à travers L4 est raccordée à la prise d'antenne du récepteur.

Dans le cas où le récepteur a une antenne télescopique, les connexions doivent être couplées de manière lâche avec la bobine L4.

Lors de la mise en œuvre d'amplificateurs VHF, on peut voir que le processus de réglage est assez plat, en particulier lorsque les circuits sont intensément chargés, tout comme l'inductance aérienne. Même dans de telles conditions, un pic étendu offrant une réception optimale peut être attendu de ce circuit amplificateur FM.

On observera également que le gain offert par ces types d'amplificateurs n'est pas aussi bon qu'avec des amplificateurs RF de plus basse fréquence, qui ont tendance à baisser à mesure que la fréquence augmente.

Le problème est dû aux pertes dans le circuit, ainsi qu'aux restrictions dans les transistors seuls. Les condensateurs doivent être tubulaires et en céramique à disque, ou d'autres types adaptés à la VHF.

Stade RF 70 MHz

Ce circuit RF est principalement conçu pour fonctionner avec une transmission en bande amateur de 4 mètres. Il possède un FET de porte mis à la terre. Ce type d'étage de porte mis à la terre est très stable et ne nécessite pas beaucoup de soin pour éviter les oscillations, en dehors de celui fourni par une disposition telle que décrite dans le premier concept RF.

Le gain de cette conception est inférieur à celui d'une conception de type d'étage source mis à la terre. Le réglage de l'inductance L2 est assez plat. R1, avec le condensateur de dérivation C1, est positionné pour polariser la borne de source du FET et doit être prélevé sur le L2 car l'entrée TR1 offre une impédance assez faible dans ce circuit RF.

Vous pouvez obtenir une amélioration mineure des résultats en appuyant sur le drain FET via L3.

L2 et L3 sont ajustés par leurs vis respectives, qui sont à noyau d'air. L'accord est optimisé en ajustant les cœurs associés à L2 et L3.

Cela dit, des cœurs permanents conçus pour s'adapter aux convertisseurs RF 70 MHz peuvent également être utilisés, puis C2 et C3 pourraient être configurés en conséquence.

Détails de l'inducteur

L2 et L3 sont construits avec 10 tours chacun utilisant un fil de cuivre émaillé de 26 swg sur un profilé fourré de 3 / 16ème de diamètre (ou de 4 mm à 5 mm).

L1 est enroulé sur L2 sur l'extrémité mise à la terre de L2, fermement enroulé autour de L2.

L1 est construit avec 3 tours.

L4 est enroulé avec quelques tours, de la même manière couplé à L3.

TR1 peut être un transistor de type VHF ayant une limite de fréquence supérieure d'au moins 200 MHz. Les BF244, MPF102 et des formes comparables pourraient être essayées. Pour obtenir des performances optimales, vous pouvez essayer de modifier R1 et le tap over L2, qui ne sont pas très importants.

Ce circuit RF est conçu de manière pratique pour les réceptions 144 MHz. Des serpentins autoportants à noyau d'air, utilisant des coupe-bordures parallèles de 10 pF, pourraient être installés ultérieurement. L1 / L2 pourrait être de cinq tours au total, enroulé avec du fil 20swg et un diamètre externe de 8 mm. L'espace entre les spires doit être réglé de manière à ce que la bobine mesure 10 mm de long.

Une prise dérivée pour la connexion aérienne doit être à 1,5 tour de l'extrémité supérieure de L1, et la prise source via C1, R1 peut être extraite de deux tours de l'extrémité mise à la terre de L2. L3 est implémenté en appliquant des proportions similaires.

La borne de drain FET peut maintenant être taraudée avec L3, à 3 tours de l'extrémité C4 de cet enroulement. L4 peut être un fil de cuivre isolé d'un tour, étroitement enroulé sur L3.

Comme indiqué précédemment, on ne peut pas s'attendre à ce que l'étage de grille mise à la terre augmente la force du signal à un niveau qui est généralement accompli par des circuits comme décrit dans le premier concept.

Amplificateur de signal radio AM

Ce simple amplificateur AM peut être utilisé pour augmenter la portée ou le volume d'un récepteur portable domestique en maintenant le circuit près de l'unité de réception MW souhaitée. En utilisant une antenne déployée, le circuit fonctionne maintenant avec n'importe quel petit récepteur portable ou similaire à transistor offrant une excellente réception de signaux qui autrement pourraient être simplement inaccessibles.

L'amplificateur peut ne pas être aussi utile pour les stations voisines ou la réception des canaux locaux, ce qui n'a pas vraiment d'importance puisque cet amplificateur MW n'est de toute façon pas censé être installé en permanence avec le récepteur radio.

La plage d'amplification de ce circuit est d'environ 1,6 MHz à 550 kHz,
qui pourrait être ajusté pour correspondre à la bande du récepteur AM, simplement en modifiant la position du noyau de la bobine.

Comment faire la bobine de réglage d'antenne

Les bobines sont construites sur un gabarit en plastique de 3/8 de diamètre avec un filetage interne pour une vis de fer appropriée, de sorte qu'il peut être tourné vers le haut / bas avec un tournevis pour régler l'inductance.

L'enroulement de couplage d'entrée côté antenne est constitué de 11 tours de fil, enroulés au-dessus de l'enroulement principal.

L'enroulement principal connecté à travers la porte VC1 et FET, est réalisé en utilisant 30 tours.

Les deux fils doivent avoir une épaisseur de 32 SWG.

L1 est construit en utilisant 15 tours de fil isolé, sur un diamètre de noyau d'air de 1 pouce.

Comment régler le AM ​​Booster

Positionnez L1 à proximité de l'antenne de toute bobine à ondes moyennes, à l'extérieur du récepteur. Réglez la radio sur une bande ou une station faible. Ajustez maintenant le trimmer VC1 du circuit booster pour obtenir le volume le plus optimal de la radio. Pointez et ajustez simultanément L1 près de la radio pour obtenir le couplage le plus efficace.

Il sera essentiel d'ajuster le VC1 avec le réglage du récepteur, afin que l'échelle du VC1 puisse être calibrée en fonction du cadran de la radio.

Amplificateur RF de 10 mètres

La conception de l'amplificateur RF de 10 mètres est plutôt simple. Le réseau de filtre fixe placé en sortie permet d'éliminer le bruit d'environ 55 dB.

Lorsque les bobines sont construites selon les spécifications données dans la liste des pièces, le filtre ne nécessitera pas de réglages ou d'ajustements.

Bien sûr, des mains expérimentées peuvent vouloir jouer avec les données de la bobine, pas de problème puisque l'amplificateur RF suggéré est hautement adaptable pour le permettre. L'amplificateur convient pour la majorité de la transmission, principalement car le courant de drain FET est réglable via le préréglage P1.

En ce qui concerne les applications linéaires (AM et SSBI, le drain doit être fixé à 20 mA. S'il est prévu pour FM et CW, P1 doit être modifié pour s'assurer qu'aucune groseille au repos ne passe à travers le FET). Si vous souhaitez appliquer pour l'objectif initial, le courant de repos doit être réglé entre 200 mA et 300 mA.

Le circuit imprimé prêt à l'emploi illustré ci-dessous garantit un développement rapide et précis.

Les bobines doivent être enroulées sur des formateurs de bobines aériennes de 9 mm de diamètre. Veillez toujours à ce que les enroulements soient étroitement enroulés sans aucun espace. Assurez-vous d'appliquer un dissipateur de chaleur pour le FET