เครื่องขยายสัญญาณ RF และวงจรแปลงสำหรับวิทยุแฮม

ในโพสต์นี้เราจะพูดถึงตัวแปลง RF ความถี่สูงและการออกแบบวงจรปรีแอมพลิฟายเออร์ซึ่งสามารถใช้สำหรับขยายหรือเพิ่มการรับสัญญาณ RF ที่มีอยู่

วงจรแอมพลิฟายเออร์ RF ทั้งหมดที่ให้ไว้ด้านล่างมีจุดมุ่งหมายเพื่อวางไว้ใกล้กับเครื่องรับวิทยุสมัครเล่นที่มีอยู่หรือชุด rado ที่ตรงกันเพื่อให้การรับสัญญาณแรงขึ้นและดังขึ้น

ตัวแปลง 144 MHz

ในเครื่องรับแฮมแบนด์ 2 เมตรส่วนใหญ่การรับสัญญาณ RF โดยทั่วไปจะดำเนินการผ่านตัวแปลงและตัวรับคลื่นสั้นซึ่งเหมาะอย่างยิ่งกับประเภทการสื่อสาร

ตัวแปลงประเภทนี้มักจะมาพร้อมกับแอมพลิฟายเออร์ RF ส่วนตัวพร้อมด้วยออสซิลเลเตอร์ที่ควบคุมด้วยคริสตัลความถี่ต่ำพร้อมด้วยตัวคูณความถี่

สิ่งนี้ทำให้เกิดความไวอย่างมากและความเสถียรของความถี่ที่ยอดเยี่ยมแม้ว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ที่ค่อนข้างซับซ้อนและมีราคาแพง เมื่อพิจารณาถึงความจริงที่ว่าในความถี่นี้แอมพลิฟายเออร์ RF อาจไม่เพิ่มผลกำไรมากนักและออสซิลเลเตอร์ VHF ที่ปรับได้นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องรับ VHF ในครัวเรือนจำนวนมากวงจรที่ง่ายกว่าที่แสดงด้านล่างนี้มีประโยชน์มาก

L1 ได้รับการปรับให้เข้ากับย่านความถี่ที่ต้องการโดยประมาณผ่าน T1 เพื่อเปิดใช้งานสัญญาณเข้าเพื่อไปยังประตู 1 ของ FET TR1

TR2 ทำงานเหมือนออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่นและความถี่ในการทำงานในการออกแบบนี้ได้รับการแก้ไขผ่านตัวเหนี่ยวนำ L2 และทริมเมอร์ T2 ฟังก์ชั่นออสซิลเลเตอร์ใช้งานผ่าน C3 ที่ประตู 2 ของ FET TR1

ความถี่เอาต์พุตจากท่อระบายน้ำ TR1 ซึ่งเป็นขั้นตอนการผสมทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างความถี่ของ G1 และ G2 ดังนั้นเมื่อสัญญาณที่ G1 คือ 144 MHz และ TR2 ถูกปรับให้สั่นที่ความถี่ 116 MHz เอาต์พุตจะถูกกำหนดไว้ที่ 144 MHz - 116 MHz = 28 MHz

ในทำนองเดียวกันเมื่อออสซิลเลเตอร์ได้รับการแก้ไขที่ 116 MHz การจัดหาอินพุตที่มี 146 MHz ไปยังเกต G1 จะให้เอาต์พุต 30 MHz ดังนั้น 144- 146 MHz สามารถครอบคลุมได้โดยการปรับตัวรับจาก 28 MHz เป็น 30 MHz L3 ถูกปรับให้เป็นแบนด์นี้โดยประมาณและ L4 จะเชื่อมต่อสัญญาณกับเครื่องรับคลื่นสั้น

โดยทั่วไปออสซิลเลเตอร์อาจถูกปรับให้สูงหรือต่ำกว่าความถี่วงจรเสาอากาศของตัวแปลงเนื่องจากเป็นความแตกต่างของตัวแปลงระหว่างอินพุตสัญญาณและความถี่ของออสซิลเลเตอร์ที่กำหนดความถี่เอาต์พุตของตัวแปลง นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ที่จะเลือกแถบการส่งและความถี่เอาต์พุตอื่น ๆ หากขดลวด L1, L2 และ L3 ได้รับการปรับแต่งอย่างเหมาะสม

วิธีการหมุนขดลวด

L1 และ L2 จะเหมือนกันกับสเปคการไขลานยกเว้นว่า L1 ประกอบด้วยการแตะที่หนึ่งครั้งจากปลายสายดิน ขดลวดทั้งสองถูกสร้างขึ้นโดยใช้ลวด 18 swg ห้ารอบซึ่งรองรับตัวเองทำได้โดยการทำให้ขดลวดมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 มม. ระยะห่างระหว่างรอบจะถูกปรับเพื่อให้ความยาวรวมของ cols เป็น½inหรือยาวประมาณ 12 มม.

L3 พันโดยใช้ลวดทองแดงเคลือบ 26 swg สิบห้ารอบในอดีต 7 มม. ที่ติดตั้งแกนปรับได้

L4 ประกอบด้วยสี่รอบพันทับขดลวด L3 ใกล้กับปลายสายดิน (สายบวก) ของ L3

ปรีแอมป์ 144 MHz

พรีแอมพลิไฟเออร์ 144 MHz นี้สามารถใช้กับ อุปกรณ์รับสัญญาณ 2 เมตร หรือใช้ก่อนตัวแปลงสเตจ 144 MHz ที่อธิบายไว้ข้างต้น

TR1 สามารถเป็น RF ประตูคู่ FET ใดก็ได้

อินพุตทางอากาศถูกนำไปใช้กับการแตะระดับกลางบนตัวเหนี่ยวนำ L1 ซึ่งโดยปกติแล้วสามารถผ่านตัวป้อนแกนร่วม ในบางสภาวะอาจใช้เสาอากาศหรือสายไฟขนาดเล็กเพื่อรับพลังงานสัญญาณที่เพียงพอ โดยปกติเสาอากาศที่ยกขึ้นอาจช่วยปรับปรุงช่วงการรับสัญญาณได้

อย่างไรก็ตามความพยายามครั้งแรกอาจเป็นไปได้ด้วยการออกแบบเสาอากาศไดโพลแบบธรรมดา มักจะเป็นลวดแข็งซึ่งอาจมีความยาวโดยรวมประมาณ38½inโดยที่สายเชื่อมต่อจะไต่ลงมาตรงกลาง

เสาอากาศชนิดนี้อาจมีความสามารถในการควบคุมทิศทางที่ต่ำกว่าดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องปรับและสามารถยกขึ้นเหนือเสาหรือเสาที่มีน้ำหนักเบาได้

สำหรับการรับสัญญาณ 144-146 MHz L1 จะถูกปรับอย่างถาวรเป็นประมาณ 145 MHz โดยใช้ T1 อินพุตถูกนำไปใช้กับประตู 1 ผ่านการแตะครั้งที่ 2 และ R3 โดยใช้ตัวเก็บประจุแบบบายพาส C2 ส่งการให้น้ำหนักไปยังเทอร์มินัลต้นทาง

ประตู 2 ถูกควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่สกัดผ่านตัวแบ่ง R1 / R2 เอาต์พุตท่อระบายน้ำ TR1 ติดอยู่กับการแตะ L2 ซึ่งปรับแต่งโดยทริมเมอร์ T2

เพื่อให้ได้ช่วงความถี่ที่แคบเช่นแถบมือสมัครเล่น 2 ม. การปรับจูนแบบปรับได้ไม่สามารถตรวจสอบได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจาก L1 และ L2 ไม่เคยปรับแต่งอย่างละเอียด
L3 เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ขนาด 2 ม. ที่ต้องการซึ่งโดยทั่วไปอาจเป็นตัวแปลงที่ทำงานเป็นตัวรับความถี่ต่ำ

ตัวเหนี่ยวนำที่คดเคี้ยว

L1 ใช้ลวดแข็ง 18 swg หรือที่คล้ายกันทองแดงเคลือบหรือกระป๋องและพันห้ารอบจากนั้นเคาะที่หนึ่งเทิร์นจากปลายด้านบนเพื่อเชื่อมต่อกับ G1 และขดลวดสองสามเส้นจากปลายด้านกราวด์เพื่อเชื่อมต่อกับ เสาอากาศ. ขดลวด L1 อาจมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5/16 โดยเว้นระยะห่างในลักษณะที่ขดลวดยาว

L2 ถูกสร้างขึ้นในลักษณะที่เหมือนกันโดยมี 5 เทิร์นอย่างไรก็ตามจะมีความยาวและรวมถึงการแตะตรงกลางสำหรับการระบาย FET

L3 ประกอบด้วยลวดฉนวนแต่ละเส้นพันรอบปลายด้านล่างของ L2 ในขณะที่พัฒนาหน่วย VHF ประเภทนี้การออกแบบที่ช่วยให้ความถี่วิทยุสั้น ๆ และการเชื่อมต่อแบบบายพาสกลับเป็นสิ่งที่จำเป็นและรูปด้านล่างแสดงเค้าโครงจริงสำหรับแผนผังข้างต้น

FM Booster

สำหรับการจับความถี่วิทยุ FM ทางไกลหรือบางทีในบริเวณที่มีความแรงของสัญญาณอ่อนกำลังรับ VHF FM สามารถเพิ่มได้ผ่านบูสเตอร์หรือพรีแอมพลิไฟเออร์ วงจรสำหรับ 70 MHz หรือ 144 MHz เหล่านี้สามารถออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการนี้

สำหรับการรับย่านความถี่กว้างใด ๆ เช่นประมาณ 88-108 MHz ประสิทธิภาพจะลดลงอย่างมากที่ความถี่ห่างที่เครื่องขยายเสียงถูกปรับแต่ง

วงจรในคำอธิบายด้านล่างมีการปรับจูนคอยล์ท่อระบายน้ำและเพื่อลดเอฟเฟกต์ที่ไม่ต้องการวงจรเสาอากาศที่มีนัยสำคัญน้อยกว่าซึ่งปรับได้ตามความเป็นจริงจะมีแถบกว้าง

วิธีการหมุนขดลวด

คอยล์ L2 มีลวด 18swg 4 รอบเหนือแกน VHF ที่เป็นผงเหล็กเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 7 มม.

L1 ถูกพันทับ L2 ที่คดเคี้ยวด้วยการหมุนสามรอบซึ่งมีความหนา 18swg เช่นเดียวกัน

L3 สามารถเป็นขดลวด cored อากาศโดยมีลวด 18swg 4 รอบซึ่งสร้างขึ้นจากเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม. การเลี้ยวควรอยู่ห่างจากกันโดยระยะทางเท่ากับความหนาของเส้นลวด

การแตะขดลวดบนท่อระบายน้ำ FET คือสามรอบจากปลายสายดินของขดลวด

L4 คือหนึ่งเทิร์นแผลเหนือ L3 ที่ปลายสายดินของ L3

C4 สามารถแทนที่ด้วยทริมเมอร์เพื่อให้สามารถปรับแต่งช่วงได้มากขึ้น

ค่าต่างๆถูกเลือกเพื่อให้เข้ากับ BFW10 FET, เครื่องขยายเสียง VHF ย่านความถี่ต่ำของอุตสาหกรรม ทรานซิสเตอร์ VHF อื่น ๆ อาจทำงานได้ดีเช่นกัน

วิธีการปรับแต่ง

สายป้อนอากาศเชื่อมต่อกับซ็อกเก็ตที่เกี่ยวข้องกับ L1 และตัวป้อนแบบสั้นผ่าน L4 จะเชื่อมต่อกับเต้ารับเสาอากาศของเครื่องรับ

ในกรณีที่เครื่องรับมีเสาอากาศแบบยืดหดได้ควรเชื่อมต่อกับขดลวด L4 อย่างหลวม ๆ

ในขณะที่ใช้แอมพลิฟายเออร์ VHF อาจเห็นได้ว่ากระบวนการปรับแต่งค่อนข้างแบนโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการโหลดวงจรอย่างเข้มข้นเช่นเดียวกับตัวเหนี่ยวนำทางอากาศ แม้ในสภาวะเช่นนี้การรับสัญญาณสูงสุดที่ให้การรับสัญญาณที่ดีที่สุดนั้นสามารถคาดหวังได้จากวงจร FM Booster นี้

ในทำนองเดียวกันจะสังเกตได้ว่าอัตราขยายที่นำเสนอโดยแอมพลิฟายเออร์ประเภทนี้ไม่ดีเท่ากับแอมพลิฟายเออร์ RF ความถี่ต่ำซึ่งมีแนวโน้มที่จะลดลงเมื่อความถี่เพิ่มขึ้น

ปัญหาเกิดจากการสูญเสียภายในวงจรพร้อมกับข้อ จำกัด ในทรานซิสเตอร์ด้วยตัวมันเอง ตัวเก็บประจุต้องเป็นแบบท่อและดิสก์เซรามิกหรือชนิดอื่น ๆ ที่เหมาะสำหรับ VHF

เวที RF 70 MHz

วงจร RF นี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อทำงานร่วมกับการส่งสัญญาณแบบมือสมัครเล่น 4 เมตร มีประตู FET ที่มีสายดิน ขั้นตอนประตูที่ต่อลงดินประเภทนี้มีความเสถียรสูงและไม่ต้องการการดูแลมากนักเพื่อหลีกเลี่ยงการสั่นนอกเหนือจากการจัดวางด้วยเลย์เอาต์ตามที่อธิบายไว้ในแนวคิด RF แรก

การได้รับจากการออกแบบนี้ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการออกแบบประเภทสเตจแหล่งที่มาที่พื้น การปรับจูนตัวเหนี่ยวนำ L2 ค่อนข้างแบน R1 พร้อมกับตัวเก็บประจุแบบบายพาส C1 อยู่ในตำแหน่งสำหรับการให้น้ำหนักขั้วต้นทางของ FET และควรแตะลงจาก L2 เนื่องจากอินพุต TR1 มีอิมพีแดนซ์ค่อนข้างต่ำในวงจร RF นี้

คุณสามารถได้รับการปรับปรุงเล็กน้อยในผลลัพธ์โดยแตะที่ท่อระบายน้ำ FET ผ่าน L3

L2 และ L3 ถูกปรับโดยใช้สกรูที่เกี่ยวข้องซึ่งเป็น cored อากาศ การปรับแต่งได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยการปรับแกนที่เกี่ยวข้องกับ L2 และ L3

กล่าวได้ว่าแกนถาวรที่ออกแบบมาเพื่อให้เหมาะกับตัวแปลง RF 70 MHz สามารถใช้งานได้จากนั้นสามารถตั้งค่า C2 และ C3 ได้ตามนั้น

รายละเอียดตัวเหนี่ยวนำ

L2 และ L3 ถูกสร้างขึ้นโดยแต่ละรอบ 10 รอบโดยใช้ลวดทองแดงเคลือบ 26 swg ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3/16 (หรือ 4 มม. ถึง 5 มม.)

L1 พันทับ L2 ที่ปลายสายดินของ L2 พันรอบ L2 อย่างแน่นหนา

L1 ถูกสร้างขึ้นด้วย 3 รอบ

L4 มีบาดแผลสองสามรอบในลักษณะเดียวกันควบคู่ไปกับ L3

TR1 สามารถเป็นทรานซิสเตอร์ชนิด VHF ที่มีความถี่สูงสุดไม่น้อยกว่า 200 MHz สามารถทดลองใช้ BF244, MPF102 และรูปแบบที่เทียบเคียงได้ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดคุณอาจลองปรับเปลี่ยน R1 และแตะทับ L2 ซึ่งไม่สำคัญมากนัก

วงจร RF นี้ได้รับการออกแบบมาอย่างสะดวกโดยคำนึงถึงช่องรับ 144 MHz สามารถติดตั้งขดลวด cored อากาศที่รองรับตัวเองโดยใช้ทริมเมอร์ 10 pF แบบขนานได้ในภายหลัง L1 / L2 อาจเป็นห้ารอบโดยรวมพันด้วยลวด 20swg และเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 8 มม. ควรปรับช่องว่างระหว่างรอบในลักษณะที่ขดลวดยาว 10 มม.

การแตะที่ได้มาสำหรับการเชื่อมต่อทางอากาศควรเป็น 1.5 รอบจากปลายด้านบนของ L1 และการแตะต้นทางผ่าน C1 สามารถดึง R1 จากสองรอบจากปลายสายดินของ L2 L3 ถูกนำไปใช้โดยใช้สัดส่วนที่ใกล้เคียงกัน

ตอนนี้เทอร์มินัลท่อระบายน้ำ FET สามารถแตะด้วย L3 ได้ 3 รอบจากปลาย C4 ของขดลวดนี้ L4 อาจเป็นลวดทองแดงหุ้มฉนวนหนึ่งรอบโดยพันให้แน่นเหนือ L3

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ไม่สามารถคาดหวังว่าระยะประตูที่ต่อลงดินจะเพิ่มความแรงของสัญญาณให้อยู่ในระดับที่โดยทั่วไปทำได้ผ่านวงจรตามที่อธิบายไว้ในแนวคิด frist

AM วิทยุสัญญาณ Booster

AM Booster แบบธรรมดานี้สามารถใช้เพื่อเพิ่มช่วงหรือระดับเสียงของเครื่องรับแบบพกพาในประเทศโดยให้วงจรอยู่ใกล้กับหน่วยรับ MW ที่ต้องการ การใช้เสาอากาศที่ยื่นออกมาตอนนี้วงจรทำงานร่วมกับทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กแบบพกพาหรือตัวรับสัญญาณที่คล้ายกันซึ่งให้การรับสัญญาณที่ยอดเยี่ยมซึ่งมิฉะนั้นอาจไม่สามารถเข้าถึงได้

บูสเตอร์อาจไม่เป็นประโยชน์สำหรับสถานีใกล้เคียงหรือการรับช่องสัญญาณในพื้นที่ซึ่งไม่สำคัญเนื่องจากเมกะวัตต์นี้ไม่ควรติดตั้งถาวรกับเครื่องรับวิทยุอยู่แล้ว

ช่วงการเพิ่มของวงจรนี้อยู่ที่ประมาณ 1.6 MHz ถึง 550 kHz
ซึ่งสามารถปรับแต่งให้เข้ากับแถบรับ AM ได้เพียงแค่เปลี่ยนตำแหน่งของแกนขดลวด

วิธีสร้างคอยล์จูนเสาอากาศ

ขดลวดถูกสร้างขึ้นจากพลาสติกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3/8 เดิมพร้อมเกลียวภายในสำหรับสกรูเหล็กที่เหมาะสมเพื่อให้สามารถหมุนขึ้น / ลงด้วยไขควงเพื่อปรับค่าการเหนี่ยวนำ

ขดลวดคลัปอินพุตด้านเสาอากาศเป็น 11 รอบของลวดพันอยู่เหนือขดลวดหลัก

ขดลวดหลักที่เชื่อมต่อข้ามประตู VC1 และ FET ทำโดยใช้รอบ 30 รอบ

ทั้งสองสายควรมีความหนา 32 SWG

L1 ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ลวดหุ้มฉนวน 15 รอบโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางแกนอากาศมากกว่า 1 นิ้ว

วิธีปรับแต่ง AM Booster

ตำแหน่ง L1 ใกล้กับเสาอากาศของขดลวดคลื่นขนาดกลางใด ๆ นอกเครื่องรับ ปรับวิทยุเป็นย่านความถี่หรือสถานีที่อ่อนแอ ตอนนี้ปรับทริมเมอร์ VC1 ของวงจรบูสเตอร์เพื่อให้ได้ระดับเสียงที่เหมาะสมที่สุดจากวิทยุ ชี้และปรับ L1 ใกล้วิทยุพร้อมกันเพื่อให้ได้การเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพสูงสุด

จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องปรับ VC1 พร้อมกับการปรับจูนของเครื่องรับเพื่อให้สามารถปรับเทียบมาตราส่วนของ VC1 ให้สอดคล้องกับหน้าปัดของวิทยุได้

เครื่องขยายสัญญาณ RF 10 เมตร

การออกแบบเครื่องขยายสัญญาณ RF 10 เมตรนั้นค่อนข้างเรียบง่าย เครือข่ายตัวกรองคงที่วางอยู่ที่เอาต์พุตช่วยขจัดเสียงรบกวนประมาณ 55 dB

เมื่อสร้างขดลวดตามข้อกำหนดที่ระบุไว้ในรายการชิ้นส่วนตัวกรองจะไม่จำเป็นต้องปรับแต่งหรือปรับเปลี่ยน

แน่นอนว่ามือที่มีทักษะอาจต้องการเล่นกับข้อมูลขดลวดไม่มีปัญหาเนื่องจากแอมพลิฟายเออร์ RF ที่แนะนำนั้นสามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างมากเพื่อให้สามารถทำได้ เครื่องขยายเสียงนั้นใช้ได้สำหรับการส่งสัญญาณส่วนใหญ่เนื่องจากกระแสระบาย FET สามารถปรับได้ผ่านทาง P1 ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า

สำหรับการใช้งานเชิงเส้น (AM และ SSBI ท่อระบายน้ำต้องได้รับการแก้ไขที่ 20 mA หากมีไว้สำหรับ FM และ CW ต้องปรับ P1 เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีลูกเกดนิ่งผ่าน FET) หากคุณต้องการใช้เพื่อจุดประสงค์ดั้งเดิมกระแสไฟฟ้าที่หยุดนิ่งจะต้องตั้งค่าระหว่าง 200 mA ถึง 300 mA

แผงวงจรพิมพ์สำเร็จรูปที่แสดงด้านล่างรับประกันการพัฒนาที่รวดเร็วและแม่นยำ

ขดลวดต้องพันเข้ากับตัวสร้างขดลวดทางอากาศที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 9 มม. ระวังเสมอว่าขดลวดพันกันแน่นโดยไม่มีช่องว่าง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใช้ตัวระบายความร้อนสำหรับ FET