アマチュア無線用のRF増幅器および変換回路

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この投稿では、既存のRF受信機の受信を増幅または強化するために使用できるいくつかの高周波RFコンバーターおよびプリアンプ回路の設計について説明します。

以下に示すすべてのRF増幅器回路は、受信をより強く、より大きくするために、既存のアマチュア無線受信機または対応するラドーセットの近くに配置することを目的としています。



144MHzコンバーター

ほとんどの2メートルバンドのハム受信機では、RF信号の受信は通常、コンバーターと短波受信機を介して実装され、通信タイプに最適です。

このタイプのコンバーターには通常、パーソナルRFアンプと、周波数逓倍器を備えたかなり低周波数の水晶制御発振器が付属しています。



これにより、かなり複雑でコストのかかる製品ですが、かなりの感度と優れた周波数安定性が実現します。この周波数ではRF増幅器は大きなゲインを追加しない可能性があり、調整可能なVHF発振器は多くの家庭用VHF受信機で広く使用されているという事実を考慮すると、以下に示すはるかに単純な回路が実際に非常に便利です。

L1は、T1を介して目的の周波数帯域に大まかに調整され、信号入力がFETTR1のゲート1に到達できるようにします。

TR2は局部発振器のように機能し、この設計の機能周波数はインダクタL2とトリマーT2を介して固定されています。発振器機能は、FETTR1のゲート2のC3を介して実装されます。

ミキサー段を形成するTR1ドレインからの出力周波数により、G1とG2の周波数に差が生じます。したがって、G1の信号が144 MHzで、TR2が116 MHzの周波数で発振するように調整されている場合、出力は144 MHz-116 MHz = 28MHzに設定されます。

同様に、発振器が116 MHzに固定されている場合、ゲートG1に146 MHzの入力を供給すると、30MHzの出力が得られます。したがって、受信機を28MHzから30MHzに調整することで、144〜146MHzをカバーできます。 L3はこの帯域にほぼ調整され、L4は信号を短波受信機に接続します。

コンバータの出力周波数を決定するのは信号入力と発振器周波数の間のコンバータの差であるため、発振器は基本的にコンバータのアンテナ回路周波数の上または下で調整できます。さらに、コイルL1、L2、およびL3が適切にカスタマイズされている場合は、他のいくつかの伝送帯域と出力周波数を選択することも可能です。

コイルを巻く方法

L1とL2は、L1が接地端から1回転するタッピングで構成されていることを除いて、巻線仕様と同じです。両方のコイルは、直径7mmのフォーマー上にコイルを作成することによって達成される、自立型の18swgワイヤーの5ターンを使用して構築されています。ターン間の距離は、コルの全長が½インチまたは約12mmの長さになるように調整されます。

L3は、調整可能なコアを備えた7mmフォーマー上に、26swgのエナメル銅線を15ターン使用して巻かれています。

L4は、L3のアースされた(正の線)端に近いL3コイルに巻かれた4つのターンで構成されます。

144MHzプリアンプ

この144MHzプリアンプは、あらゆるものに適用できます。 2メートルの受信機ガジェット 、または上記で説明した144MHzステージコンバータの直前に使用されます。

TR1は任意のRFデュアルゲートFETにすることができます。

空中入力は、インダクタL1の中間タッピングに適用されます。これは通常、同軸フィーダを介して行うことができます。いくつかの条件では、十分な信号電力を得るために、小さなストレートアンテナまたはコードを使用できます。アンテナを上げると、通常、受信範囲が改善される場合があります。

ただし、最初の試みは、単純なダイポールアンテナ設計で統計することである可能性があります。これは多くの場合、全体で約38½インチの長さの硬いワイヤーで、接続ケーブルが中央を通って下降します。

この種のアンテナは指向性が低い可能性があるため、調整する必要はなく、軽量の支柱またはマストの上に持ち上げることができます。

144〜146 MHzの信号を受信する場合、L1はT1によって約145MHzに恒久的に調整されます。入力は2番目のタッピングを介してゲート1に適用され、バイパスコンデンサC2を使用するR3はソース端子にバイアスを供給します。

ゲート2は、分圧器R1 / R2から抽出される定電圧で制御されます。 TR1ドレイン出力は、トリマーT2によって調整されたL2タッピングに接続されています。

2 mのアマチュア帯域のような狭い範囲の周波数を取得するには、特にL1とL2が微調整されないため、調整可能な調整を検証できません。
L3は、任意の2 mガジェットに接続します。これは通常、低周波数の受信機に機能するコンバーターです。

インダクタ巻線

L1は、18 swgまたは同様の硬いワイヤー、エナメルまたは錫メッキ銅を使用し、5ターンで巻かれ、上端から1ターンでタップされて、G1に接続され、アース側の端から2、3巻されて、アンテナ。 L1コイルの直径は5/16で、巻き数はコイルの長さが1/2インチになるように間隔を空けて配置できます。

L2は5ターンの同じ方法で構成されていますが、これは3/4の長さで、FETドレインに給電するためのセンタータップが含まれています。

L3は、L2の下端に巻き付けられた絶縁ワイヤの個々のターンで構成されています。このタイプのVHFユニットを開発する際には、短い無線周波数とバイパスリターン接続を支援する設計が必要になります。次の図は、上記の回路図の実際のレイアウトを示しています。

FMブースター

長距離FM無線周波数をキャプチャする場合、またはおそらく信号強度が弱い領域では、VHFFM受信電力をブースターまたはプリアンプを介して強化できます。これらの70MHzまたは144MHzを対象とした回路は、この要件を満たすように設計できます。

たとえば88〜108 MHz付近の広帯域受信の場合、アンプが調整されている周波数から離れると、パフォーマンスが大幅に低下します。

以下で説明する回路は、ドレインコイルの調整可能な調整機能を備えており、不要な影響を最小限に抑えるために、実際にはフラットに調整される重要度の低いアンテナ回路は広帯域になっています。

コイルを巻く方法

コイルL2は、直径約7mmの鉄粉のVHFコア上に4ターンの18swgワイヤーを備えています。

L1は、同様に18swgの厚さの3ターンでL2巻線に巻かれています。

L3は、直径8mmの空芯フォーマーの上に構築された、4ターンの18swgワイヤーを備えた空芯コイルにすることができます。そのターンは、ワイヤーの太さに等しい距離だけ互いに離れている必要があります。

FETドレインのコイルタップは、コイルの接地端から3ターンです。

L4は、L3の接地端でL3に1ターン巻かれています。

C4をトリマーに置き換えて、範囲をより多く操作できるようにすることができます。

値は、業界の低ノイズ、広帯域VHFアンプであるBFW10FETと一致するように選択されています。他のVHFトランジスタもうまく機能する可能性があります。

調整する方法

空中フィーダーケーブルはL1に関連付けられたソケットに接続され、L4を介した短いフィーダーがレシーバーの空中コンセントに接続されます。

受信機に伸縮アンテナがある場合は、接続をL4コイルと疎結合にする必要があります。

VHFアンプを実装している間、特に空中インダクタのように回路に負荷がかかる場合、チューニングプロセスはかなりフラットであることがわかります。このような状況でも、このFMブースター回路から最適な受信を提供する広範なピークが期待できます。

同様に、これらの種類の増幅器によって提供されるゲインは、周波数が高くなるにつれて低下する傾向がある低周波数のRF増幅器ほど良くないことが観察されます。

この問題は、回路内の損失と、トランジスタ自体の制限によるものです。コンデンサは、管状およびディスクセラミック、またはVHFに適した他の種類である必要があります。

70 MHzRFステージ

このRF回路は、主に4メートルのアマチュアバンド送信で動作するように設計されています。接地ゲートFETを備えています。このタイプの接地ゲートステージは非常に安定しており、最初のRFコンセプトで説明したレイアウトによって提供されるものを除いて、発振を回避するために多くの注意を払う必要はありません。

この設計によるゲインは、接地されたソースステージタイプの設計と比較して低くなります。 L2インダクタのチューニングは非常にフラットです。 R1は、バイパスコンデンサC1とともに、FETのソース端子にバイアスをかけるために配置されており、入力TR1はこのRF回路で非常に低いインピーダンスを提供するため、L2からタップダウンする必要があります。

L3を介してFETドレインをタップダウンすることにより、結果をわずかに向上させることができます。

L2とL3は、空芯のそれぞれのネジで調整します。チューニングは、L2およびL3に関連付けられたコアを調整することによって最適化されます。

とはいえ、70 MHz RFコンバーターに適合するように設計されたパーマネントコアも使用でき、それに応じてC2とC3をセットアップできます。

インダクタの詳細

L2とL3は、直径3/16(または4mmから5mm)のコアフォーマー上に26swgのエナメル銅線を使用してそれぞれ10ターンで構成されています。

L1はL2の接地端でL2に巻かれ、L2にしっかりと巻き付けられます。

L1は3ターンで作られています。

L4は、L3と同じように、数回転で巻かれます。

TR1は、200MHz以上の上限周波数を持つVHFタイプのトランジスタにすることができます。 BF244、MPF102、および同等の形式を試すことができます。最も効果的なパフォーマンスを得るには、R1とL2のタップを変更してみてください。これは、それほど重要ではありません。

このRF回路は、144MHzの受信に関して便利に設計されています。その後、並列の10pFトリマーを使用した自立型空芯コイルを取り付けることができます。 L1 / L2は全体で5ターンで、20swgのワイヤーと外径8mmで巻かれています。ターン間のスペースは、コイルの長さが10mmになるように調整する必要があります。

空中接続用に導出されたタップは、L1の上端から1.5ターンである必要があり、C1を介したソースタップ、R1は、L2の接地端から2ターンから抽出できます。 L3は、同様の比率を適用して実装されます。

これで、FETドレイン端子をこの巻線のC4端から3ターンのL3でタップすることができます。 L4は、L3にしっかりと巻かれた1ターンの絶縁銅線にすることができます。

先に述べたように、接地されたゲートステージは、最初の概念で説明されているように、回路を介して一般的に達成されるレベルまで信号強度を高めることは期待できません。

AMラジオ信号ブースター

このシンプルなAMブースターは、回路を目的のMWレシーバーユニットの近くに維持することにより、家庭用ポータブルレシーバーの範囲または音量をブーストするために使用できます。伸ばされたアンテナを使用して、回路は現在、ポータブルまたは同様の小さなトランジスタの受信機で動作し、そうでなければ単にアクセスできない可能性のある信号の優れた受信を提供します。

ブースターは近くの局やローカルチャンネルの受信にはあまり役に立たないかもしれませんが、このMWブースターはとにかくラジオ受信機と一緒に恒久的に設置されることは想定されていないため、実際には問題ではありません。

この回路のブースト範囲は約1.6MHz〜550 kHzで、
これは、コイルコアの位置を変更するだけで、AM受信機の帯域に一致するように調整できます。

アンテナチューニングコイルの作り方

コイルは直径3/8のプラスチックフォーマーの上に構築されており、適切な鉄ネジ用のめねじが付いているため、インダクタンスを調整するためのドライバーで上下に回すことができます。

アンテナ側の入力結合巻線は11ターンのワイヤで、主巻線の上に巻かれています。

VC1とFETゲートの間に接続された主巻線は、30ターンを使用して作られています。

両方のワイヤは32SWGの太さである必要があります。

L1は、15ターンの絶縁電線を使用して構築されており、空芯の直径は1インチです。

AMブースターを調整する方法

L1を中波コイルのアンテナの近く、受信機の外側に配置します。ラジオを弱い帯域またはステーションに調整します。次に、ブースター回路のVC1トリマーを調整して、ラジオから最適な音量を取得します。同時に、最も効果的な結合を得るために、ラジオの近くでL1をポイントして調整します。

ラジオのダイヤルに合わせてVC1の目盛りを調整できるように、受信機のチューニングに合わせてVC1を調整することが不可欠です。

10メートルのRF増幅器

10メートルのRFアンプの設計はかなり単純です。出力に配置された固定フィルターネットワークは、約55dBのノイズ除去に役立ちます。

部品リストに記載されている仕様に従ってコイルが作成されている場合、フィルターを調整したり調整したりする必要はありません。

もちろん、熟練した手はコイルデータで遊んでみたいと思うかもしれませんが、提案されたRF増幅器はこれを可能にするために非常に適応性があるので、問題はありません。主にFETのドレイン電流がプリセットP1を介して調整可能であるため、アンプは大部分の伝送に問題はありません。

線形アプリケーション(AMおよびSSBIの場合、ドレインは20 mAに固定する必要があります。FMおよびCWを対象とする場合は、静止カラントがFETを通過しないようにP1を微調整する必要があります)。本来の目的で適用する場合は、静止電流を200 mA〜300mAに設定する必要があります。

以下に示す既製のプリント回路基板は、迅速かつ正確な開発を保証します。

コイルは、直径9mmの空中コイルフォーマーに巻く必要があります。巻線に隙間がないようにしっかりと巻かれていることに常に注意してください。必ずFETにヒートシンクを適用してください




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