7.195MHz AM QRP TXの製作2
FINAL AMPの製作

2014.5.18

FINAL AMPの製作
 トランジスターの選定  PA UNITに使用するファイナルのFETの選定でほぼ全体特性が決定します。候補として三菱RDシリーズ、叉はIRF510に絞って検討した結果、今回は IRF510を採用しました。
 理由として、安価(RD16HHFの約1/3)、海外のQRP TXに沢山の製作例が紹介されている、ピーク出力10W程度(@7NHz)期待できる。入手はイ―エレ で入手できました。
 左写真はFINAL AMP部動作確認の様子。当初のバラックセットでの実験段階では出力をリンク結合方式にしていましたが、実際にパターンを起こして 動作確認するとどうしても出力パワーのリニアりティー特性が再現しません。基板が影響しているのかと、2回程つくり直しましたが改善せず、結局 トライダルコアを使用したインピーダンス変換方式に変更しました。

組み立て

 放熱板と基板は写真のように配置しました。一般的には放熱板上に基板も配置しますが、放熱板のサイズと基板のサイズが合わないのと、フィンの向き からの制約上、今回は放熱板を立てて使用しました。


  
変調波形を見てみる
 左の写真はPA UNITの出力4W時の波形、左の写真CARの振幅(4div)に対して変調時は約1.8倍(7.5div)になっていますのでピーク出力は12W程度と推測できます。 理想では100%変調時CAR出力の2倍はリニアに伸びて欲しいところですが、これ以上変調を深くするとピークでの飽和が目立ってきます。
 実際にQSO時の変調レポートでは、「歪んでいる感じはしない」とのレポートなのでこの辺で妥協しています。
 QRPの場合に比較して、リニアアンプ方式によるHIGH POWER AMの場合、リニア領域のIMDが-30db程度なので例え過変調にならなくても変調のピークではサイドバンドが拡がり 隣接周波数のSSB QSOに妨害を与えてしまうので、次回はドレイン電圧やバイアスを音声信号で制御して変調のピークを伸ばすような改善に取り組みたいと思います。
 
回路図
 回路図を下図に示します。FETはIRF510をパラレルで使用、電源電圧は28V。FETのパラレル使用はあまり例を見かけません、多くはパラプッシュとして使用しますが、FET が1個では出力不足だがプッシュプルにするほどでもない場合に重宝します。プッシュプル回路に比較して回路構成は簡単です。
入力のATTは無くてもOKですが入力ゲイン調整として挿入しています。バイアス電流は各FETに50〜100mA程度のバイアス電流を流しています。他の製作例では500mA程度の バイアスを流している例もありますが、効率が極端に悪化するのと、出力電力アップしてもリニアりティーそのものはあまり改善しなかったのでこの辺りに設定しています。
 ゲートにはフェライトビーズ(FB)を挿入しています、当初バラックセットの時にFETをパラにすると異常発振を起こしましたので、FB挿入により安定動作することが できました。
 出力回路は当初、同調回路とリンク結合による方式を採用しており、パワーの伸びも良かったのですが基板を起こすとどうしても特性が再現せず、結局一般的なインピーダンス 変換方式に落ち着きました。
 バイアス用レギュレーター78L08のGND側には100Ωのサーミスターを挿入しています。FETの場合熱暴走は比較的起きにくいのですが、それでも発熱により電流が増加する方向にあり、 特にバイアス電流を多めに設定している場合は要注意です。対策としてサーミスタを挿入して温度上昇時にバイアス電圧を低下するようにしました。このサーミスタはダイオードでも OKですが、その場合FETと熱結合するといいようです。
  

完成へ
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