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構成 送信部基板を製作するに際し、今回は基板サイズの都合上送信部とTX/RX切り替え回路、LPFを一枚の基板に実装しました。 基板にサンハヤトの10K基板を使い、実装できる回路分をまとめました。基板の設計はちょっと大変ですが、スペース的にも助 かりますし、何よりもスペーサーの使用数が減ってちょっと安く出来るかな。 写真では送信基板を調整している様子です。自作QRPメーターと20dbカプラーを組み合わせています。CR類はチップ 部品を使用していますので基板上の部品はすっきりとしています。高さを出来るだけ低くする都合上コイルやトランジスターは すべて寝かせて実装しました。 レベル配分 VFOからの出力を0dbm、出力3Wとするとアンプゲインは35dBは必要になります。ドライブ段で20dB、ファイナル部で 15dBとすれば2段で実現できます。 実際にはVFOからの出力は定格500mVrmsとなっていますので分配して使用しても3dBmは期待できます、実際に私のVFOも 測定したところ出力最大にして+9dBm出ていましたので、レベル配分には余裕があります。 |
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出力トランスの設計 最近の設計では、広帯域トランスによるインピーダンス変換トランス方式が一般的ですが、今回は同調トランスにタップをとり 巻数比でインピーダンス変換し、出力をリンク結合で取り出す方法で実験してみました。 ドライブ段の出力インピーダンスはRL=Vcc^2/2*PoutとしてVccに11V、Poutに0.25WとすればRL=11^2/2*0.25より242Ωと なります。 タンク回路のQは一般に7から12程度に選びます。組み合わせるコンデンサーはC=Q/(2*3.14*f*RL) L=1/(4*(3.14*f)^2*C) となります。 ここでQを7、fを7Mとして計算すると、Cは657p Lは0.7uとなりハイCローLとなりちょっとバランスが悪くなっています。 どのあたりからハイCでローLなのかは別として、タップダウンしないと実現できそうに無い値です。 タップの位置を1/2とすればインピーダンス比は1:4となり、1次側全体のインピーダンスはZ1=242*4 約1KΩになります。 ここで、1次側n1のインピーダンスはZ1=2*π*f*L1*Qであらわせ、Qは7、fに7Mを代入してLを求めると3.25uとなり適当な 値です。 実際にはコアにT-37-2を使って1次側24t、2.7uとしています。もっと巻きたかったのですが2次側に9tとるとほぼ一杯にな ってしまいました。タップは1/2としました。 トランジスターに2SC1973 ft800MHzのRFトランジスターを使っていましたが、高次までのスプリアスが多く、肝心の 基本波でのパワーは汎用トランジスターを使用した場合と変わらず、手持ちの中から2SD966 ft150MHzに変更しました。 スプリアスも減って、異常発振の可能性も少なくなります。 2次側コイル巻数を変化させてみました。3ｔから9tまで変化させると出力は増加していき9tで150mWになりました。実際には ファイナル段のトランジスターにマッチングをとるべきですが、まずは50Ω負荷で動作確認後全体で再調整していきます。 入力側に4:1のステップダウントランスを追加すれば更にパワーが出ますが、150mWもあれば十分なので今回はつけません。 電源電圧を可変したり、ドライヤーで暖めたりして異常発振が無いことも確認しておきます。 |