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Der im folgenden zum Nachbau beschriebene zweistufige Verstärker nach (1) bringt im gesamten 70-cm-Band ohne Nachstimmen eine Ausgangsleistung von 1,5 W im Linearbetrieb bei 12,0 V. Die Leistungsverstärkung ist ca. 50 bis 60fach, entsprechend 17 bis 18 dB, als Steuerleistung sind ca. 25 mW erforderlich.
Verwendet man als Steuersender die Mischerbaugruppe DJ4LB 004, so lassen sich bei einer Betriebsspannung von 12,0 V maximal etwa 4 W HF-Leistung (für FM) auskoppeln. Es bleibt somit für den Linearbetrieb mit 1,5 W (SSB, ATV) genügend Leistungsreserve. Diese Baugruppe, die noch ohne weiteres aus Batterien betrieben werden kann, schließt die Lücke zwischen Steuerstufen und größeren Leistungsstufen (C12-12 / C25-12, 2C39, 4CX250B).
1. Schaltungseinzelheiten
Das Schaltbild (Bild 1) zeigt den zweistufigen Linearverstärker, gebildet aus den beiden ersten Stufen des DJ3SC - Verstärkers. Die in (2) beschriebenen Modifikationen für ATV-Betrieb sind berücksichtigt. Die Auskopplung erfolgt dort, wo bei der dreistufigen Version die Basis des Transistors T3 angeschlossen ist. Der Trimmkondensator C7, im Originalgerät in Reihe mit L3, kann bei der hier angewendeten 60-Ω-Auskopplung ohne Verlust an Ausgangsleistung weggelassen werden.
Bild 1: Zweistufiger Leistungsverstärker für 70-cm-ATV
1.1. Erzeugen der Basisspannungen, Temperaturkompensation der Kollektor-Ruheströme
Die Basisspannungen für die beiden HF-Transistoren sind mit P1 bzw. P2 einstellbar. Der Transistor T3 ist ein Emitterfolger, dessen Basisspannung aus der Summe der Durchlaßspannungen dreier in Reihe geschalteter Si-Dioden gebildet wird. Der Vorwiderstand R2 speist die Reihenschaltung dieser Dioden aus einer stabilen, temperaturunabhängigen Spannung (R1, C5V6) mit einem kleinen Strom (ca. 1 bis 2 mA). Da die Eigenerwärmung. hierbei vernachlässigbar ist, nehmen die Dioden praktisch die Umgebungstemperatur an. Sie lassen sich als Temperaturfühler verwenden, wenn man sie in Wärmekontakt mit den Kühlflächen der Transistoren bringt. Bei Erwärmung verringern sich die Durchlaßspannungen der Dioden und über die Schaltung mit T3 auch die Basisspannungen der HF-Transistoren. So werden die Kollektor-Ruheströme, die ohne Kompensationsmaßnahmen sehr stark mit der Temperatur ansteigen würden, annähernd konstant gehalten.
| Temperatur | -20 °C | +20 °C | +60 °C |
| Ruhestrom T1 | 75 mA | 70 mA | 60 mA |
| Ruhestrom T2 | 95 mA | 90 mA | 75 mA |
Wie man erkennt, ist der Temperaturgang der Ruheströme leicht überkompensiert, was sicti günstig auswirkt: bei Erwärmung des Gehäuses sinken die Ruheströme leicht ab. Die in der Tabelle bei 20°C angegebenen Werte wurden mit Dreieck-Testsignalen als optimal ermittelt. Kippschwingungen im kHz-Bereich treten erst bei Ruheströmen ab etwa 150 mA für T1 und 300 mA für T2 auf.
Bei Erwärmung des Transistors T3 verringert sich dessen Basis-Emitter-Spannung, wodurch die Ausgangsspannung der Schaltung ansteigt. Da dies dem benötigten Temperatur-Spannungsverhalten der Schaltung entgegenwirkt, kann der Transistor nicht als Temperaturfühler mitbenutzt werden. Er soll deshalb eine möglichst gleichmäßige Betriebstemperatur haben, und bekommt einen Kühlstern. Die beschriebene Schaltung kann nicht verhindern, daß die Kollektorströme kurz nach dem Einschalten der Betriebsspannung zunächst ansteigen. Je nach thermischer Kopplung dauert es eine gewisse Zeit, bis die Wärme aus den HF-Transistoren die Fühlerdioden erreicht hat und die Kompensationsschaltung wirken kann.
1.2. Hinweise zu den Bauelementen
| T1 | C1-12 |
| T2 | C3-12 |
| T3 | 2N2219, 2N1613 (NPN-Transistor mit B minimal 60 bis 70) mit Kühlstern |
| D1 | Z-Diode 5,6 V (BZY83C5V6) |
| D2 | Drei Si-Dioden, z.B. 1N4148 (1N914) in Reihe geschaltet |
| P1, P2 | 220 Ω, Trimmpotentiometer, liegend, Raster 10/5 mm |
| C1, C2, C3 | Folientrimmer 2 - 22 pF (Valvo) |
| C4, C5 | Lufttrimmer 34 pF (Tronser) mit zwei Anschlußfahnen |
| C6 ... C10 | keramische Scheibenkondensatoren, Wert unkritisch, zwischen 47 und 100 pF |
| C11, C12 | Trapezkondensatoren ca. 1 nF |
| L4, L6, L9 | Ferrit-Breitbanddrosseln (6-Loch-Kern) |
| L7 | 1,5 Wdg. Kupfer-Lack-Draht 0,4 mm ø durch Ferritperle, 5 mm lang (Ferritperle 1 × umschlungen) |
| L5 | ca, 17 cm Kupfer-Lack-Draht, auf 3-mm-Dorn gewickelt, freitragend |
| L8 | 20 bis 25 mm langes Stück versilberter Kupferdraht von 2 mm ø, leicht gebogen, um Kurzschluß mit der Massefläche der Platine zu vermeiden |
Alle Elkos: Tantalkondensatoren in Perlform entsprechender Spannungsfestigkeit.
2. Aufbau
Das Foto in Bild 2 zeigt einen Musteraufbau des zweistufigen Verstärkers im Teko-Gehäuse 4A. Leiterbahnen und Bestückungsplan der 135 mm × 65 mm großen Leiterplatte DJ4LB 006 zeigt Bild 3. Die Platine ist nur einseitig kaschiert, und wird auf der Kupferseite bestückt. Die drei Temperaturfühler-Dioden sind unter der Leiterplatte auf den Blechboden des TekoGehäuses geklebt. Je eine befindet sich in unmittelbarer Nähe von T1 bzw. T2, die dritte liegt zwischen T1 und T2 und verbindet die beiden anderen Dioden. Der Katodenanschluß der Diode bei T2 ist am Blechboden festgeschraubt. Ein flexibler Schaltdraht verbindet die Anode der bei T1 angeklebten Diode mit dem Anschlußpunkt Pt6 auf der Oberseite der Platine.
Bild 2: Musteraufbau von DJ4LB 006
Bild 3: Leiterplatte für den ATV-Leistungsverstärker DJ4LB 006
Auf die Unterseite des Transistors T1 ist eine M3-Schraube aufgelötet, so daß er sich wie T2 zur Wärmeableitung mit dem Gehäuseboden verschrauben läßt. Außer dem Aluminiumgehäuse (Teko 4A) ist kein Kühlkörper erforderlich.
Zusätzlich zu den vier Befestigungsschrauben in den Ecken der Platine sind je zwei M3-Schrauben in Verlängerung der Emitteranschlußfahnen der Transistoren vorhanden. Sie sind für gute mechanische und auch elektrische Stabilität wichtig. Auf alle Befestigungsschrauben sind unter der Platine M3-Muttern aufgeschraubt, die ca. 2,5 mm Abstand zwischen der Platine und dem Gehäuseboden herstellen.
3. Inbetriebnahme und Abgleich
Zunächst stellt man ohne HF-Ansteuerung die Kollektorströme der beiden Verstärkertransistoren T1 und T2 durch langsames, vorsichtiges Hochdrehen der Potentiometer P1 und P2 ein.
Zum Abgleich der Schwingkreise eignet sich der TV-Bildträger aus der Baugruppe DJ4LB 004 oder ein anderes Signal in Bandmitte. Bei höchstmöglicher Steuerleistung stimmt man alle Trimmer auf maximale Ausgangsleistung ab. Ein exakter Abgleich der Eingangsschaltung ist mit einem Wobbler möglich. Man stellt durch geringfügige Korrekturen an den Einstellungen der Trimmer C1 und C4 die gleiche Durchlaßkurve am Ausgang des Linearverstärkers ein, wie sie zuvor am Ausgang des Steuersenders zu messen war.
4. Literatur
- Freytag, G.: Transistor-Linearverstärker für das 70-cm-Band, UKW-Berichte 13 (1973) Heft 3, Seite 156 - 163
- Sattler, G.: Transistor-Linearverstärker bei ATV-Betrieb,UKW-Berichte 16 (1976) Heft 2, Seite 66 - 73
DJ4LB, Günter Sattler.