Amplificador De 500 W Ea1ko (urel Blogia Com)

AM MPLIFIC CADOR DE D 500 WATIOS W S PARA HF, 6m mts ó 2 m

V Versió ón 7

(O Original de: Ramón Carrrasco EA-1 1-KO)

Presen nto el montaje de un amplificador a capaz de proporcionar p r una poten ncia de salida útil de 300 3 watios en CW w W y de 50 00 watios de e cresta de envolvente en SSB, con n el uso de u un par de trransistores que q p pueden estarr contenidoss en una sola a caja, caso de los tiposs 2SC2932, BLF278, MRF151G, o por p el contra ario e unidades separadas como los MRF en M 151, dentro d de la as bandas de 1,8 a 150 Megaciclos; para a el funcionamien nto en AM no n se deberá án de excede er los 150 watios w de sa alida. los transfo Todoss los elemen ntos de mon ntaje son comunes, y únicamente ú ormadores de d salida y las a adaptaciones s asociadas son diferen ntes para cad da gama de frecuencias f . Se parrte de una plantilla p que se adjunta,, y que al se er impresa proporciona p un dibujo de e colocación n de la as isletas en n las que ubicaremos los componente es, con una escala e de 1:11, debiéndosse cortar un trozo de placa d circuito im de mpreso de fibra de vidrrio a doble ca ara con las medidas m indiicadas. Con arrreglo a esta plantilla, será s preciso o cortar los huecos necesarios para a alojar el transistor t o los transistores, los regulad dores monolíticos de tensión t y la resistencia a de disipación del aten nuador de 250 2 w watios, ésta última única amente en el caso de de esear excitar el amplific cador con má ás de 50 wa atios, si no, vale v o otra de meno or wataje. Una vez hechos los l cortes, conviene lim mpiar la plac ca con algún n tipo de pu ulimento sua ave – como los u usados para limpieza de e cocinas vittrocerámicas – o también con una goma de alg gas diatome eas, para de ejar liimpia y pulid da la superficie del cobrre por la cara donde vam mos a pegar las isletas. Despu ués de corta ados trozos de placa de e circuito im mpreso, prevviamente lim mados los ca antos, limpio os y p pulidos, proc cederemos a pegarlos siguiendo el dibujo, y prrestando esp pecial cuidado en la sep paración de las issletas en el relé de anttena, que ess la única pa arte crítica, porque tie ene que ser acorde en separaciones s s al tipo del relé que empleem mos. Para pegar p las isle etas podemo os usar pega amento rápid do – cianoac crilato - o rresina epóxic ca, pues ambos os. sistemas darrán excelenttes resultado Pegada as las isleta as podremos recubrir to oda la placa con una so olución de alc cohol de 96 º y un poco o de m baja, co on el fin de impedir i la ox xidación dell conjunto, y de facilitar la resina, pero con una concentración muy egado el momento, m de ejando sin barnizar la a parte possterior que e irá en co ontacto con el soldadura lle efrigerador r. r Dejar secar un par p de horass la placa, y sujetarla al refrigera ador con to ornillos de rosca r de chapa p pequeños, evitando así el tener que hacer rosca as en cada ag gujero; emplear un talad dro con broc ca de 3,5 mm my tornillos apro opiados. Igualm mente por el e mismo procedimientto atornillarr los regula adores 7818 8 y 7805 en e sus luga ares eo de un poq quito de silic cona térmica a para mejorrar la conduc ctividad del calor. respectivos, con el emple

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Finalm mente coloca ar también silicona en su base y atornillar el e transistorr o transisttores, tenien ndo especial cuid e dado en el manejo m frentte a descarg gas de corriientes estátticas, porque e estos com mponentes co omo M MOSFET que e son, puede en resultar destruidos d p una manip por pulación inco orrecta. Fijada a la placa al refrigerado r r, y atornilla ados los elem mentos ante eriores, pode emos proced der a colocar el relé de ante ena que irá soldado s sob bre las isleta as, dejando sobrante de d pistas suf ficientes co omo para qu ue a p posteriori po odamos sold dar los cable es coaxialess; ahora hab brá que mec canizar la c caja, los agu ujeros para los c conectores e etc. En estte proyecto,, los cables coaxiales uttilizados son n especiales de teflón, p pero se pued den reemplazar sin ningún problema por RG-303 ó RG G-223, e inc cluso RG-58 de buena ca alidad. Paulattinamente se irán colo ocando todo os los comp ponentes re estantes, dejando para a lo último o la c colocación de el balun de salida. s El balu un en el casso de que el amplificad dor sea para a uso en HF F, estará con nfeccionado con núcleo de ferrita, mien ntras que loss destinadoss a amplifica adores de 6 mts y 2 mtts no llevan f ferrita siendo muchos más m sencillos y pe equeños; en las fotogra afías se mue estra la conf fección de lo os balun y lo os circuitos de salida para p c cada banda. El amp plificador para HF, em mplea una fe errita binoc cular con me edidas indic cadas en lass fotografía as y d dibujos, que procede del desguac ce de un trransceptor Kenwood TS-450; tam mbién se pue ede hacer con c cilindros de ferrita f por separado; s la as ferritas se s pueden co onseguir por Internet en n Communic cation Conce epts de I Inc de Ohio o USA (ww ww.communic cation-conce epts.com ); son de ma aterial tipo o 43, con coeficiente c p permeabilida ad 850. La pro otección con ntra ROE, pe ensada para a su empleo únicamente en HF, conssiste en una a pequeña placa que muestrea a la presenc cia de ROE en e la salida del d amplifica ador, enviando una tensión de contrrol a la base e de u transistorr BD-135, qu un ue se encarg gará de baja ar la tensión n de Gates , reduciendo drásticame ente la poten ncia d salida de de el transistorr MOSFET,, evitando su s posible destrucción; d ; el circuito o protege eficazmente e e el transistor frrente a desa adaptacione es de antena; otra salida a de la placa se lleva a un n instrumento frontal para m medir la pote encia de salida en cada momento. m Coloca ado en su lug gar el balun de salida, se e le soldarán n los extrem mos de las ma allas a los drrain, y los vivos a masa y a la isleta de sa alida de RF con c destino a los filtros de RF. Si el amplificador a r es para 6 mts m o 2 mts,, se colocará á el balun en forma de letra “ U “ que q es común n, y únicamente cambiará ú c la bobina del circuito c de salida; s en esstos casos, no n hace faltta disponer de conmutador d filtros porque la salid de da está sinto onizada, y lo os armónicoss suprimidoss mas de -45 5 dB; se harrá una conex xión d directa entre e la salida del circuito de d adaptació ón y el relé de d antena, co on un trocito o de cable coaxial. c Coloca ar en la parrte superiorr del refrige erador un ventilador v de e 12 x 12 c centímetros a 12 voltio os y c conectarlo de e forma que e el flujo dell aire incida sobre su superficie. Para HF, H no olvid dar colocar el conmutad dor de band das con el puente p de D Directo hech ho; la placa de filtros se collocará despu ués de realiz zar los ajusttes de corrientes de re eposo y consumo, en una última fase e de m montaje. Cuidad do con el ma anejo del tra ansistor, que e al ser del tipo t MOS, ess sensible a las descarg gas estáticass. Supon niendo que no n nos hemos equivocado en ningún componente, podemos pasar a la fase de ajuste e electrónico.

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Ajustte común a todos lo os tipos de d amplific cadores: Es muy y importante disponer de d una buena a fuente de alimentació ón, que tenga a un sistema a de protecc ción frente a so obrecargas y que se inhiba con corrientess superioress a 14 amperios; eso o asegurará á la supervivencia a de los tran nsistores frente a manio obras no desseadas o errrores de aju uste. La fue ente proporc cionará una tensión t comprendida en ntre 30 y 43 3 voltios bajo o carga, aun nque para hacer os primeros ajustes pue ede resultar de utilidad el disponer de únicamen nte de 30 o 35 voltios. lo Se ha reducido la a tensión de alimentació ón frente a anteriores a v versiones, pa asando de 50 5 a 43 voltios, p para dar máss estabilidad d al montaje, sin pérdida a de potencia de salida. Antes de suministtrarle tensió ón al amplif ficador por primera p vez z, nos cercio oraremos que el cursor del p potenciómetr ro multivuelta de 10 K que regula la tensión de d Gates, essté en la parte de masa a, es decir que q a apenas pueda a salir tensión por él, con c lo que el e transistor o transisttores estará án al corte y sin consumo; d después deso oldar el extrremo del cho oque de RF que q va a la issleta de los diodos prottectores y del condensad dor e electrolítico de 470 uF / 100 Voltioss. Entre los + 30 ó + 35 voltioss que prete endamos apliicar, y el ex xtremo deso oldado del choque c de RF R , in nsertar un téster t medid dor en una escala capa az de medir 500 miliam mperios ; darr tensión all amplificado or , a accionar ON N y poner a masa el conector c PT TT sin ning guna señal de d RF en lla entrada , ir regulan ndo L LENTAMENT TE el potenc ciómetro de e polarizació ón de Gates hasta logra ar que fluya una corrien nte de Drain n de 2 200 miliampe erios. Estará án iluminado os los diodoss LED Verde e y Rojo; el ventilador estará e girand do suavemen nte, y midien ndo la a tensión de e gate en el punto p que se e indica en el e esquema, ésta é será de e 3 voltios o muy cercana. Apaga aremos la fu uente de alimentación, volveremoss a soldar el e choque de e RF en su lugar y ahora in nsertaremoss un amperím metro con alcance de al menos 15 amperios a en serie con la a alimentació ón que estem mos u usando, para poder visua alizar en tod do momento lo que nos va a a consumirr el amplificador en su conjunto. c

Ajusttes específicos parra amplific cadores de d HF: Coloca ar en la salid da del amplif ficador un watímetro w qu ue al menos mida 300 watios y una carga c artificial d 50 ohmio de os, que sopo orte esta potencia; p el mando sele ector de filtros de salida RF esta ará en posic ción D DIRECTO. Conecttar la entra ada del amp plificador a la salida de e un transce eptor que sea capaz de e entregar una p potencia no superior a 25 watios en este ajjuste inicial; para ello podemos o bien reduc cir el nivel de m modulación a mínimo e irr dando después gananc cia, o bien ju ugar con el mando de POWER en aquellos equipos que disponga an de él , co omo es el ca aso del TS-4 450 que yo empleo con este amplif ficador para a poner mínima p potencia de salida; el ca able será de e 1 metro de e longitud; de ejaremos lib bre la conex xión PTT para que se acttive p Radiofre por ecuencia.

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Darem mos tensión al amplifica ador – mante eniendo los 30 ó 35 volltios de alim mentación -, accionarem mos ON y emitirremos desde el transce O eptor una se eñal que pue eden ser un nas palabrass, para que el e amplificador c comience a dar d potencia.. Increm mentar la po otencia de excitación e ha asta 25 o 30 watios; un na banda aprropiada para a estos ajusstes puede ser la p a de 14 megaciclos, po or aquello de ser el ce entro más o menos de la banda cubierta c porr el . a amplificador Lo norrmal es que la corriente e de consumo o total varíe e entre 400 0 miliamperio os o algo ma as y los 8 ha asta 12 amperios, según la ten nsión emplea ada. La pottencia de sa alida oscilará á según la te ensión que le e estemos aplicando; a co on 30 voltioss la salida será 50 watios; con 38 voltio os superará los doscienttos cincuentta watios y c con 43 voltio os sobrepasará superior a 15 os 300 watio os. lo to. Tensio ones de alim mentación sup periores, no producirán mas potencia de RF, y ssi un mayor calentamien c Esta potencia p es la potencia total del dispositivo, ess decir se trata t de la p potencia útill en frecuen ncia fundamental, mas todos los armónic cos, en partiicular el terrcero que ess el de mayor amplitud y el mas dañ ñino p para el espe ectro radioeléctrico; anotar a las potencias p conseguidas; apagar la fuente y desconectar d r el a amplificador para ultima ar el montaje e de la placa a de filtros. Coloca arle la placa a de filtros en su lugarr, por encim ma de la pla aca base y a al lado del conmutador c de b banda, usand do cuatro esspaciadores de latón que e se soldará án a la placa a base; esto se deja parra este puntto a fin de poder maniobrar sobre s el ajuste de la te ensión de gattes, que que eda justo debajo de la placa de filtrros, y que si estu uviera coloca ada no sería a accesible; no hay dispo onibles filtrros internos para la banda de 1,8 Mhz; M h hacer todas las conexio ones al conm mutador lo mas m cortas posibles con n cable norm mal de 1,5 mm de secc ción forrado de plástico. p Una ve ez listos los filtros, colo ocar el acord de a la frecu uencia bajo prueba, en e este caso insertar el filtro mprobando que la pote encia desciende al meno os un 6 % con 14-21 Mhz y repetir loss pasos antteriores, com ónico están p por debajo de d los –45 dB B. referencia all valor sin fiiltro; esto siignifica que el tercer y quinto armó Lo missmo tiene qu ue pasar en el resto de e las bandas;; si la difere encia de pottencia es mu uy apreciablle – c caída superio or al 15% - significa que q hay que e optimizar los valores de los condensadores del filtro que q e estamos prob bando. Conclu usión: Los fiiltros SIEM MPRE produc cirán una potencia de sa alida inferio or a la que podamos p me edir c cuando el con nmutador de e filtros estté en directo o, porque el watímetro no entiende e de armónic cos, únicamente v una energ ve gía conjunta formada po or señales de eseadas y no o deseadas, productos d de la amplificación. Si empleamos un n analizador de espectrros veremoss que en algunas bandass, el tercer armónico está e sólo a –12 dB B de la frecuencia funda amental, lo que q representa una enerrgía conside erable sobre e el monto to otal d 300 watio de os disponible es, de ahí qu ue algunas bobinas de lo os filtros lleguen a calen ntarse – los condensadores n tienen que no e calentarse e NUNCA -, pues caso co ontrario indicarían que no n son aptoss para esta potencia p de RF. Con el conjunto de filtros que q se emp plean en el proyecto, ampliamente a e ensayadoss, se logra una reducción de e al menos –45 dB de armónicos en los caso os más desf favorables, ssiendo lo ha abitual valores c comprendido os entre –48 a –60 dB se egún bandas.

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Como el presente e montaje esstá desarrolllado a partir de 6 verssiones anterriores, existte una prácttica constructiva que indica que utiliza c ando este esquema e com mo referenc cia, puede h haber caso os particula ares d debido a las toleranciass de los com mponentes, o a las calidades de las ferritas , q que precisen n retoques de ú última hora para p optimiz zar el rendim miento del am mplificador, pero serán casos puntu uales. Es muy y recomendable no exce eder de una a ROE superrior a 1,5 a 1 en antena a plena pote encia, debien ndo a ajustar el po otenciómetro o de la placa a de protecc ción de ROE E para que actúe a a partir de ese nivvel, reducien ndo la a potencia de salida de d forma automática. a El autor emplea e este e amplificad dor junto a un acoplador m modificado c un apilam con miento de do os toroides tipo T-200 0-2, para ad daptar imped dancias en aquellas a bandas e las que mi antena tipo en o W3DZZ prresenta una a relación de e onda estacionaria supe erior a la cita ada.

Ajusttes específicos parra amplific cadores de d 6 y 2 mts: m Despu ués de haberr realizado los ajustes comunes c a to odos los amp plificadoress como se ha a descrito, con la a corriente de reposo y la tensión n de polariz zación corre ectas, conectar a la en ntrada del amplificador a r la salida de un transcepto or de la ban nda deseada a – 6 ó 2 metros – en FM y un watímetro adecuado a a las frecuencias, junto con una carga artificial a qu ue soporte 300 watios;; el cable de conexión será de 90 C Centímetros de longitud. Para este e ajuste podremos p em mplear una tensión t del orden o de 30 voltios; deja ar libre la co onexión PTT T. Conecttar en serie e con la fue ente de alim mentación un n amperímetro que alcan nce al meno os 15 amperios; accionar ON y excitar el a e amplificad dor con una potencia iniicial de 2 a 3 watios y ajustar los condensadores v variables de salida a má áxima marca ación del wa atímetro; el ajuste se deberá d de hacer en el centro c de ca ada b banda. Increm mentar la excitación e ha asta los 15 o 20 watio os de forma a progresiva a, hasta obttener unos 140 1 w watios de sallida en el wa atímetro, con n un consum mo aproximad do de 8,5 am mperios. Posterriormente irr incrementtando la ten nsión hasta los 40 volttios de alim mentación y retocar si es necesario la sintonía de los condenssadores de salida, para n a alcanzar 300 3 watios d de RF con un consumo de u unos 12 ampe erios.

Atención a lass posibless quemadu uras de RF R en los dedos, uttilizad siemppre ajustabbles

a aislados.

No ex xceder la RO OE de 1,5 a 1 en ante ena a plena potencia; si s esto suce ede se debe erá emplear un sistema de adaptación de e antena ade ecuado, o no o sobrepasarr los 100 wattios de salid da.

Consiideracione es finales: Este artículo esttá complem mentado con n 22 fotogrrafías y dib bujos, que indican la disposición de e elementos y la práctica constructiva c a del proyecto. Hay que q reseñar, que el mo ontaje admite todo tip po de modif ficaciones, y que no tiene elemen ntos críticos, por lo que cabe el añadirle la impronta personal de c e cada constrructor.

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Previa a modificació ón del atenu uador de enttrada, es po osible excita ar este ampllificador con n potencias del o orden de 2 watios w o inclu uso menos, para alcanza ar la máxima a salida en cualquiera de e las bandas de trabajo. Se observa una ligerísima disminución d d la potenc de cia de salida a según se b baja la frec cuencia de uso, u d debido a lass caracteríssticas propia as de esto os transisttores, que en e principio o han sido diseñados d p para frecuencias altas. a Record demos que los fabricanttes indican la potencia de salida no ominal de 30 00 watios de e RF en servicio c continuo en clase C, perro nosotros los vamos a utilizar en servicio inttermitente y en clase AB1, A por lo que q p podremos ma antener esa potencia y aún a superarlla, utilizando o el transisttor durante breves perio odos de tiem mpo c como sucede con la moda alidad de SS SB; en AM la a potencia úttil se reduce e a la mitad. Hay amplia a experriencia en este e tipo de e montajes por parte del autor, q que ha llega ado a sumar 4 módulos com m mo el que se e ha descritto, para HF con el empleo de un repartidor y un combina ador de cua atro p puertas, llega ando a obtener una pote encia de saliida de 2.300 0 watios de pico p de envo olvente. Tambiién han consstruido un amplificador a r para HF y otro para VHF con d dos módulos sumados que q proporcionan p n 1.100 watio os de pico en n SSB o 600 0 watios en FM, F pero la experiencia a indica que en condiciones d propagación adversa, es igual emp de plear 100 wa atios de salida que 1.000 0. El ressultado prác ctico en HF , es que un na vez superrados los 30 00 watios de e salida, el incremento de señal captada a por nuestrros correspo onsales es muy m pequeño en comparación con la e energía adicional aplicad da a la a antena ; me m explico: en e condicion nes medias de d propagaciión con 80 watios w de sa alida, nuestrro correspon nsal d radio, noss puede esta de ar escuchand do por ejem mplo con seña al de 5-7 ; al a poner 300 0 watios nos escuchará con 5 5-9 lo que ya a es un buen n incremento o, pero ponie endo por eje emplo 1.000 watios, nos va a recibirr con 6 u 8 dB m más, lo que no merece la pena, porrque hemos aumentado el consumo o de energía a mucho, en n proporción n al e efecto obten nido. Hay qu ue pensar que q el rendim miento de cu ualquier amp plificador lin neal de esta as caracteríssticas es de e un 50%, lo que significa 5 s que e obtener un na potencia de salida de e 300 watioss en RF, supo one un consu umo de enerrgía e eléctrica rea al superior a los 700 wattios, porque hay que aña adir los gasttos suplemen ntarios de lo os componen ntes a asociados al amplificadorr y sus pérd didas, sin con ntar el consu umo del excitador etc . La pottencia de 20 00 a 300 wa atios es la que mejor re elación consu umo de enerrgía / increm mento de se eñal proporciona. p Media ante la cone exión PTT podremos p co onectar el amplificador a r al relé de activación de lineales en n nuestros transceptores, caso contra ario el ampliificador se conectará c y desconecta ará automátiicamente seg gún e estemos hablando, siguie endo el ritmo de nuestra a voz con un n pequeño re etardo, para evitar el ta ableteo del relé r d antena. de Hay montados m am mplificadoress con placass de filtross de salida de RF, recu uperadas de e desguaces de transceptore es viejos; estos e filtros ya incorpo oran el circu uito de contrrol de ROE y el de pote encia de saliida, a ahorrando trrabajo, y rec ciclando com mponentes. Finalm mente quiero o resaltar mi agradec cimiento a los radioaficionados EA1CEZ, EA7EF, EA1KU, EA7AUL ,EA E A5YP, EA1IB B, EA1CKK , EA1EJ , EA1BEE y a todos aquelloss que con su amabilidad y paciencia me h pasado controles han c , o me han apo ortado sus id deas, porque e gracias a ellos e he podido mejorarr los resultados d este amplificador. de Ponferrrada ( León--España ) : 06 0 Enero 2.007

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