Il
transistor finale T2 funziona in classe C, la tensione presente
sul collettore è 12V (VC) ed è impostata dal partitore R7-R8 e dal
darlington T3 il quale, come vedremo, serve anche a modulare il
collettore di T2, la base di quest'ultimo è tenuta a zero volt (DC)
dalla RFC TR2,
in presenza di segnale RF il condensatore C6 assieme al diodo
base-emettitore di T2 serve a fissare il segnale in modo che esso
possa presentare un valor medio negativo condizione necessaria affinché
il transistor funzioni in classe C.
La RFC TR3 assieme a C12 serve
per evitare che il segnale a RF, presente sul collettore di T2,
alimenti l'emettitore di T3.
Il gruppo C13-C11-C14-L2
non serve per adattare l'impedenza di uscita del transistor al
carico per il massimo trasferimento di potenza ma serve a trasformare
la resistenza del carico (50 ohm) in una certa resistenza
corrispondente alla massima potenza prescelta da erogare al
carico stesso.
Per
il progetto del solo finale ho usato poche formule il
resto sono state misurazioni eseguite il laboratorio per
determinare i vari parametri e verificare che non avrebbero mai
superato i limiti massimi ammessi dal BJT, questi
ultimi sono elencati nella figura sottostante (ho usato il BLY33):
![](TX%2025MHz_file/schema.jpg)
Il
finale l'ho fatto lavorare nella condizione lievemente "over saturated" per avere un maggior controllo da parte del segnale
audio in fase di modulazione AM, in queste condizioni sul collettore è
presente una tensione le cui escursioni vanno dalla saturazione (leggermente spinta) all'interdizione (
2*Vc = 24V), vedi la figura seguente:
![](TX%2025MHz_file/20201221_053936.jpg)
Per
ottenere il suddetto risultato ho avvolto sempre più spire sul
secondario di TR1 fino a quando il livello del segnale visualizzato
sull'oscilloscopio ha iniziato ad appiattirsi nella parte bassa
dell'onda (usare possibilmente, per questo tipo di misure, una sonda
X100). Una volta raggiunta questa situazione ho misurato la tensione
inversa sulla base, la semionda negativa (quando la giunzione
base-emettitore è polarizzata inversamente) è risultata essere
-3V un volt inferiore di quella massima che può sopportare il
transistor (VEBO = 4V), quindi possiamo essere tranquilli.
Sempre in
merito alla tensione di collettore devo aggiungere che in presenza di
modulazione al 100% il livello di picco del segnale cresce da 24V
a 36V (24 + 12 = 36V dove 12V è il valore di picco del segnale
audio).
La tabella dei limiti del transistor riporta due valori di tensione massima sopportabile da esso:
VCEO = 33V con la base aperta
VCESM = 66 con base in corto circuito
In
questo circuito la base non è aperta e neppure in corto circuito (per i
segnali variabili), quindi il limite si trova tra i due valori, tenendo
conto di questo e che la tensione modulata supera di appena 3V la
VCEO possiamo stare tranquilli.
Il
segnale sinusoidale presente sul carico avrà un picco pari a VC
(12V), trascurando la tensione di saturazione per avere una potenza
(Pu) di 2W su 50 ohm la giusta resistenza che
deve vedere T2 è:
R_giusta = VC^2 / (2 * Pu) 12^2 / (2*2) = 36 ohmOra
occorre trasformare i 50 ohm in 36 ohm, per fare questo ho
usato il
Diagramma di Smith, la figura seguente è eloquente in merito
(notare che per avere un Q alto e per avere maggiore possibilità di
regolazione ho fatto un giro apparentemente inutile per congiungere i
50 ohm con i 36 ohm):
![](TX%2025MHz_file/Cattura1.JPG)
Per C11 e C13 ho
utilizzato due trimmer capacitivi per l'aggiustamento, mediante un rosmetro-watmetro essi dovranno essere regolati per
avere una potenza di 2 W su un carico di 50 ohm come nella figura
seguente:
![](TX%2025MHz_file/20201224_055635.jpg)
Le misure che ho effettuato in laboratorio hanno riportato i seguenti valori:
Potenza in uscita = 2W su 50 ohmCorrente assorbita (solo il finale) = 0.205 ADa quest'ultima misura posso ricavare il rendimento dell'amplificatore:
Rendimento = Potenza di uscita / Potenza assorbita = 2 / (12 * 0.205) * 100 = 81 %Quindi la potenza dissipata nel transistor è:
Potenza dissipata in T2 = Potenza assorbita - potenza di uscita = 12 * 0.205 - 2 = 0.46 WIl
dissipatore che vedete in figura è più che sufficiente per dissipare
questa piccola potenza, la temperatura del case di T2 che ho misurato
a regime è di solo 50 C°, tenendo conto che il data sheet riporta
una potenza massima dissipabile di 1.6 W con TC = 50C° (che peraltro è
riferita a frequenze minori di 1MHz) possiamo stare tranquilli.
Dal grafico seguente ricavo l'angolo di circolazione, esso è circa 170°:
![](TX%2025MHz_file/Cattura2.JPG)
Dal
grafico seguente ricavo il rapporto tra la corrente di
picco assorbita dal carico e quella di picco circolante nel collettore, esso è circa
0.48.
![](TX%2025MHz_file/Immagine1.jpg)
La corrente di picco del carico è:
Iu_max = Vu_picco (Vc) / R_giusta = 12 / 36 = 0.33ADai due dati precedenti mi calcolo la corrente di picco del collettore:
Ia_max = Iu_max / 0.48 = 0.33 / 0.48 = 0.68ADalla
tabella relativa ai limiti del transistor si nota che per frequenze
maggiori di 1MHz esso può sopportare picchi di 1.5A, anche nel caso
della corrente possiamo quindi stare tranquilli.
T3, al contrario di T2, scalda molto, per lui bisogna usare un'aletta di raffreddamento per TO220 come è visibile in figura.
SEZIONE AUDIO
Lo schema della sezione audio è rappresentato nella seguente figura:
![](TX%2025MHz_file/2.bmp)
Per
poter modulare il finale ho usato un microfono del tipo di quelli
che vengono usati per Arduino:
![](TX%2025MHz_file/KY-038-pin.jpg)
Il
suo livello di uscita, parlando
normalmente ad una distanza di 20 cm, è di circa 80mVpp. Per poter
modulare il finale al 100% occorrono 24Vpp per alimentare la base di
T3,
questi vengono forniti
dalla catena di amplificazione composta dalle due sezioni di IC1 in
particolare il guadagno è impostato da R15-R14 per IC1A e da R19-R18
per
IC1B, in totale 361 volte (51.15dB), i condensatori C22 e C20 servono a
disaccoppiare la continua dato che l'operazionale lavora con tensione
singola. La
banda passante della catena va da 300Hz a 8KHz a -3dB, il taglio alto è
imposto dalla rete R19-C21 mentre quello basso è imposto da tutti i
condensatori da 1u escluso C23. Il diodo D1 zener assieme a R9
regola la tensione a 5.6V per poter alimentare il microfono, C16
serve a cortocircuitare il rumore generato dal diodo zener. Molta
importanza ha la rete R10-C18, essa evita che il segnale a RF viaggi
sul percorso audio provocando dei comportamenti anomali
dell'operazionale IC1, quest'ultimo, inoltre, deve essere
necessariamente un rail-to-rail.
Il risultato della modulazione è rappresentato nella seguente figura (segnale prelevato sul carico da 50 ohm):
![](TX%2025MHz_file/20201020_211936.jpg)
Tensione sul collettore di T2:
![](TX%2025MHz_file/Immagine2.jpg)
SEZIONE OSCILLATORE
Per
questa sezione invito il lettore a visitare la seguente pagina:
oscillatore 25MHz dove il funzionamento dell'oscillatore è
spiegato in maniera dettagliata.
Qui
tutti i file necessari per la realizzazione dello stampato.
L'immagine della scheda e' stata salvata con una risoluzione di 600 d.p.i.
Ricordatevi di fare i ponticelli di colore rosso sul lato componenti.
Spero che a qualcuno sia piaciuto il mio lavoro.
Ciao
Fabio