REALISATION D`UN PA DE 18W « LOW COST » SUR 23CM Ver

REALISATION D’UN PA DE 18W « LOW COST » SUR 23CM Ver 1.01
F1JGP 10/06
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1 INTRODUCTION:
Le transistor LDMOS utilisé est le PTF10041 disponible chez RF ELLETRONICA « Franco
ROTA » en Italie pour un QSJ très intéressant.
Excité par les 550mW de mon transverter 23cm, cet ampli sort 18W. Son excellent rendement
limite l’échauffement interne.
Caractéristiques :
Puissance de sortie :
Gain :
Alimentation :
Courant consommé :
Rendement :
18W
15dB
28V
1.4A
46%
1 DESCRIPTION DU SCHEMA DE PRINCIPE:
Cet amplificateur de puissance est alimenté à partir d’une alimentation stabilisée de 28V.
Un circuit de polarisation constitué d’un régulateur de tension et d’une résistance ajustable
permet le réglage du courant de repos du transistor LDMOS.
Une sonde de détection délivre une tension continue proportionnelle à la puissance de sortie.
2 MONTAGE MECANIQUE:
Les performances obtenues dépendent essentiellement du soin apporté lors du montage.
L’ampli est monté dans un boîtier schubert de dimension 111*74*30, le refroidissement est
assuré par un radiateur plaqué coté plan de masse du circuit imprimé. Le transistor dépourvu
de semelle, est plaqué contre ce refroidisseur à l’aide d’une petite cale et deux vis de diamètre
2mm.
3 PREPARATION DU CIRCUIT FR4:
_Découper le circuit aux dimensions intérieures du boîtier.
_Découper l’emprunte du LDMOS exactement aux dimensions afin que les pattes
de porte et de drain soient soudées au plus court sur les lignes 50ohm, la découpe dans
le sens transversal sera plus large que le transistor afin de permettre le passage des vis
de fixation.
_Percer les trous de fixation de diamètre 2.5mm pour la fixation du radiateur sur le
plan de masse du circuit.
_Ebavurer ces trous à l’aide d’un cutter afin que le radiateur soit parfaitement en
contact avec le plan de masse du circuit.
4 PREPARATION DU RADIATEUR:
_Découper un radiateur d‘aluminium de dimensions légèrement inférieures au circuit
FR4 afin de permettre la soudure de ce dernier dans le boîtier.
_Centrer ce radiateur sur le circuit et contre-percer les trous de fixations à l’aide d’un
foret de 2.2mm.
_Tarauder ces trous avec un taraud de 2.5mm.
_Ebavurer les trous à l’aide d’un foret de 6mm.
_Percer les trous de fixation du transistor à 1.8mm et tarauder à 2mm
5 PREPARATION DU BOITIER:
_Pointer et percer à 4mm les trous de passage des prises SMA.
ATTENTION:LE COTE PISTE DU CIRCUIT DOIT ETRE IMPLANTE A 11mm DU
COUVERCLE SUPERIEUR DU BOITIER.
_Pointer et percer les trous de passage des deux by-pass.
_Souder ou visser les prises SMA en prenant soin de bien les centrer.
6 SOUDURE DU CIRCUIT DANS LE BOITIER:
_Assembler les deux parois latérales du boîtier.
_Présenter le circuit dans le boîtier, le plaquer contre les pinoches des fiches SMA
et souder ces dernières après s’être assuré de la position horizontale du circuit.
_Souder le circuit dans le boîtier sur tout le pourtour coté masse et coté pistes.
7 MONTAGE DU RADIATEUR:
_Monter le radiateur contre le plan de masse du circuit en s’assurant qu’il soit bien
plaqué sur toute la surface.
_L’application d’une peinture à base d’argent entre le radiateur et le plan de masse du
circuit est recommandé autour du trou de passage du transistor. Ceci diminue la
résistance entre la source du transistor (semelle) et le plan de masse du circuit.
8 MONTAGE DES COMPOSANTS:
_Tous les composants sont montés coté piste, il n’existe aucun trou de passage de
composants, la mise à la masse des condensateurs ATC100B est assurée par les vis de
2.5mm en laiton qui fixent le radiateur sur la face opposée.
Souder tous les composants sauf le LDMOS
9 MISE SOUS TENSION:
_Vérifier visuellement le câblage.
_Mettre sous tension la partie polarisation et vérifier la présence de la tension de 8V en
sortie du régulateur 78L08.
_Vérifier que la tension de polarisation varie de 1.3V à 7V sur la ligne 50 ohm
d’entrée avec la variation de la résistance ajustable.
_Régler la tension de polarisation à 1.3V.
_Mettre hors tension.
10 MONTAGE TRANSISTOR LDMOS:
_Enduire la semelle du transistor de peinture à l’argent.
_Le Fixer par pression sur le radiateur à l’aide d’une petite cale de 15mm x 4mm et
deux vis 2mm implantées de part et d’autre.
_Souder les pattes de porte et de drain après avoir débranché le fer à souder.
11 MISE SOUS TENSION:
_Charger l’entrée et la sortie sur des bouchons 50 ohm.
_Limiter le courant d’alimentation 28V à 1A, mettre sous tension la partie drain
via un ampèremètre puis la partie polarisation.
_Augmenter la tension de polarisation à l’aide de la résistance ajustable jusqu’à ce que
le courant de drain augmente jusqu’au environ de 170mA.
Attention le courant commence à augmenter très rapidement à partir de 3.5V à 4V
d’où le choix d’une résistance ajustable multitours.
12 REGLAGES HF:
Sur ces fréquences les adaptations sont effectuées en positionnant des stubs sur les lignes 50
ohm de part et d’autre du transistor.
Le circuit imprimé dispose déjà de pré adaptations, en entrée et en sortie. L’adjonction de
stubs permet l’obtention de quelques dB supplémentaires par un réglage fin.
Ces stubs sont constitués de petits morceaux de feuillard de cuivre que je récupère
personnellement dans des chutes de câble H100 (blindage).
Pour positionner les stubs, j’utilise un morceau d’epoxy d’une longueur de 12cm et de largeur
5mm dépourvu de cuivre et taillé en biseau sur lequel j’applique un morceau de double face
pour maintenir le stub.
13 PROCEDURE DE REGLAGE:
_Connecter l’exciteur sur l’entrée (0.6W maxi).
_Connecter un wattmètre en sortie.
_A défaut de wattmètre connecter une charge 50ohm (que l’on trouve
facilement aux occasions des différentes manifestations: CJ ...) pouvant supporter une
puissance de 20W, et utiliser la tension délivrée par la sonde HF qui donne une image
relative de la puissance de sortie.
_Connecter le PA sur une alimentation délivrant une tension de 28V et de préférence
munie d’un réglage de limitation d’intensité de l’on positionnera à 2A.
.Cette précaution protège le transistor en cas de fausses manips.
Positionner les stubs sur la ligne de sortie pour faire le maxi.
_Faire de même pour la ligne d’entrée.
_S’inspirer de la photo pour le positionnement de ces stubs.
14 LISTE DU MATERIEL:
Désignation
C1 C2 C7 C11
C3 C4
C5, C6
C8 C9
C10
valeur
1nF
33pF
12pF
10µF
100µF
remarques
CMS 805
CMS ATC100B
CMS ATC100A
CMS tantale 35V
Chimique radial
R1
R2
R3
R4
R5
5k
100
1k
560
47
ajust cms BOURNS 3224W
CMS 805
CMS 805
CMS 805
CMS 805
T1
PTF10041
Ericsson
D1
BAT15
ou toute détection bande L
L1
L2
L3
L4
0,1µH
CMS
5 spires diamètre 4mm fil émaillé 4/10 ième
5 spires diamètre 4mm fil émaillé 4/10 ième
2 spires sur perle férrite fil émaillé 4/10 ième
IC1
78L08
BOITIER FER ETAME
2 Connecteur
2 Condensateur bypass
CIRCUIT EPOXY
SMA
1nF
régulateur 8V cms
shubert 111 x 74 x30
Femelle chassis
15 PRINCIPE:
IN
28V TX
78L08
OUT
GND
10µF
10µF
1nF
100
33pF
ATC 100B
1K
2 Spire s
s ur pe rle fé rrite
5K
0,1µH
1nF
28V
33pF
ATC 100B
1nF
10µF
5 Spire s
dia 4m m
5 Spire s
dia 4m m
OUT
IN
12pF
ATC 100A
12pF
ATC 100A
PTFE10041
BAT15
47
1nF
Monitoring
560
1nF
16 IMPLANTATION:
IC1
C8
C9
C11
28V
TX
R1
C10
C1
L1
C4
C3
28V
C2 +
R2
C5
R3
L2
L3
T1
D1
C7
F1JGP 23cm
17 CIRCUIT IMPRIME :
F1JGP 23cm
R4
C6
L4
R5
18 PHOTO: