Zosilňovač na 144 MHz s MRF9180 / MRF186

Lacný zosilňovač na VKV

Ako zvýšiť výkon zariadenia na 144 MHz? Jednou z možností je LDMOS zosilňovač s MRF9180. Tieto zosilňovače sú dostupné ako stavebnice od rôznych, zväčša čínskych, predajcov na portáloch ako Ebay, Amazon či Aliexpress. Ich cena je do 40 €. Avšak takáto stavebnica si vyžaduje ešte ďalšie komponenty ako je napájací zdroj, chladič či systém prepínania RX/TX a mechanické riešenie, resp. aj modul ochrán. Celková cena tak bude vyššia. Získať však môžete kvalitný zosilňovač na 144 MHz s veľkým ziskom.

Výber MRF9180 bol daný aj tým, že disponujem stabilizovaným zdrojom 28V/9A s toroidným transformátorom. Prakticky rovnaký typ zosilňovača je možné osadiť aj inými MOSFET-mi, napr. MRF186 či MRF9120.

Dokumentácia VKV zosilňovača MRF9180

Nevýhodou objednávky stavebnice je absencia relevantnej dokumentácie. Našťastie je možné získať potrebné informácie napríklad na webe GM4JTJ.

Mne stavebnica prišla približne tri týždne po objednaní. Plošný spoj je je kvalitne spracovaný a súčiastky boli roztriedené. MRF9180 a ATC kondenzátory boli použité, na čo púredajca vopred upozorňoval. Preto som MOSFET vopred premeral, ale našťastie bol funkčný.

Oproti nákresu osadenia súčiastok a popisu GM4JTJniektoré súčiastky iných hodnôt a odporúčam preto si hneď na začiatku spraviť plán ako ich osadiť. Napríklad blokovacie kondenzátory v napájacej vetve môžu mať iné hodnoty, ale meniť hodnoty vo VF vetve neodporúčam.

Vstupné obvody VKV zosilňovača MRF9180 / MRF186
Vstupné obvody VKV zosilňovača MRF9180 / MRF186

Osadenie plošného spoja VKV zosilňovača s MR9180

Osadenie plošného spoja začnite práve osadením SMD súčiastok v napájacej vetve.

Po osadení týchto súčiastok som pokračoval ATC kondenzátormi. Pozor je potrebné dať na správne hodnoty. Ideálne je kapacitu kondenzátorov premerať.

Cievky výstupného doplnopriepustného filtra sú vinuté na vrtáku. Najprácnejšie je zhotovenie transformátorov. Vstupný transformátor má pomer závitov 3:1 (to dáva transformačný pomer 9:1). Vinúť je potrebné s citom, aby sa neošúchala izolácia na vodičoch.

Výstupná transformácia je tvorená obvodmi z 25- a 50-ohmového koaxiálneho káblika. V dodanej stavebnici je 50-ohmový koaxiálny kábel červený, 25-ohmové kábliky modré. Oba káble sú pomerne tvrdé a ťažšie sa odizolovávajú. Vyžaduje si to dobré nástroje a istú ruku.

Blokovacie kondenzátory VKV zosilňovača MRF9180 / MRF186
Blokovacie kondenzátory VKV zosilňovača MRF9180 / MRF186

Po osadení týchto súčiastok nasleduje kontrola správnosti. MRF9180 zatiaľ neosadzujeme. Plošný spoj skontrolujeme vizuálne a potom pomocou ohmmetra na výskyt neželaných skratov. Nasleduje pripojenie napájacieho zdroja a kontrola napätia na plôškach pre drain a gate MRF9180. Regulačný obvod predpätia by mal umožňovať nastaviť napätie plynulo od 0 po cca. 5V.

Teraz môžeme osadiť MRF9180. Po zaťažení vstupu aj výstupu je možné vyskúšať nastavenie kľudového prúdu. Trocha som mal obavy z možného kmitania, keďže MOSFET má vysoký zisk, ale zosilňovač sa javil úplne stabilne. Kľudový prúd je nastavený na 800mA. So zvyšujúcou teplotou som zaregistroval jeho nárast.

Osadené menšie súčiastky vo VKV zosilňovači
Osadené menšie súčiastky vo VKV zosilňovači

 

ATC kondenzátory vo VKV zosilňovači
ATC kondenzátory vo VKV zosilňovači

 

Výstupná časť zosilňovača s MRF9180 / MRF186
Výstupná časť zosilňovača s MRF9180 / MRF186

 

Detail výstupnej časti zosilňovača s MRF9180 / MRF186
Detail výstupnej časti zosilňovača s MRF9180 / MRF186

 

SWR / PWR mostík na plošnom spoji zosilňovača s MRF9180 / MRF186
SWR / PWR mostík na plošnom spoji zosilňovača s MRF9180 / MRF186

 

Prispôsobovacie obvody a dolnopriepustný filter zosilňovača
Prispôsobovacie obvody a dolnopriepustný filter zosilňovača

Prvé otestovanie VKV zosilňovača s MRF9180

Prvé otestovanie s VF signálom som spravil pomocou VF generátora a VF sondy. To potvrdilo zisk cca. 17 dB. Keďže som sa obával možného zničenia MRF9180, tak na vstup zosilňovača som osadil útlmový článok.

Budenie z Kenwood-a TR-751E (5W) dáva výstupný výkon cca. 100W. Odber pri 28V je 7,2A, teda účinnosť cca. 50%. Chladenie obstaráva medený chladič CPU s turbínou. Tá má reguláciu bimetalovým spínačom, ktorý preklenie predradný rezistor.

Prepínacie a doplnkové obvody VKV zosilňovača s MRF9180

Prepínacie obvody RX/TX zabezpečujú prepnutie relé QN59925 a pomocných relé na vstupe zosilňovača a zapnutie predpätia. Obvod využíva budič ULN2003 v štandardnom zapojení.

Priamo na plošnom spoji zosilňovača je aj detektor priameho a odrazeného výkonu, ktorý umožňuje vytvoriť merač PSV. Bola škoda túto možnosť nevyužiť.

Finálne riešenie zosilňovača v portablovej prevádzke
Finálne riešenie zosilňovača v portablovej prevádzke

Mechanické riešenie VKV zosilňovača s MRF9180

Zosilňovač je zabudovaný v skrinke z nejakého starého meracieho prístroja. Predný a zadný panel je tvorený kuprextitom a vytlačeným štítkom na A4 nalepovaciu fóliu. Tá je kvôli zlepšeniu odolnosti prestreknutá niekoľkými tenkými vrstvami bezfarebného laku.

Zhodnotenie, výhody a nevýhody VKV zosilňovača s MRF9180

Zosilňovač sa v praxi chová veľmi dobre. Nezaznamenal som pri SSB prevádzke ani aktiváciu druhého stupňa rýchlosti chladiacej turbíny, t.j. 50°C na čidle na medenom chladiči. Veľa materiálu som mal v zásobách, teda náklady na zhotovenie odhadujem na 50 € sumárne. Konštrukcia však nie je vhodná pre začiatočníkov a dá zabrať aj skúsenému rádioamatérovi.

Istým rizikom je ale kvalita MRF9180 z Číny. Mnohým konštruktérom zosilňovač nefungoval z dôvodu poruchy tohto obvodu alebo veľmi skoro LDMOS odišiel do kremíkového neba. Aj mne jeden kus MRF9180 prestal fungovať. Viaceré pramene odporúčajú nakupovať LDMOS-y od overených predajcov. V takom prípade je vraj spoľahlivosť násobne vyššia.

Pridaj komentár