Amplificateur UHF 50W version 2
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Amplificateur UHF 50W MATRA (Version 2) Joël Redoutey F6CSX Cet amplificateur utilisé dans les relais Radiocom 2000 se présente sous la forme d'un tiroir profond équipé d'un grand radiateur anodisé naturel sur tout un côté. La face avant qui porte l'inscription Amplificateur de puissance 50W UHF, est munie de deux connecteurs DB25 et d'une rangée de 7 LED alignées verticalement. Attention, il existe une version plus ancienne (version 1) qui ne possède pas la rangée de LED et dont le radiateur anodisé noir comporte une découpe. Ce document ne fait référence qu'à la version 2 Cet amplificateur linéaire délivre plus de 50W sous 24 à 28V pour une excitation de 10mW. A l'intérieur du tiroir, on trouve la partie HF entièrement blindée et une carte de contrôle, solidaire de la face avant, reliée à la partie radio par un câble. Schéma synoptique de la partie HF Le schéma de principe de la partie HF est le suivant. Push-pull AM5060 AM5002 AM5025 Entrée 10mW Coupleur hybride Atténuateur Coupleur hybride Détection présence HF Direct Sortie 60W Coupleur directif Réf léchi Commande Psortie Push-pull AM5060 détection déséquilibre Description L’entrée (fiche SMB) est dirigée vers un atténuateur en PI à diodes PIN (HP3810 marquage E0). Cet atténuateur est commandé par une tension variable entre 2 et 19V (2V correspond à l’atténuation minimale). Le signal d'entrée est détecté et une information de présence de HF est disponible sur un des by pass de sortie. Le signal est amplifié par trois étages. Une diode PIN commandée comme l’atténuateur, ajuste le niveau entre le premier et le second étage. La sortie du troisième étage, adaptée à 50 Ω, attaque un coupleur hybride. L’étage final, alimenté en 28V, est constitué de deux amplificateurs push-pull (transistor double AM5060) couplés en sortie par un second coupleur hybride. Une détection de tension aux bornes de la résistance de charge du coupleur permet de détecter un déséquilibre des deux étages. Page 1 La sortie s’effectue au travers d’un coupleur directif donnant une information de puissance directe et réfléchie. Tous les étages sont polarisés en classe AB, par le circuit suivant, l’amplificateur est donc linéaire. +5V Vers PA 2 1 (2 circuits identiques) 1N4007 R:0 E:9,7V 31C 1k Idem AM5025 A6W 1N4007 1k 330 330 31C base AM5002 A6W 2,2 56 A6W Brochage du connecteur DB25 d’alimentation Amplif icateur Matra 50W 1 14 2 15 3 16 4 17 5 18 6 19 7 20 8 21 9 22 10 23 11 24 12 25 13 L'alimentation s'effectue par les prises DB25 (les deux prises sont reliées en parallèle) Le 14V n’est pas utilisé dans l’amplificateur. Pour passer en émission, il suffit d'appliquer une tension positive (environ 5V) sur la broche 15. TEST PRELIMINAIRE Masse 14V +14V Mise en porteuse Présence porteuse Masse 28V +28V Connecteur DB25 Relier la sortie (fiche N) à une charge 50Ω par l'intermédiaire d'un Wattmètre, Alimenter en 24 V, Injecter à l'entrée une puissance de quelques mW (un générateur HF fait très bien l'affaire) dans la bande 430 - 440 MHz, Appliquer +5 V sur la broche 15. Vérifier que l'amplificateur fonctionne correctement. MODIFICATIONS La platine de contrôle étant entièrement câblée en CMS, le schéma est extrêmement difficile à relever. Après diverses tentatives pour tenter de réutiliser cette platine, j'ai fini par la supprimer! Page 2 Repérage des sorties du boîtier HF Le schéma suivant montre la correspondance des diverses sorties (by pass). ARRIERE Entrée Sortie P réfléchie P directe équilibrage PA Fusible 10A +28V +28V BY255 température Polarisation Commutation automatique détection RF Atténuateur 10K AVANT Réglage P sortie Détection RF D'origine il existe un circuit de détection de présence de HF à l'entrée dont le schéma est le suivant: 4 +20V R5 100k HP2800 (A0) U1:B 5 7 6 C2 R4 1 2 Vs = 19V si Pin < 5mW Vs = 0 V si Pin > 5mW 1k LM324 U1:A 3 R6 11 D1 LM324 1k5 R1 C1 18 L1 R2 R3 330 330 La tension détectée sort sur un by pass et est envoyée dans la platine de contrôle. En l'absence de HF à l'entrée on relève 150mV ce qui correspond à la tension renvoyée par l'ampli LM324 (10V sur l'entrée 5). Page 3 La tension détectée commence à augmenter à partir de 0,8 mW, ce qui correspond à environ 5W à la sortie. On obtient environ 400 mV pour 5 mW à l'entrée ce qui correspond à peu près à 30W de sortie. On constate que le comparateur bascule à ce point. Nous allons utiliser cette fonctionnalité pour réaliser un circuit de commutation automatique qui fait passer l'amplificateur en émission dès qu'un niveau de HF significatif (ajustable) est présent à l'entrée (VOX HF). Le circuit que j'ai utilisé est le suivant: +24V à 28V U2 10µF VI 1 R6 C3 560 2 C4 VO GND 7812 3 100nF C2 10k Q1 R2 2k2 150k 8 U1:A R1 RL1:B D1 1N4001 R3 2 47k Polarisation R5 3 Détection RF RL1:A 1 2N2907 3 RV2 5 4 R4 100nF 1 4k7 Q2 2 VN0808 1k 4 RX LM393 C1 RV1 2,2µF TX 7 RL1:C 6 8 Ant relais coaxial 470k Le signal détecté est envoyé sur un comparateur LM393. Il est impératif d'utiliser ici un comparateur dont l'entrée peut descendre jusqu'à zéro. Le niveau de basculement est fixé par le potentiomètre RV2. La sortie (collecteur ouvert) commande un PNP qui met la grille d'un petit transistor MOS Q2 à 12V et le rend conducteur (on peut remplacer le MOS par un Darlington genre BC517). Le condensateur C1 maintient la tension de la grille au dessus de sa tension de seuil pendant un temps qui dépend de la valeur de la résistance RV1 (plus RV1 est grand, plus le délai est long). Le transistor Q2 commande deux relais 24V dont les bobines sont reliées en parallèle: le relais coaxial d'antenne et le relais qui applique la tension de polarisation aux transistors. J'ai utilisé un relais pour commuter la tension de polarisation afin d'égaliser les temps de commutation entre PA et relais d'antenne (compter au moins 10ms pour la commutation du relais coaxial…). Ce circuit peut paraître compliqué, mais il est extrêmement fiable dans son fonctionnement. Page 4 Réglage de la puissance de sortie. La présence de l'atténuateur à diodes PIN permet un réglage progressif de la puissance de sortie. En mettant la sortie Atténuateur à la masse, on obtient la puissance maximale. En insérant une résistance variable de 10kΩ entre cette sortie et la masse, on peut pratiquement régler la sortie entre zéro et 50W… On peut aussi mettre un transistor entre la sortie atténuateur et la masse, ce qui permet une commande par potentiomètre et la réduction de la puissance de sortie en cas de ROS trop élevé (pas encore testé). Mesure des puissances directe et réfléchie. La sortie de l'amplificateur comporte un coupleur directif qui permet de mesurer la puissance incidente et la puissance réfléchie: Puissance directe C3 R12 HP2800 (A0) du coupleur 39 47pF R8 R9 R10 330 270 330 R11 R13 270 110 D2 150 C4 R14 -6dB Puissance réfléchie C1 R5 D1 du coupleur 15 47pF R1 R2 R3 R4 R6 R7 680 680 680 680 110 150 C2 -2,5dB Entrée sur le second étage • Pour les possesseurs de portatifs équipés BLU (genre FT 790R), il est possible de supprimer le premier étage amplificateur et de rentrer directement sur le deuxième étage. • Avec 100mW (FT790R en position LOW + atténuateur 3dB) on obtient la puissance de sortie maximale. R1 C1 Supprimer le condensateur de liaison C1 ainsi que la résistance R1 et la diode PIN. Entrer directement sur C2. C2 Q1 AM5002 D2 PIN (E0) Page 5
