１Ｗクラス リニアアンプ
５０ＭＨｚで１Ｗの出力が出るリニアアンプを作るとなると現在では、入手出来るデバイスがあまりありません。
あってもかなり高価です。
そこで安価に入手できるデバイスで、どこまでいけるかの実験です。
まずは、比較材料ということで、２ＳＣ１９７１と２ＳＣ３１８５を使って作ってみました。
２ＳＣ１９７１
現在では、かなり入手困難なようです。
ただ実力は１Ｗクラスではもったいなく５Ｗクラスで使うべきではと思います。
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回路は、トロ活の中にある１Ｗリニアアンプの回路です。 |
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０−２００Ｍｈｚのゲイン特性です。 ５０ＭＨｚでは、約２１．５ｄＢのゲインがあります。 （Tglevel=-20dBm） |
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１Ｗ出力時のＩＭＤの様子です。 Vc=15V、Id=70mA 2信号は手持ちの発信機の関係で５１．２１５Mhzと５１．２２５Ｍｈｚｎｏ１０Ｋｈｚ 離れを使っています。 この時の、３ｒｄのIMDは-５１ｄｂと余裕です。 |
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IMDが-３２ｄｂになるのは、出力が１．７Wの時でした。 しかし、使用した回路が１W出力用の回路なので出力を増やしていくとインピーダンス マッチングが外れてきます。 これ以上の出力は、別の回路を用意する必要があります。 |
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今回まず実験した３種類の石の入出力特性です。 FTが高いだけあってC3950が若干ゲインが高いですが ２５ｄBｍあたりで頭打ちになります。 C3185,C1971は３０ｄBmまでリニアです。 注1：C3950のデータは１５Vのものです 注2：C3185のデータはここではゲイン２０ｄｂ になっていますがIMDの最良点のゲイン １５ｄｂで使っています。 |
２SC３１８５
現在では、入手難のようですがパーツBOXの中にあったので使ってみました。
カタログデータによると、１７５MHｚで１．３Wの出力が取れるとあります。
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３ｍｍ厚のアルミのコの字チャンネルにTrを裏から付けています。
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０−２００Ｍｈｚのゲイン特性です。 ５０ＭＨｚでは、約１４．５ｄＢのゲインがあります。 （Tglevel=-20dBm） |
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１Ｗ出力時のＩＭＤの様子です。 Vc=15V、Id=25mA この時の、３ｒｄのIMDは-３４ｄｂです。 |
２ＳＣ３９５０
三洋のＣＲＴ Ｖｏｕｔ用の石です。
カタログスペックは、ＶＣＢＯ＝３０Ｖ、ＩＣ＝０．５Ａ、ＰＣ＝５Ｗ（TC=２５℃）、FT=2０００MHz
となっています。
この石は、サトー電気で５個５０４円で売っています。（１個だと約１００円と安価です）
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回路は、２SC1971と同じ回路です。 放熱板には、２ｍｍ厚のアルミ板の切れ端を使っています。 |
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０−２００MHｚのゲインの様子です。 （TGLevel=-20dbm） ５０MHｚでは、２２．５ｄｂのゲインがあります。 |
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VC=18Vに上げてやっと１W出せました。 VC=15Vでは、０．７W VC=12Vでは、０．５Wが限界でした。 |
２ＳＣ３９５０プシュプル
シングルの時、１５Ｖで０．７Ｗ出力があるのでプシュプルにすると１Ｗ出ないかと実験してみました。
（ＶＣ＝１８Ｖは少し大げさなのでせめて１５Ｖで使いたいのです）
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実験基盤の様子です。 この石は、足がＥＣＢの並びなので配置には苦労します。 回路は、ＦＢ８０１−４３を使った普通のプシュプル回路 です。 |
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０−２００MHｚのゲインの様子です。 （TGLevel=-20dbm） ５０MHｚでは、２０ｄｂのゲインがあります。 シングルの時に比べてゲインが２．５ｄｂ落ちています。 トランスの巻線比が、最適ではないと思われます。 |
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プシュプルでも、１８Ｖで１Ｗ出力となりました。 ＩＭＤは、シングルの時より改善されましたが、これ以上入力を増やすと急激に悪化します。 定数をいろいろ替えていけばもう少し良くなるとは思われますが今回は１Ｗ出力が目的ですので これで終わりにします。 出力のリニアリティは、３０ｄｂｍ ＯＵＴまでリニアです。 |
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２ＳＣ２５３８（プシュプル）
この石は、三菱のＲＦ・ＰＡ用でカタログスペックは
ＶＣＢＯ＝４０Ｖ、ＩＣ＝０．４Ａ、ＰＣ＝０．７Ｗ（Ｔａ＝２５℃） １７５ＭＨｚで０．６Ｗの出力が得られるとあります。
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回路は、これまでと同じです。 コアには、秋月コアを使っています。 |
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０−２００MHｚのゲインの様子です。 （TGLevel=-20dbm） ５０MHｚでは、１８．５ｄｂのゲインがあります。 |
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１Ｗ出力時のＩＭＤの様子です。 ＶＣ＝１３．５Ｖ ３ｒｄＩＭＤは−３６ｄｂです。 なりより１３．５Ｖで１Ｗ出てくれるのがありがたいです。 ３０ｄｂｍ出力まではリニア動作しています。 現在作っている５０ＭＨｚＳＳＢ機のファイナルの候補になりました。 |
もう少しどうにかならないかと思い、トランスをいじってみました。
結局、入力側のトランスを１次側３ｔ：２次側バイファイラ２ｔのトランスにしたときが一番いい感じでした。
出力側のトランスはトリファイラ３ｔでこれが一番いいようです。
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ゲインは約２ｄｂ増加して２０．４ｄｂになりました。 |
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ＩＭＤも若干ですが良くなりました。 |
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高調波の様子です。 ＰＰの特徴である偶数時の高調波が低くなっています。 １Ｗ出力時のＩＣは160mAで、効率は４６％です。 |
NEC ０５０２−０７ 2008.02.10
この石は、ヤフオクでの入手です。
FT=500MHｚ PC=８．７５W とありました。
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パッケージは、高周波出力用によくあるタイプです。 Ｗｅｂで、データシートを探しましたが見つかりませんでした。 テスタで足の接続を探ってみると、先が４５度に切れている端子がベースで その反対がコレクタ残り２つがエミッタでした。 （このタイプのTRは、ほとんどが切れているのがコレクタですがこれは 違いますので注意が必要です） 放熱用のネジはどこにもつながっていません。 |
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実験基板です。 回路は、これまでと一緒です。 |
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０−２００MHｚのゲインの様子です。 （TGLevel=-20dbm） ５０MHｚでは、２２．８ｄｂのゲインがあります。 |
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１Ｗ出力時のＩＭＤの様子です。 Vc=15V、Iｃ=125mA この時の、３ｒｄのIMDは−３４ｄｂです。 感じは、２SC３１８５に良く似ています。 |
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入出力特性です。 出力＋３３ｄｂｍまではリニアな特性です。 元々は、業務用無線に良く使われていたとありました。 業務用無線＝FMというイメージが強くリニアアンプに使えるか と思いましたが生むが易しで使えそうです。 |
