dimanche 3 décembre 2017

COUPLAGE DE 2 AMPLIFICATEURS VHF AVEC DES SPLITTERS DE WILKINSON.



Par F1IEY – Décembre 2017


Étant l’heureux possesseur d’un lot de transistors VHF de 25 Watts, l’idée m’est venue de coupler 2 amplificateurs identiques pour doubler la puissance de sortie.
Cette expérimentation fait suite à celle réalisée sur un amplificateur VHF de 25 Watts équipé d’un transistor SD1274. 
Ce qui va être décrit pourra s’appliquer à d’autres transistors.





Les transistors utilisés :
SD1274 : 10dB à 160MHz sous 13,6V. PW=30W







11-     L’AMPLIFICATEUR.









Il est composé de 2 étages identiques et couplés en entrée et en sortie par splitter / diviseur de Wilkinson.








Un seul transistor donne une puissance de sortie de 25W pour 2,5W en entrée (10dB).
(Les détails de ce montage ont été donnés dans l’expérimentation précédente.)

Pour doubler  la puissance de sortie il suffit d’en coupler  deux identiques.



1-     LE SPLITTER / DIVISEUR DE WILKINSON .



 
 
 - Dans un sens, il permet de diviser par 2 la puissance d’un signal et de respecter l’impédance.
EXEMPLE : si on injecte à l’entrée 5W sous 50 Ohms on récupère 2,5W sous 50 Ohms sur chaque sortie.
  



 - Dans l’autre sens, il permet d’additionner  les  puissances présentes sur les 2 entrées et de respecter l’impédance.
EXEMPLE : si on injecte 5W sous 50 Ohms sur chacune des entrées on récupère 10W sous 50 Ohms en sortie.





Les formules pour le calculer :

           L = 50 / (4,44 x F)

L  en µH
F en MHZ

                    C = 1000000 / (445 x F)



C  en pF
F en MHZ

              R = 2 x Z

R  et  Z en Ohms


Exemple : F=145MHZ,  Z= 50 Ohms
L=  0,077µH (77nH)
C= 15,49pF (valeur standard la plus proche = 15pF)
R= 100 Ohms


Calcul et réalisation des selfs :
Encore et toujours  le même outil, mini Ring Core Calculator de DL5SWB.
 




 



Les 2 selfs seront identiques et constituées de 4 tours de fil de Ø 1mm formées sur un foret de 7mm et étirées pour obtenir une longueur de 7mm.
 
3 -   LE SCHÉMA FINAL :





Il faudra respecter soigneusement la symétrie aussi bien dans la réalisation des amplificateurs que dans celle des splitters de Wilkinson, en cas de déséquilibre la résistance de 100 Ohms dissipera de la puissance. Il est recommandé de prévoir une résistance de quelques Watts (non inductive).
Si les splitters de Wilkinson son déportés, ils devront être reliés par des petits câbles coaxiaux 50 Ohms. Les longueurs des tronçons en sortie du diviseur seront de même longueur,  Idem pour le splitter en sortie.


4 -   La commutation TX / RX :

En RX les contacts du relais mettent l’amplificateur en Bypass, celui-ci ne consomme aucun courant (avantage de la classe C).
Lorsqu’on émet, une petite fraction du signal d’entrée arrive sur le détecteur à diodes via le condensateur de 4,7p F. La tension détectée est amplifiée par deux transistors 2N2222 (darlington)  qui commandent le relais. L’amplificateur se retrouve connecté entre le transceiver et l’antenne.


5 -   Le filtre passe-bas :
Modélisé avec RFSim99.











Le calcul des selfs :




55nH : 4 tours de fil de cuivre 10/10ème sur un foret de 8mm. Longueur de la self 15mm.




6 -   CONCLUSION :

En utilisant des étages en cascade dans un amplificateur on arrive vite aux limites de puissances des transistors. Il est plus judicieux d’utiliser des amplificateurs moins puissants et de les coupler.
On peut par exemple coupler 4 transistors de 25Watts pour disposer d’une puissance de 100Watts.

73 - F1IEY – Jean-Luc



2 commentaires:

  1. Bonjour cher OM,

    Bravo pour vos superbes réalisations (!) et pour toutes vos explications très utile pour les constructeurs novices !

    73 et Bonne année 2018 à vous et votre famille !

    Vincent F0GXR
    apprenti radioamateur
    https://www.qrzcq.com/call/F0GXR

    RépondreSupprimer
    Réponses
    1. Bonjour Vincent F0GXR,
      Merci pour vos vœux 2018 et pour l'intérêt que vous porter à mes réalisations.
      Bonne année à vous également
      Jean-Luc F1IEY

      Supprimer