QRP klassisch: Eine 10W-PA für SSB-QRP-Geräte

Einführung

Der nachfolgende  Artikel beschreibt ein kompaktes PA-Modul für einen SSB-Transceiver. Eigentlich entworfen für mein Lieblingsband (z. B. 14 MHz) entwickelt, funktioniert die Schaltung aber auch sehr auf 18 MHz und 21 MHz. Mit einigen Anpassungen sollte das Modul darüber hinaus auch auf den unteren Bändern nutzbar sein. Eine Platine ist in meinem QRP-Shop erhältlich.

Die voll bestückte Platine:

 

10W PEP SSB QRP PA module
10W PEP SSB QRP PA module

Bei diesem Modul handelt es sich um eine 4-stufige Entwicklung, die mit bipolaren Transistoren bestückt ist. Das Modul ist in der Lage, eine maximale Ausgangsleistung von 10 W PEP mit guter Linearität zu liefern. Die Größe der Platine beträgt 9 x 3 cm (3,5 x 1,2 Zoll).

Die Schaltung

DK7IH QRP PA 10W PEP
DK7IH QRP PA 10W PEP

Für dieses Modul habe ich einige bekannte bipolare Transistoren verwendet, die sich auch heute noch beschaffen  lassen:

  • Q1: 2N2222
  • Q2: 2N3866
  • Q3: 2N3553
  • Q4, Q5: 2SC2078

Q1, Q2 und Q§ sind bei verschiedenen Anbietern auf den bekannten elektronischen Handelsplätzen erhältlich. Aber man muss natürlich vorsichtig sein, keine Fälschungen zu kaufen! Wer MAterial benötigt und Schwieirgkeiten hat, dieses zu beschaffen wende sich an peter(at)dk7ih.de! 🙂

Eine andere ebenfalls mögliche Halbleiterkonfiguration ist:

  • Q1: 2N2222
  • Q2: 2N2219
  • Q3: 2N3866
  • Q4, Q5: 2SC2078

Q4 und Q5 lassen sich eleflow.com kaufen sie können über meinen QRP-Webshop erworben werden.

 

Beschreibung

Die ersten 2 Stufen der PA verstärken das Eingangssignal (welches im Bereich zwischen 100 und 300 mVpp liegen kann) auf etwa 150 bis 180 mW PEP. Sie werden im A-Betrieb angesteuert.

Q3 wird dann im AB-Betrieb verwendet indem über einen 1-kΩ-Widerstand und eine mit GND verbundene 1N4001-Siliziumdiode eine entsprechende Vorspannung und damit ein Basisstrom erzeugt wird. Diese Diode ist auf der Platine sehr nahe am Kühlkörper von Q3 platziert, um einen guten thermischen Kontakt zu gewährleisten. Die Diode (1N4001)  stabilisiert den Basisstrom dadurch, dass sie ihre Leitfähigkeit erhöht, sobald sich Q3 erwärmt, wodurch der Basisstrom entsprechend begrenzt wird. Somit wird ein thermisches Weglaufen dieser Stufe wirksam verhindert.

Q4 und Q5 bilden eine Gegentakt-Endstufe. Hier werden 2 Dioden zur Basistromerzeugung verwendet. Daher wurde eine Steuerstufe mit einem NPN-Transistor (BC547, 2N2222 oder gleichwertig) hinzugefügt. Die Gehäuse des Transistors sollten auch hier einen guten thermischen Kontakt zu den Dioden haben.

Zwischen Stufe 2 und 3 und Stufe 3 und 4 wurden Impedanztransformatoren eingebaut. Ihr Zweck ist es, die höhere Ausgangsimpedanz der vorherigen Stufe auf die sehr viel niedrigere Impedanz des nachfolgenden Eingangs zu senken. Der letzte Übertrager (T3) arbeitet umgekehrt: Die ca. 10 bis 12 Ω Ausgangsimpedanz des Gegentaktverstärkers werden auf 50 Ω des Antennenkreises transformiert.

Diese Schaltung erfordert zudem ein Tiefpassfilter, das nicht auf dieser Platine platziert wurde, da das PA-Modul für verschiedene Bänder ausgelegt ist. Sogar die Verwendung in einem Multiband-Transceiver ist möglich, was einen Satz Tiefpassfilter auf einer separaten Platine erfordert.

Die Platine

Die Bauteile sind folgendermaßen bestückt:

10W PEP SSB QRP PA module - The PCB
10W PEP SSB QRP PA module – The PCB

Ergebnisse

Wenn das Modul mit einem 14MHz-Signal angesteuert wird, das von einem Zweitonsozillator stammt, ergibt sich bei 10W PEP folgendes Ausgangsspektrum. Der IMD3 mit ca. 30dB ist für eine QRP-PA akzeptabel.