Усилитель мощности. Блоки УМ19-50АК, УМ19-50, УМ19-5АК.

Усилитель мощности предназначен для усиления ВЧ сигналов возбудителя до необходимого уровня мощности, а также для обеспечения амплитудной модуляции.

Состав блока УМ19-50АК:

- усилитель мощности (А4, А7, А8, А9, А10, А11, А12);

- плата вторичного питания и ограничителя тока (А3);

- модуль ППН2-150 плата (А3/1);

- фильтр нижних частот и коммутатор ПРМ/ПРД (А5);

- направленный ответвитель (А5/1);

- плата АРМ-19 (А1);

- плата КУ-19 (А2);

- плата термодатчика (А6);

- трёхдецибельные направленные ответвители (W1, W2).

Состав блока УМ19-50:

- усилитель мощности (А4, А7, А8, А9, А10, А11, А12);

- плата вторичного питания и ограничителя тока (А3);

- фильтр нижних частот (А5);

- направленный ответвитель (А5/1);

- плата АРМ-19 (А1);

- плата КУ-19 (А2);

- плата термодатчика (А6);

- трёхдецибельные направленные ответвители (W1, W2).

Состав блока УМ19-5АК:

- усилитель мощности (А4, А7, А8, А9, А10);

- плата вторичного питания (А3);

- модуль ППН2-150 плата (А3/1);

- фильтр нижних частот и коммутатор ПРМ/ПРД (А5);

- направленный ответвитель (А5/1);

- плата АРМ-19 (А1);

- плата КУ-19 (А2);

- плата термодатчика (А6);

- трёхдецибельные направленные ответвители (W1, W2).

Блок УМ19-50АК работает следующим образом.

ВЧ сигнал с возбудителя поступает на разъём Х1.

Биполярный транзистор первого каскада V1 (А4) работает в режиме класса “A”. Остальные каскады выполнены на балансных полевых транзисторах V2, V3, V4, V5 и работают с постоянным статическим смещением, поступающим с платы АРМ-19 (А1) через делители R14, R15, R16 (A4), и R14, R15, R17 (A4); R1 и R2 (А7, А8).

Для деления и сложения мощности в третьем каскаде используются трёхдецибельные мосты W1, W2. С оконечного каскада усилителя ВЧ сигнал через фильтр нижних частот и направленный ответвитель (А5/1) поступает на коммутатор ПРД/ПРМ (А5) и далее на антенну.

Управляющее напряжение и напряжение модуляции на коллектор транзистора первого каскада подаётся с платы АРМ-19 (А1).

Плата ограничителя тока (А3) обеспечивает безопасный режим работы выходного транзистора V5.

Плата КУ19 (А2) осуществляет управление усилителем мощности по внешним командам, поступающим по шине управления с платы УП блока ПРМ-У(УИ).

В усилителе мощности при перегреве (по информации с термодатчика А6)предусмотрена возможность автоматического ступенчатого снижения выходной мощности по команде, поступающей с платы КУ19 (А2).

Электропитание усилителя мощности осуществляется от блока ВР-1 (ВР-2) через плату А3.

В блоке УМ19-50 на плате А5 отсутствует коммутатор ПРД/ПРМ, остальные цепи аналогичны блоку УМ19-50АК.

В блоке УМ19-5АК отсутствует выходной каскад на транзистореV5 (А11, А12) и ограничитель тока на плате А3, остальные цепи аналогичны блоку УМ19-50АК.

Плата АРМ-19

Плата АРМ-19 предназначена для:

- автоматической регулировки мощности (АРМ) усилителя мощности;

- амплитудной модуляции ВЧ сигнала на выходе передатчика в режиме А3;

- постановки и снятия с передачи передатчика;

- включения смещения цепей затворов транзисторов V2 – V4 (50-ваттных усилителей мощности) в режиме передачи;

- защиты выходных транзисторов усилителя мощности от:

а) возникновения неисправностей в АФУ (защита по КСВн),

б) неприсоединения или обрыва нагрузки передатчика (защита по постоянному току).

Устройство и принцип работы.

В передатчике используется система автоматической регулировки мощности (АРМ) методом изменения коллекторного напряжения транзистора V1 входного усилителя (платы А4) в зависимости от напряжения U_пад. и U_отр..

Напряжение U_пад. пропорционально уровню выходной мощности; напряжение U_отр. пропорционально уровню отраженной мощности, т.е. пропорционально КСВн АФУ. Напряжения U_пад. и U_отр. снимаются с разъёмов Х2 и Х3 соответственно платы А5 усилителя мощности.

Схема АРМ состоит из:

- дифференциального усилителя на микросхеме D4.2;

- эмиттерных повторителей на транзисторах V4, V7;

- повторителей напряжения U_пад. и U_отр. на микросхемах D3.1 и D3.2;

- коммутатора режимов работы сумматора напряжений U_пад. и U_отр. по входу 6 дифференциального усилителя на микросхеме D4.2 (режим регулировки мощности по уровню напряжения U_пад. или по уровню суммы напряжений U_пад. и U_отр.). Коммутатор режимов работы сумматора напряжений U_пад. и U_отр. выполнен на микросхемах D4.1, D1.2, D1.3, и D6.1;

- коммутатора режимов работы усилителя мощности (ПРД/ПРМ) на ключевых транзисторах V3, V5 и микросхеме D2.1;

- источников стабильного напряжения +9 В и +5 В на микросхемах D5 и D7 соответственно.

Микросхема D1.4 предназначена для формирования команды при состоянии неприсоединения или обрыва ВЧ нагрузки усилителя мощности, которая при отказе в виде «логического нуля» поступает на плату КУ19 (контакт 13 разъёма Х1).

Транзистор V6 предназначен для запирания схемы АРМ при снятии с передачи или при возникновении аварийных ситуаций в АФУ. В этом случае транзистор V6 открывается и блокирует прохождение напряжения АРМ на выход платы АРМ, и тракт ВЧ усиления закрывается.

Выходное напряжение схемы АРМ обратно пропорционально входному управляющему напряжению U_пад. или сумме входных управляющих напряжений U_пад. и U_отр (в соответствующих режимах), которые через повторители напряжения на микросхемах D3.1, D3.2 поступают на вход 6 дифференциального усилителя на микросхеме D4.2. На вход 5 микросхемы D4.2 с платы КУ19 поступает опорное напряжение. Опорное напряжение определяет уровень выходной мощности и форму огибающей ВЧ сигнала усилителя мощности. Напряжение схемы АРМ с вывода 7 микросхемы D4.2 поступает на выход платы АРМ через: эмиттерный повторитель на транзисторе V4; ФНЧ на R37, С23, R44 и эмиттерный повторитель на транзисторе V7.

Коммутатор режимов работы сумматора напряжений U_пад. и U_отр работает следующим образом. При малых КСВн (когда U_отр значительно меньше U_пад. ) напряжение на выходе 1 компаратора на микросхеме D4.1 отрицательное, диод V1 закрыт. Напряжение на входе 3 инвертора D1.2 равно уровню «логический 0», а напряжение на управляющем входе 1 коммутатора D6.1 равно уровню «логическая 1» (коммутатор закрыт). Напряжение на управляющем входе 8 коммутатора D6.1 равно уровню «логический 0» (коммутатор открыт). В этом состоянии напряжение U_отр не поступает на вход сумматора, резистор R25 подключается к корпусу через коммутатор D6.1 (вывод 7). Система АРМ работает в режиме слежения за одним напряжением U_пад. , т.е. АРМ обеспечивает максимально возможную равномерность выходной мощности и не отслеживает до определённого порога изменение КСВн нагрузки усилителя мощности.

При превышении КСВн определённого порога (устанавливаемого резистором R14) напряжение на выходе 1 микросхемы D4.1 становится положительным, диод V1 открывается, на выходе 4 инвертора D1.2 появляется уровень «логический 0», а на выходе 6 инвертора D1.3 – уровень «логическая 1», что приводит к замыканию канала между выводами 2 и 3 и размыканию канала между выводами 6 и 7 коммутатора D6.1. Напряжение U_отр. с повторителя D3.2 через коммутатор 6.1 и резистор R25 поступает на сумматор напряжений U_пад. и U_отр. Система АРМ переходит в режим суммирования напряжений U_пад. и U_отр , т.е. при возрастании напряжения U_отр происходит уменьшение U_пад. (уровня выходной мощности). При уменьшении выходной мощности происходит уменьшение токов выходных транзисторов усилителя мощности, т.е. происходит защита усилителя мощности при значительном возрастании КСВн. Напряжение индикации наличия режима сложения напряжений U_пад. и U_отр (т.е. режима защиты усилителя мощности по КСВн) с выхода 4 инвертора D1.2 в виде уровня «логический 0» поступает на плату КУ19 (контакт 12 разъёма Х1).

Коммутатор режимов работы усилителя мощности (ПРД/ПРМ) работает следующим образом. В режиме передачи (ПРД) на управляющие входы 1 и 8 микросхемы D2.1 подаётся уровень «логический 0», а на управляющие входы 9 и 16 микросхемы D2.1 с выхода 2 инвертора D1.1 подаётся уровень «логическая 1», при этом замыкаются каналы между выводами 3 и 2 и между выводами 6 и 7 микросхемы D2.1, а каналы между выводами 11 и 10 и между выводами 14 и 15 размыкаются. Через канал между выводами 6 7 в цепи затворов транзисторов V2 – V4 (50–ваттных усилителей мощности) подаётся смещение, а при размыкании канала между выводами 14 15 происходит включение ограничителя тока (на плате А3 50–ваттных усилителей мощности).

При замыкании канала между выводами 2 и 3 база транзистора V3 замыкается на корпус, а сам транзистор V3 открывается, и ток от источника минус 12 В открывает р-i-n диод V1, расположенный на плате А5 усилителей мощности с коммутатором. Транзистор V5 при этом находится в закрытом состоянии, т.к. канал между выводами 10 и 11 микросхемы D2.1разомкнут, и напряжение источника + 150 В запирает р-i-n диоды V2 иV3, расположенные на плате А5 усилителей мощности с коммутатором.

В режиме приёма (ПРМ) на управляющие входы 1 и 8 микросхемы D2.1 подаётся уровень «логическая 1», а на управляющие входы 9 и 16 микросхемы D2.1 с выхода 2 инвертора D1.1 подаётся уровень «логический 0», при этом размыкаются каналы между выводами 3 и 2 и между выводами 6 и 7 микросхемы D2.1, а каналы между выводами 11 и 10 и между выводами 14 и 15 замыкаются. Смещение в цепи затворов транзисторов V2 – V4 (50–ваттных усилителей мощности) не подаётся, а на ограничитель тока поступает команда выключения. При замыкании канала между выводами 10 и 11 база транзистора V5 замыкается на корпус, а сам транзистор V5 открывается, и ток от источника минус 12 В открывает р-i-n диоды V2 иV3, расположенные на плате А5 усилителей мощности с коммутатором. Транзистор V3 при этом находится в закрытом состоянии, т.к. канал между выводами 2 и 3 микросхемы D2.1 разомкнут, и напряжение источника +150 В запирает р-i-n диод V1, расположенный на плате А5 усилителей мощности с коммутатором.