Un triplor de frecvență (144/432 MHz) ușor de construit, dar care necesită atenție la realizarea lui, este montajul pe care vi-l prezentăm în continuare. Deoarece performanțele depind de liniile de acord cuprinse în cablajul imprimat, acesta din urmă va trebui să fie executat cu multă grijă.
Din schema electrică (fig. 1) observăm că triplorul propriu-zis este urmat de un filtru de bandă care elimină componentele nedorite ce pot apărea prin multiplicare.
Desenul cablajului la scara 1:1 (fig. 2) este văzut dinspre partea plantată și se realizează din sticlotextolit cu grosimea de 4 mm.
Dioda varactor este de tipul BAY 66, cu o putere maximă disipată de 20 W, sau BAY 96, cu o putere maximă disipată de 40 W.
Circuitul de intrare este acordat în banda de 144–146 MHz.
Bobina L1 este din sârmă argintată ∅ 1,2 mm și are 5 spire, cu un diametru al bobinajului de 8 mm.
Circuitul L2C3 se acordează pe 288 MHz. Bobina L2 are 4 spire cu un diametru de 6 mm și se confecționează din sârmă argintată ∅ 1,2 mm. Toate condensatoarele de acord vor fi pe suport de ceramică, izolate cu aer. Se pot folosi și condensatoare cu izolație cu mică.
Valorile pieselor sunt indicate în schema de montaj. Pentru acordul montajului se procedează astfel: se conectează la ieșirea triplorului o sarcină fictivă, prevăzută cu un indicator al puterii; la intrare se conectează emițătorul de «2 m» (pentru început se va injecta o putere de numai 2–3 W). Se acționează apoi trimerele C4, C5 și C6 pentru o indicație maximă a puterii. Se acordează circuitul de rejecție din trimerul C3, de asemenea pentru putere maximă.
Circuitul de intrare (C1) se acordează ultimul, pentru ca mai apoi să se treacă (textul continuă în numărul/pagina următoare cu reglajul final la putere nominală).
Explicații de funcționare a circuitului
Acest montaj este un multiplicator pasiv de frecvență (triplor de putere RF de la banda de 2 m – 144 MHz la banda de 70 cm – 432 MHz), care funcționează fără alimentare externă, utilizând neliniaritatea capacității unei diode varactor de putere:
Acest montaj este un multiplicator pasiv de frecvență (triplor de putere RF de la banda de 2 m – 144 MHz la banda de 70 cm – 432 MHz), care funcționează fără alimentare externă, utilizând neliniaritatea capacității unei diode varactor de putere:
- Circuitul de adaptare la intrare (144 MHz): Semnalul RF de 144 MHz provenit de la emițător intră printr-un circuit LC serie-paralel format din bobina L1 (5 spire, ∅ 8 mm) și condensatoarele trimer C1 (13 pF) și C2 (13 pF). Acesta adaptează impedanța de 50 Ω a emițătorului la impedanța scăzută a diodei varactor, asigurând transferul maxim de energie pe frecvența fundamentală.
- Generarea armonicilor și autopolarizarea (Dioda D și rezistența R): Dioda varactor de putere (D – BAY66 sau BAY96) își modifică rapid capacitatea de joncțiune în funcție de tensiunea instantanee a semnalului RF aplicat. Această variație neliniară deformează unda sinusoidală și generează un spectru bogat de armonici (288 MHz, 432 MHz, 576 MHz etc.). Rezistența R (100 kΩ) conectată în paralel pe diodă asigură calea de curent continuu pentru autopolarizarea automată a diodei prin redresarea unei mici părți din semnalul RF, stabilizând punctul de funcționare optim fără a necesita o sursă de tensiune externă.
- Circuitul intermediar „Idler” (288 MHz): În paralel cu dioda varactor este conectat un circuit rezonant serie format din bobina L2 (4 spire, ∅ 6 mm) și trimerul C3 (6 pF), acordat pe armonica a doua (288 MHz). În tehnica multiplicatoarelor cu varactor, acest circuit (numit idler) este esențial: el creează un scurtcircuit selectiv la 288 MHz, permițând circulația unor curenți puternici pe armonica a doua, care apoi se amestecă neliniar în diodă cu fundamentalul de 144 MHz pentru a produce cu randament ridicat armonica a treia (432 MHz).
- Filtrul de bandă de la ieșire (432 MHz): Semnalul util de 432 MHz este extras prin condensatorul trimer C4 (6 pF) și trece printr-un filtru trece-bandă cu trei rezonatoare cuplate inductiv, realizate direct ca linii microstrip pe cablajul imprimat (L3, L4, L5) și acordate cu trimerele C5 și C6 (câte 6 pF). Acest filtru are rolul critic de a bloca frecvența fundamentală (144 MHz), armonica a doua (288 MHz) și armonicile superioare, livrând la mufa de ieșire un semnal curat de 432 MHz. (Notă: Grosimea specificată de 4 mm a sticlotextolitului FR4 este critică, deoarece determină impedanța caracteristică a liniilor rezonante L3–L5 față de planul de masă de pe cealaltă față).
Detalii despre piese echivalente moderne
- Dioda varactor de putere (BAY66 / BAY96):
- Diodele varactor de putere clasice în capsulă filetată (tip DO-4 sau similar, cum sunt BAY66, BAY96, 1N4885, 1N5150, MV1804 sau seriile MA4B / DH de la M/A-COM) se mai găsesc astăzi doar din stocuri vechi (NOS) sau surplus militar/radioamatoricesc.
- Alternativă modernă: Deoarece varactoarele de mare putere nu se mai fabrică pe scară largă (fiind înlocuite în echipamentele moderne de tranzistoare LDMOS/GaN), dacă nu se găsește o diodă echivalentă din seria 1N4885 / MV1804 / MSV34, se poate folosi un tranzistor RF de putere NPN în capsulă cu șurub (de ex. 2N3553, 2N3632, 2N4427 sau BLW60), utilizând joncțiunea bază-colector (cu emitorul lăsat în gol sau legat la bază) pe post de diodă varactor de putere, montat pe un mic radiator.
- Condensatoarele trimer (C1, C2 = 13 pF; C3, C4, C5, C6 = 6 pF):
- Se recomandă trimere moderne de RF cu dielectric din aer, teflon (PTFE) sau ceramice tubulare / multitură de înaltă tensiune (de tip Johanson, Murata sau Voltronics), capabile să suporte tensiuni RF de câteva sute de volți fără să se străpungă sau să se încălzească:
- Pentru 13 pF (C1, C2): se folosesc trimere de 2–15 pF sau 3–18 pF.
- Pentru 6 pF (C3–C6): se folosesc trimere de 1–8 pF sau 1,5–10 pF.
- Atenție: Nu se vor folosi trimere miniatură ieftine din plastic (folosite în radiourile FM obișnuite), deoarece dielectricul lor se va topi instantaneu la puteri RF de câțiva wați.
- Se recomandă trimere moderne de RF cu dielectric din aer, teflon (PTFE) sau ceramice tubulare / multitură de înaltă tensiune (de tip Johanson, Murata sau Voltronics), capabile să suporte tensiuni RF de câteva sute de volți fără să se străpungă sau să se încălzească:
- Rezistența R (100 kΩ):
- Se folosește o rezistență modernă neinductivă cu peliculă metalică sau de carbon de 100 kΩ / 0,5 W sau 1 W (pentru a rezista la tensiunea inversă de vârf care apare pe diodă, ce poate depăși 100–150 V).
- Cablajul imprimat (FR4 de 4 mm) și bobinele (L1, L2):
- Dacă nu se găsește placă de sticlotextolit (FR4) placată cu cupru de 4 mm grosime, se pot lipi două plăci standard de 2 mm grosime spate în spate (cu stratul de cupru păstrat doar pe fețele exterioare: traseele pe o parte și planul de masă continuu pe cealaltă parte).
- Bobinele L1 și L2 se realizează din sârmă de cupru argintat sau cupru emailat curățat și cositorit cu diametrul de 1,2 mm – 1,5 mm.
