วงจรขยายกำลัง



วงจรขยายกำลังใช้ MOSFET เบอร์ IRF510 (ที่ความถี่ 18 MHz ผมเคยใช้เบอร์ IRF630 ก็สามารถใช้ได้)ในตัวอย่างไฟเลี้ยงที่ 12 โวลต์ ได้กำลังส่ง 5 วัตต์ พอใช้กับแรงดัน 13.8 โวลต์ ได้กำลังส่งประมาณ 7 วัตต์ ขดลวด 10 uH สามารถใช้ค่าอื่น ๆ ที่ไกล้เคียงแทนได้โดยไม่ส่งผลต่อกำลังส่งมากนัก 



ขดลด 0.43 uH ในวงจร Low pass filter ให้พันบนแกน Toroid จำนวนรอบนั้นขึ้นอยู่กับแกนที่มาพันเช่น

พัน 10 รอบบนแกน T50-6 (แกนสีเหลือง) 
พัน 12 รอบบนแกน T37-6  (แกนสีเหลือง)
พัน 9 รอบบนแกน T50-2  (แกนสีแดง) 
พัน 10 รอบบนแกน T37-2  (แกนสีแดง) เป็นต้น

ถ้ายังไม่เข้าใจวิธีการนับรอบการพันบนแกน Toroid ให้อ่านที่ http://15meter-radio.blogspot.com/2013/02/toroid.html





ขดลวดที่เป็นหม้อแปลง 1 ต่อ 4 พันแบบ Bifilar  ตัวอย่างพันบนแกน T50-6 จำนวน 22 รอบ (ผมลอง เปลี่ยนเป็น 23-24 รอบ ก็ไม่ค่อยต่างกันมากนัก) หม้อแปลงตัวนี้ทำหน้าที่แปลOutput imperdance ของIRF510 ที่มีค่าต่ำ ประมาณ 10 กว่า โอห์ม ให้สูงขึ้นเป็น 4 เท่า ก็จะได้ประมาณ 50 โอห์ม หรือไกล้เคียงที่สุด ก่อนที่จะออกไปยังวงจร Low pass filter ต่อไป ผมเองทดลองแบบไม่ต่อหม้อแปลงตัวนี้แล้ว พบว่ากำลังส่งตกลงไปมากอย่างเห็นได้ชัดเลย

 หม้อแปลง 1:4 Unbalanced to Unbalanced


การวัด impedance แบบง่าย ๆ ด้วยการวัดแรงดันตกคร่อม http://hs8jyx.blogspot.com/2013/03/input-output-impedance.html

แรงดัน Bias ให้กับ IRF510 (วัดตอนไม่มีสัญญาณ RF จำเป็นต้องปลด C 0.1 uF ที่จุด RF IN ออกก่อน) ปรับแต่งที่ R10 K ค่อย ๆปรับอย่างช้า ๆ วัดแรงดันที่ขา Gateให้ได้ประมาณ 3 โวลต์ เป็นอันใช้ได้ ถ้าแรงดันน้อยกว่านี้กำลังส่งก็จะน้อยด้วย

การต่อสัญญาณไปยังภาครับ เราเลือใช้ C ที่มีค่า Reactance ไม่ต่ำกว่า 400 โอห์มที่ความถี่ใช้งาน ยกตัวอย่างในที่นี้ใช้  20pF มีค่า Reactance 442 โอห์ม ในสภาวะรับสัญญาณ ไดโอด 1N4148 (ต่อแบบ back-to-back) จะไม่นำกระแส เนื่องจากแรงดันตกคร่อมตัวมันน้อยเกินไป สัญญาณ ก็ไปยังเครื่องรับได้ แต่ว่าสัญญาณผ่าน C ที่มีค่า Reactance ตั้ง 442 โอห์ม สัญญาณก็จะอ่อนลงไป ดังนั้นเราต้องเพิ่มขดลวดเข้าไป เพื่อหักล้างค่านี้ (เป็นวงจร Resonance แบบอนุกรม) ในที่นี้เลือกใช้ค่า 3.9 uH เป็นขดลวดสำเร็จรูปที่มีขายในท้องตลาดมีค่า Reactance เท่ากับ 441 โอห์ม หักค่าความผิดพลาดไปบ้าง ถือว่าค่านี้เหมาะสมสำหรับความถี่ 18 MHz แล้วครับ

เมื่อเพิ่มขดลวด 3.9 uH เข้าไปสัญญาณที่เครื่องรับ ๆ ได้จะเพิ่มขึ้นอย่างมากสามารถทดลองดูได้ด้วยตัวเอง 

ในสภาวะส่งสัญญาณ RF ผ่าน C ที่มีค่า  Reactance  442 โอห์ม ผ่านไดโอดลงกราวด์ มีสัญญาณเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่ไปยังเครื่องรับ (0.22Vpp หรือ 0.078 Vrms วัดที่แรงดันไฟเลี้ยง 12V) ค่านี้ไม่ทำให้เครื่องรับมีปัญหาแต่อย่างใด


รูปแสดงการต่อสัญญาณไปยังเครื่องรับวิทยุ ขดลวดสำเร็จรูป 3.9 uH สี ส้ม ขาว ทอง เงิน

เพิ่มเติมวงจรปรับกำลังส่ง High - Low
การปรับระดับกำลังส่งสามารถทำได้โดยปรับแรงดันไฟ Bias ที่ขา Gate ของ MOSFET 


ตัวอย่างของผมปรับกำลังส่งไว้ที่ High = 5 วัตต์ Low = 1 วัตต(แรงดัน 12 โวลต์)




รูปวงจรที่เพิ่มสวิตช์ High - Low แล้ว