低成本100W场效应管短波功放----->制作过程分享 - ham吧

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绝大部分业余无线电发烧友，在城市、户外架设私有电台时都是使用一百瓦以下的通联设备。随着目前城市电磁干扰越来越大，以前打开机器显示底噪S1-2，用5w随便通联全球已经成为历史。
为了提升通联质量，搜索稀有的远征台，想穿过强大的日本墙，就得提升电台的收发功率，配备一台短波大功率功放也就必不可少。说到功放，想必大家都不陌生，就是把信号放大最后经过天线发射出去，相信很多HAM也有遇到过类似的尴尬：手头上刚好有台QRP小机器，无耐功率不足，对方100W呼叫过来，我能抄收，我用5W的设备回复对方却无法抄收。这对刚入门的HAM积极性很受打击（对当时初出茅庐的我也深受打击）。
这次呢自己想挑战一下难度，就打算直接动手做一款低成本，低频大功率场效应管短波功放。
功放说起来很简单，但是做起来要考虑的事情比较多，我以前也做过不少的功放，但是都是小功率的，窄带；不超过10W的功率，相对来说还好做一点。好了，废话少表，我们先从基础开始，目的是教会大家制作一台高质量的足功率的功放。
预备知识
通过难易程度分类，目前功放可以分为宽带功放和窄带功放如下图所示：

其实在这里面还能分类，分为线性功放和非线性功放，随着现在的数字调制技术的发展，对功放的要求也是很苛刻的。有些是多载波信号（OFDM），这个就对功放的要求比较严格，必须要使用线性功放。但是线性功放功率不能做的很大，目前国内做的线性功放多数都是功率回退（即降低功放功率），直接导致功放的效率很低，平均会将功率降额到10%左右。
下面是我采用的方案。
正式开始~
本次分享制作的目的，加深对短波功放的理解，拉近与短波功放的距离，有兴趣的HAM可自己买材料DIY；或直接购买成品机（我们已为大家准板好PCB板、原材料，可自己手动DIY，或者直接购买已经装配好的成品）。
Ok,大家一起动手和学习交流、制作功率放大器！
先从原理图表起
下图是整个功放系统的框图，这跟所有的功放几乎都是差不多了，只是功放部分不一样。

简单介绍一下功放的组成：
1）输入输出电路。负责检波、收发切换、阻抗变换、衰减
2）触发电路
3）偏置电路。主要功能：稳压、滤波、限流、退偶
4）负反馈电路。主要功能：RC反馈、RL反馈、LCR反馈
5）阻抗变换电路
6）滤波电路。主要功能：π型低通滤波器、触发电路、显示电路
7）保护电路。主要功能：过载过流保护、过热保护、驻波保护
8）散热件。主要功能：固定、散热
先看看成品效果：使用13.9V供电5-7w输入，各频段输出功率

成品图

BOM表

我的原材料都是选用市面上常见的器件，没有昂贵的芯片器件，有利于大家节约采购和原材料成本。喜欢DIY的朋友可以一起讨论。
XDT-PA100测试
功放到底做的好不好，需要测试指标说话。为此，我也专门请我的研究生同学帮我进行了测试。可能有些HAM要问，为什么不自己测试呢？原因嘛当然是那些昂贵的仪器了。先看下需要的测试仪器。
测试仪器

我主要想测试功放在各个功率等级下的稳定性如何，会不会忽高忽低的摆动，这样射频信号输出也会忽强忽弱，影响通联信号的质量。为此我决定这样测试：由信号源输出20~100Hz 3.5W~5W的信号，首先经过超线性功放，进入XDT-PA100短波功放，输出到衰减器，再进入频谱分析仪。功放功率进入发射状态15秒后，转入接收状态15秒，再进入发射状态15秒，如此反复测试60分钟。观察频谱输出功率有无明显变化，观察电流有无突变，有无功率管烧毁，有无滤波器烧毁等故障。
经过60分钟的老化测试后，功放表面有一定温升，但是在可以接受的范围内，功放仍能正常运作，各项指标均符合性能要求。
测试表格