F1SYH Radioafición · JN25LT
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Proyecto práctico — transmisión HF

Construir un transmisor CW QRP de 40 metros

Este transmisor genera una señal CW de baja potencia en 40 metros mediante oscilador, buffer, driver, etapa final clase C y filtro paso bajo.

Las primeras pruebas deben realizarse únicamente sobre una carga ficticia de 50 Ω.

Arquitectura general

Si5351 7,0 à 7,2 MHz Buffer 2N3904 Driver 2N2219 Final classe C BD139 / 2SC2078 Filtre passe-bas 7 MHz Charge fictive 50 Ω Manipulateur + rampe d’enveloppe

Esquema pedagógico

Oscillateur et buffer Si5351 CLK0 : 7,030 MHz Sortie 3,3 V R1 1 kΩ C1 10 nF Q1 2N3904 Buffer émetteur commun Ic ≈ 10 mA Driver et final Q2 2N2219 Driver classe C 12 V ≈ 100 à 200 mW Q3 final RF BD139 pour essais ou transistor RF dédié Classe C 1 à 3 W Sortie et filtrage Filtre π C7 – L3 – C8 Passe-bas 7 MHz Sortie 50 Ω Charge fictive Wattmètre Manipulation CW Manipulateur Transistor de commutation Rampe RC 10 à 20 ms
Le transistor BD139 convient à un prototype HF de faible puissance, mais ce n’est pas un transistor RF idéal. Pour une réalisation durable, un transistor RF documenté pour 7 MHz est préférable.

Manipulación CW

Éviter la commutation brutale

Une coupure instantanée du signal produit des composantes latérales larges, appelées key clicks.

Une rampe d’enveloppe de 5 à 20 ms réduit fortement ces claquements.

Point de manipulation

Il est préférable de manipuler l’alimentation ou la polarisation du buffer ou du driver plutôt que de couper directement le courant fort du transistor final.

Descripción de etapas

Oscillateur

Le Si5351 fournit une fréquence stable et réglable. Un quartz sur 7,030 MHz constitue une alternative plus simple.

Buffer Q1

Le buffer isole l’oscillateur des variations de charge provoquées par les étages suivants.

Driver Q2

Le driver élève le niveau RF pour commander correctement le transistor final.

Final Q3

Le final classe C amplifie efficacement un signal CW, mais déforme fortement sa forme sinusoïdale.

Filtre passe-bas

Le filtre supprime une grande partie des harmoniques créées par le fonctionnement non linéaire.

Charge 50 Ω

Tous les réglages initiaux doivent être réalisés sur une charge fictive non inductive.

Filtro paso bajo de 7 MHz

Filtre π simple

Pour une impédance de 50 Ω et une fréquence de coupure proche de 10 MHz, un point de départ raisonnable est :

  • C7 : environ 330 pF NP0/C0G.
  • L3 : environ 1,2 µH.
  • C8 : environ 330 pF NP0/C0G.

Filtre à 5 ou 7 pôles

Un filtre à davantage de pôles offre un meilleur rejet de la deuxième et de la troisième harmonique.

Pour une émission réelle, il est préférable à un simple réseau π.

Le filtre doit être mesuré en S21 au NanoVNA, puis vérifié avec un analyseur de spectre lorsque l’émetteur fonctionne.

Calculador del filtro

Inductancia L —
Capacidad C1 —
Capacidad C2 —

Calcul d’un filtre π simplifié. Les valeurs obtenues doivent être arrondies puis vérifiées expérimentalement.

Lista de componentes

Référence Valeur / modèle Quantité Fonction Remarque
Module Si5351 1 Oscillateur Ou quartz 7,030 MHz
Q1 2N3904 1 Buffer Petit signal
Q2 2N2219 ou 2N3866 1 Driver Prévoir petit dissipateur
Q3 BD139 pour prototype 1 Final QRP Transistor RF préférable
R1 1 kΩ 1 Limitation sortie Si5351 Ajustable selon niveau
C1 10 nF 1 Liaison RF Céramique
C7, C8 330 pF NP0/C0G 2 Filtre passe-bas Valeur initiale
L3 1,2 µH 1 Filtre passe-bas Fil suffisamment gros
Découplage 100 nF + 10 µF Par étage Stabilité Connexions courtes
Sortie Connecteur BNC ou SO-239 1 Sortie 50 Ω Montage direct au boîtier
Protection Fusible 500 mA à 1 A 1 Alimentation À adapter au montage

Orden de construcción

  1. Construire et valider la charge fictive 50 Ω.
  2. Programmer le Si5351 sur une fréquence fixe, par exemple 7,030 MHz.
  3. Construire le buffer Q1 et mesurer sa sortie.
  4. Ajouter le driver Q2 et vérifier qu’il reste stable sans charge.
  5. Construire le filtre passe-bas séparément.
  6. Mesurer le filtre au NanoVNA avant de le raccorder au final.
  7. Ajouter le transistor final avec un dissipateur.
  8. Alimenter avec une limitation de courant basse.
  9. Commencer avec une tension réduite, par exemple 5 à 8 V.
  10. Augmenter progressivement la tension en surveillant courant, puissance et température.

Ajuste

Réglage du niveau d’attaque

Le transistor final ne doit pas être surchargé. Une augmentation du niveau d’entrée qui n’augmente plus la puissance de sortie indique généralement une saturation.

Courant du final

Surveiller le courant d’alimentation. Une hausse brutale sans augmentation de puissance signale une mauvaise adaptation ou une oscillation.

Filtre passe-bas

Contrôler que l’atténuation augmente nettement au-delà de la bande 40 mètres.

Forme CW

Observer l’enveloppe RF avec une sonde adaptée. Les fronts doivent être légèrement arrondis, sans oscillation parasite.

Medidas esperadas

Point Instrument Résultat attendu Problème possible
Sortie Si5351 Oscilloscope ou fréquencemètre Fréquence stable vers 7 MHz Commande ou alimentation défaillante
Sortie buffer Oscilloscope Signal stable, niveau supérieur Polarisation incorrecte
Sortie driver Sonde RF Environ 100 à 200 mW Gain insuffisant ou saturation
Sortie finale Wattmètre Environ 1 à 3 W Mauvaise adaptation ou transistor inadapté
Deuxième harmonique Analyseur de spectre Fortement atténuée Filtre incorrect ou mauvais câblage
Température Q3 Thermomètre ou contrôle prudent Stable après plusieurs secondes Dissipateur insuffisant

Protecciones

Fusible

Installer un fusible proche de l’entrée d’alimentation.

Limitation de courant

Utiliser une alimentation de laboratoire pendant tous les essais.

Protection ROS

Une détection de puissance réfléchie peut couper le driver en cas de ROS excessif.

Dissipateur

Le transistor final doit être correctement isolé et fixé.

Blindage

Séparer le Si5351, les étages de puissance et le filtre.

Relais émission/réception

Le relais doit empêcher toute puissance de revenir vers le récepteur associé.

Diagnóstico

Aucune puissance

  • Vérifier la fréquence du Si5351.
  • Contrôler le buffer séparément.
  • Mesurer les tensions continues des transistors.
  • Vérifier la continuité du filtre.

Courant trop élevé

  • Réduire la tension d’alimentation.
  • Vérifier le brochage du transistor.
  • Contrôler l’adaptation de sortie.
  • Rechercher une oscillation hors bande.

Signal instable

  • Ajouter du découplage.
  • Raccourcir les liaisons de masse.
  • Éloigner entrée et sortie du final.
  • Ajouter une résistance de base ou de grille.

Harmoniques élevées

  • Vérifier les valeurs du filtre.
  • Mesurer le filtre seul.
  • Réduire la saturation du transistor final.
  • Améliorer le plan de masse.
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