Émetteur-récepteur HF — étage de puissance

Amplificateur HF 100 W : architecture et dimensionnement

Comprendre la chaîne d’un amplificateur linéaire HF de l’excitateur jusqu’au filtre de sortie, sans confondre schéma pédagogique et montage validé.

1,8–30 MHzCouverture HF visée

100 W PEPPuissance nominale

50 ΩEntrée et sortie

Classe ABBLU et numérique

Chaîne fonctionnelle

Excitateur 0,5–5 W→Atténuation / ALC→Driver→Push-pull RF→Transformateur de sortie→Filtres passe-bas→Coupleur / ROS→Relais antenne

Sécurité : Un PA HF de 100 W peut produire des tensions RF élevées, détruire un analyseur mal protégé et rayonner hors bande. Les premiers essais se font uniquement sur charge fictive, à faible excitation et avec limitation de courant.

Choisir l’architecture

Pour 100 W PEP, l’architecture push-pull réduit les harmoniques paires et facilite l’adaptation large bande.

Les transistors RF doivent être utilisés dans une zone documentée par leur constructeur. Un MOSFET de commutation ordinaire n’est pas un substitut crédible à un transistor RF.

Un étage réellement multibande exige plusieurs filtres passe-bas commutés. Un filtre unique ne peut pas garantir une atténuation correcte de 1,8 à 30 MHz.

Ordres de grandeur électriques

À 100 W dans 50 Ω, la tension efficace de sortie vaut environ 70,7 V et le courant efficace environ 1,41 A.

À 13,8 V, un rendement de 55 % conduit à un courant continu voisin de 13,2 A pour 100 W RF ; les pointes, pertes et marges imposent une alimentation plus généreuse.

Le driver doit fournir la puissance nécessaire sans compression excessive. Le gain total doit rester maîtrisable par une boucle ALC ou une limitation d’excitation.

Mesures indispensables

Oscilloscope avec sonde adaptée, wattmètre HF, charge fictive 50 Ω, analyseur de spectre ou SDR correctement atténué, alimentation limitée en courant et mesure de température.

Le rendement, la puissance, le courant de repos, le courant total et le spectre doivent être relevés bande par bande.

Une puissance correcte au wattmètre ne prouve pas la propreté spectrale.

Formules et repères

Veff = √(P × R) = √(100 × 50) ≈ 70,7 V

Ieff = √(P / R) = √(100 / 50) ≈ 1,41 A

PDC ≈ PRF / η ; avec η = 0,55 : PDC ≈ 182 W

Règles de mesure

Utiliser une charge fictive 50 Ω dimensionnée pour la puissance et la durée.
Documenter les atténuateurs et limites d’entrée des instruments.
Commencer au niveau minimal puis augmenter par paliers.
Mesurer courant, puissance, spectre et température simultanément.
Conserver une marge par rapport aux limites absolues.

Procédure recommandée

Valider l’alimentation et les protections sans transistor RF.

Régler la polarisation sans excitation HF.

Tester le driver seul sur charge adaptée.

Monter l’étage final et commencer à moins de 5 W RF.

Mesurer gain, courant et spectre sur une seule bande.

Ajouter puis valider les filtres passe-bas un par un.

Augmenter progressivement la puissance en surveillant température et stabilité.

Répéter la campagne de mesures sur toutes les bandes.

Critère de passage : ne passer à l’étape suivante que lorsque les valeurs mesurées sont stables, reproductibles et consignées.