Amplificador MiniPA-70 paso a paso

Este amplificador se vende por internet como MiniPA70, es un kit de fabricación china y viene sin mucho mas que los componentes en una bolsa. Es un circuito capaz de entregar 70W con una entrada de 5W, diseñado originalmente para ser operado con los QRP comerciales como FT-817, Elecraft KX2, KX3.

Imagen de la publicación en eBay

La primera impresión es la buena calidad de la placa que es doble faz, de fibra de vidrio y con un diseño bastante cuidado y optimizado.
En mi caso con una pequeña modificación lo usaré para un Mountain Topper MTR-3B, de manera portable.

Detalle de la placa

Estos son los faltantes que tiene el kit y que son necesarios para terminarlo:

1. Circuito
2. Manual
3. Disipador (Debe llevar uno si o si)
4. Ventilador para el disipador (tiene un conector para este)
5. Conectores SMA para filtro
6. Elementos para el armado de al menos un filtro pasabajos.
7. R6 (figura en la placa pero no en el plano)

Probablemente si viniese con todo eso que nombro mas arriba mas alguna caja y tornillería el precio seria el doble de lo que sale en este momento; entre 15 y 30usd mas envío dependiendo del lugar y de la disponibilidad.

Los pasos para armarlo fueron los siguientes:

1 - Buscar Información

Si buscamos MiniPA70 o MiniPA-70 en google vamos a encontrar mucha info en foros y sitios personales. Particularmente destaco como importantes estos:

http://pa-11019.blogspot.com/2016/11/diy-kits-70w-ssb-linear-hf-power.html

http://ea8arx.blogspot.com/2018/06/minipa-70-step-by-step.html

https://www.reddit.com/r/amateurradio/comments/bbuq1z/minipa70_part_1_the_build/

https://ralph-ab1op.blogspot.com/2018/05/minipa-70-watt-hf-amplifier-unboxed.html

2 - Verificación del KIT

Bien, ya con el kit en la mano debemos verificar que coincide con la información que tenemos a mano. Es decir, no hay que confiarse ya que algo puede haber cambiado entre las publicaciones que puse mas arriba con la versión que tengamos nosotros. Por ejemplo, en varias de las imágenes de los sitios anteriores veo que los componentes de montaje superficial no estaban soldados en la placa como fue en mi caso. Por suerte todo el resto era igual y sin sobresaltos.

2 - Armado de los transformadores adaptadores de impedancia

Luego de verificar que todo esté en orden con la información que disponemos, comenzamos el armado de los transformadores de entrada y de salida. El de entrada el primario como en todos estos transformadores esta formado por tubos y las placas de los extremos donde estos tubos van soldados se obtienen al sacarlas del troquelado que tiene en la placa del kit. En este paso, la precaucion que hay que tomar es que las placas queden paralelas entre si, y perpendiculares a la mesa de trabajo ya que luego hay que soldarla a la placa.
Al soldarla se logra obtener el punto de media espira que se ve en el circuito y la espira completa también. Por ahora no pasamos el alambre del secundario ni los soldamos, antes hay que soldar algunos otros componentes.

3 - Soldar el relay de conmutación de antena

Para soldar este rele, hay que doblarle los pines hacia afuera con cuidado pero a 90° para que quede bien soldado. Soldar uno de los pines, acomodar la posición y soldar el resto.

4 - Soldar los terminales de PTT y FAN

Soldamos estos conectores antes de los transformadores porque si los transformadores están puestos, costará mucho llegar cómodos con el soldador.

5 - Soldar los Transformadores

Soldamos los transformadores sin escatimar en estaño para asegurarnos de que quede bien soldado la union con la placa, prestar atención de que un lado quedan los dos tubos unidos y del otro lado abiertos.
Una vez soldados bobinamos; con cuidado de no raspar el esmalte; 2 espiras en el trafo de entrada y 3 en el de salida, en mi caso sobró como 15cm de alambre esmaltado.

6 - Armar y soldar el choke binocular

Tambien lo hacemos con cuidado de no raspar el esmalte y de no romper el binocular de ferrite que tiene las paredes algo finas para el alambre tan grueso que lleva, con dos espiras estamos ok.

7 - Soldar los transistores

Para soldar los transistores se deben recortar los pines un poco para que no se vayan a tocar las carcazas de los dos MOSFETs entre si. Tener mucho cuidado de no manipularlos con estática porque se les puede quemar la compuerta, para evitar esto conviene tocar masa antes de manipularlos.

8 - Instalar el disipador

Con los transistores soldados, podemos marcar el disipador en la posicion de los transistores, y de los soportes de la placa, en mi caso usé un disipador reciclado de una PC antigua y solamente usé dos de los soportes de la placa.
Es muy importante colocar el tornillo y separador, con la base en aislante de goma conductiva o de mica con grasa siliconada para favorecer la disipación.

9 - Soldar las resistencias R4 y R5

Soldamos ahora las resistencias de 2W, para evitar que estas aporten calor a los transistores no las pondremos muy pegadas a estos, asi que se recomienda dejarlas a unos 4 o 5mm por lo menos separadas de los transistores.

10 - Verificar 

• Con una lupa las soldaduras y la zona cercana a las soldaduras que hicimos. Remover cualquier exceso de estaño o posibles cascaritas
• Verificar que la posición del preset de BIAS se encuentre a la mitad y medir con el tester cual de los dos extremos es el que se encuentra conectado a masa.
• Medir continuidad entre el pin central de los transistores y el disipador, verificar que esten aislados!

11 - Alimentar con 12v

Alimentamos con 12V, medimos corriente de reposo, tocamos que no haya ningun componente exesivamente caliente, de hecho ninguno deberia calentar. En el caso de encontrar algo caliente desconectar y revisar todo nuevamente.
Poner un jumper en el conector de PTT y medir con el tester la tension en la salida del trafo de entrada; debemos ajustarlo en 1.5v para luego aumentar en los pasos siguientes.

12 - Conectar equipo y carga fantasma

Conectamos un equipo que le podamos regular la potencia en AM, un roimetro entre el equipo y el amplificador y la salida del amplificador directamente a la carga fantasma.
Con el equipo transmitiendo en 7MHz y medio watt de potencia medimos que la roe a la entrada no supere 1:1.7. cuando colocamos un jumper en el PTT mientras está el MiniPA-70 alimentado con 12V y con el tester midiendo corriente DC.
Luego de medir y verificar la ROE en la entrada pondremos el medidor de potencia y ROE en la salida.
Ahora podemos medir 1W de salida del equipo (lo medimos sin poner el jumper en PTT)

13 - Pruebas

Con el equipo en 1W medimos el consumo y la potencia de salida debería ser de alrededor de 15W. Verificamos que no calienten los transistores. Ajustamos VR1 a un valor máximo de 3.5v NUNCA LLEVARLO AL MÁXIMO!!! ademas de distorsionar mucho, se van a quemar los transistores.
Poner nuestro equipo en SSB con 1W de salida y con algún otro equipo medir potencia y sobre todo distorsión.
Aumentar de a poco la potencia de entrada y verificando, temperatura, potencia de salida, consumo de corriente y distorsión....continuar así hasta los 5W de entrada o los 70W de salida.

14 - PTT por RF.

En mi caso usándolo para el MTR-3B, pero puede ser usado en otro equipo también, ya que con el agregado de una placa para que se active el PTT desde la RF en la entrada.

Circuito utilizado

Método Manhattan

Ya listo para la operación, en mi caso usándolo con el MTR-3B como exitador en CW, le regulé VR1 para obtener 20W con los 2W de entrada. Estos 10dB pueden hacer la diferencia en una operación SOTA. El consumo alimentado con una batería LiPO de 11.1V es de 2.2A

73 de LU1MAW

Receptor de Conversion Directa para CW

Esta publicación es para ampliar la publicación anterior sobre el desarrollo de un quipo de CW a partir de un Cahuane.

Consideraciones para diseñar un receptor de conversión directa

El receptor de conversión directa es muy fácil de lograr y funciona muy bien si se tienen en cuenta que hay que resolver algunos problemas previos:

1) Como es un receptor que obtiene audio directamente de la RF, se debe amplificar en audio varias veces y es muy facil amplificar una señal espúrea de los 50Hz de linea 220v o alguno de sus armónicos en 100Hz o 250Hz. Por eso es muy importante tenes un filtro de audio.
Tambien el blindaje puede ayudar para evitar este ruido.

Distribución de la ganancia en un superheterodino y en uno de conv. directa.

2) Microfonismo, este problema es porque los osciladores y todos los componentes sensibles en su posicion pueden variar la frecuencia con las vibraciones, esto produce como efecto que las vibraciones salgan amplificadas en la etapa de audio como si se tratase de un microfono.
La solucion es hacer el circuito lo mas rigido posible sin, componentes sueltos o con partes sueltas como los nucleos de las bobinas.

3) Radiacion del VFO, este problema no le afecta al receptor, pero si a los receptores cercanos ya que un conversion directa emite parte de su energia en uW por la antena ya que pasan por el mixer hacia la antena. La solucion es tener un filtro pasabanda con un preamplificador de audio para separar las etapas, un mezclador de FET doble compuerta o de celda Hillbert tambien evita que ocurra esto.

Teniendo en cuenta estos consejos, que son mejor explicados aqui, El diseño de mi receptor es con un NE612 y un TL081 como primer etapa, luego vendran los filtros y el amplificador de audio final.

V1 es la salida del NE612 (Detector de producto), al tomar una salida balanceada es muy facil eliminar los ruidos por nodo comun como el del punto 1, luego la ganancia no es muy grande para evitar los problemas de microfonismo y con un preamplificador de RF a la entrada del NE612. Vcc es de 9v, y la resistencia de 20Mg es para simular la impedancia de entrada de la etapa siguiente, la cual es el filtro de AF antes de amplificarlo en la etapa final.

Probando el receptor

En el siguiente video se ve como funciona el receptor sin filtros y la recepcion es bastante limpia.

Prueba con filtro de CW

Transmisor de CW con DDS AD9850

Esta publicación es para ampliar la publicación anterior sobre el desarrollo de un quipo de CW a partir de un Cahuane.

Transmitiendo en CW

El transmisor de CW es el mas facil de construir; consiste en generar una señal de RF desde un oscilador y amplificarla hasta obtener la potencia que se pretenda en la antena interrumpiendo esa señal con el manipulador o key (cuando se cierra, emite la señal de RF no modulada).

Es simple pero en términos de energía muy eficiente ya que la potencia de salida no se distribuye en mucho ancho de banda lo cual tiene ademas la ventaja de que es muy fácil de filtrar en un receptor.

En mi caso el oscilador es un módulo DDS con un AD9850, una de las salidas analógicas se inyecta en un buffer formado por dos 2n2222.

Este amplificador es alimentado por una fuente de alimentacion de tension variable con un LM317 controlado por una salida PWM del Arduino.

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Luego del este amplificador le puse la etapa que saque de la placa original del Cahuane con el 2n3866 en clase A. Luego viene la etapa del MRF476 como driver para el pushpull de dos MRF456.

Para interrumpir la señal de RF y producir el CW hay dos opciones, se puede usar un PNP con el circuito como carga luego del emisor o bien usar un NPN con la carga en serie con el colector y el emisor a masa. En mi caso como la salida del Arduino entrega un 1 cuando se cierra el key a masa, utilice un NPN, el cual en la foto es un TIP41 pero luego lo reemplace por un BC557 para ahorrar espacio ya que de este lado del chasis no se cuenta con tanta altura como del otro lado.

Circuito del TX en prueba.

Etapa con el 2N3866 con el método de construcción Manhattan