Amplificador de RF para radiodifusión sonora FM (88-108MHz).

(Homebrew RF Power Amplifier for Broadcast FM band)

Revisando entre mis cachureos (los que se han salvado de ir al reciclaje electrónico), encontré un PCB que construí hace por lo menos unos 10 años. Es un amplificador de radiofrecuencia para la banda de radiodifusión en frecuencia modulada  FM (88 – 108MHz), no lineal, pero admite un amplio rango de potencias  de entrada pues el transistor está polarizado para clase B. Lo hice así porque el amplificador driver (que hice con unos cuantos 2N3904 y un 2N4427) tenía un lazo de control de modo que cuando subía la potencia reflejada (es decir, un aumento en la relación de onda estacionaria R.O.E. / o SWR por sus siglas en inglés), se reducía la potencia de salida del driver (excitación de la etapa amplificadora de salida) para así proteger la integridad del transistor amplificador de potencia.

En la Fig. 1 tenemos el circuito.

Fig. 1 Circuito amplificador de potencia RF para banda FM (88 – 108MHz) basado en 2SC1972 de Mitsubishi.

El diseño se basa en el viejo transistor 2SC1972 de Mitsubishi, muy utilizado en transmisores de radios comunitarias y equipos móviles VHF.  Este transistor tiene encapsulado TO-220 con emisor a tierra, lo que facilita su montaje en disipadores térmicos de aluminio sin la necesidad de mica aislante. En ese momento no disponía de capacitores de mica, así que utilicé cerámicos (tipo «lenteja») de 10pF NPO. Puse varios en paralelo hasta obtener el valor que necesitaba. También los hay en formato superficial (SMD), que es lo ideal para este tipo de aplicaciones.

Fig. 2 Fotografía del amplificador VHF basado en el transistor BJT NPN de Mitsubishi 2SC1972, construido hace más de 10 años. Este prototipo entregaba hasta unos 8W en toda la banda de radiodifusión sonora en frecuencia modulada (88MHz ~ 108MHz), para 1W de excitación. El transistor está montado sobre un disipador térmico de buenas proporciones.

Notar que el montaje es en una tarjeta de doble cara, donde la cara posterior es un plano de tierra (GND). Las pistas son gruesas, con el objetivo de compensar el efecto inductivo de estas con la capacitancia a tierra.

Muy importante es decir que en aquella época no disponía de instrumentos como analizador de antenas (para medir impedancias en RF) ni analizador de espectro (diagrama de Bode – respuesta en frecuencia – del filtro pasa bajos de salida). Lo hice sólo con herramientas básicas y una carga fantasma no inductiva (que construí con unas cuantas resistencias de carbón en paralelo, para reducir inductancias parásitas) a la que puse un detector de envolvente que me permitía medir – en forma muy poco precisa – potencia de salida. Por ello, el circuito es muy perfectible.

Sin embargo, sirvió para aumentar la cobertura de un transmisor experimental que probé en aquel tiempo. Si quieres más info, no dudes en escribir.

Saludos

Emerson Sebastián

12 respuestas a «Amplificador de RF para radiodifusión sonora FM (88-108MHz).»

  1. Hola Sebastián!
    Me he decidido a montar tu amplificador lineal. Tengo dudas con el tamaño de la placa impresa y las bobinas, pues de estas últimas solo se informa el número de espiras y faltarían: diámetro interno, diámetro del alambre y largo de la bobina (o si es a espiras juntas).
    El 2SC1972 sería capaz de entregar más potencia, solo necesitaría más excitación?
    Muchas gracias.

    1. Hola Claudio. Disculpa la demora en responder. He tenido harto trabajo, y he revisando poco mi WordPress.
      Respecto de tu pregunta, puedes probar con una forma de 5 a 6 mm de diámetro (recuerdo que ocupaba un destornillador para hacer las bobinas de VHF) y un alambre de cobre esmaltado 18 a 16 AWG (en torno a 1mm de diámetro). La verdad es que no recuerdo esos datos, pero los datos recién indicados corresponden a lo que uso habitualmente cuando hago circuitos en VHF.
      Mucho éxito en tu proyecto. Saludos.

  2. Hola Sebastián,
    Caí en un error muy común: «Si te traen a reparar un televisor que no funciona, no empieces por lo más difícil, primero prueba el fusible». El problema que de expuse es debido a que los transistores son copias, no son Mitsubishi.
    Compré seis unidades. Puse uno sin uso en un Protoboard, emisor a negativo, colector a una lamparita de 12 voltios, base con resistencia de 1 k a negativo y empecé a incrementar tensión de de la fuente, al llegar a los 9 voltios la lampara comenzó a encender y lo mismo con todos las imitaciones pero con uno original de menor potencia no ocurrió.
    Agradezco la invaluable ayuda y atención que me has brindado y seguiré tus publicaciones así como recomendaré a mis amigos tu sitio.
    Gracias

    1. Buenísimo. Eso explica la alta corriente de reposo. Entonces hay que probar con un transistor original.
      Ojo con probar transistores de RF en protoboard, pues por «casi nada» oscilan y se pueden fundir.
      Ojalá encuentres transistores originales.
      Si te puedo ayudar, me dices no más.
      Un abrazo.

  3. Hola Emerson Sebastián,
    Sí, lo comparto, es muy genérico. ¿Cómo hago para adjuntar archivo JPG?
    Con el circuito funcionando con el 2SC1971, reemplazo este por el 2SC1972 y ya no funciona. Corriente de reposo 4 Amperes. Levanto solo la «base» del transistor y sigue circulando 4A. Probé 5 transistores y con todos ocurre lo mismo…
    (No respondí antes, pues no tuve aviso de la respuesta)
    Gracias

    1. Hola Claudio.
      Si cuando levantas la base, sigue circulando corriente entre el colector y emisor, entonces está malo el transistor, o está mal rotulado el lugar de sus pines (puede ser que estés polarizando en realidad la juntura base-emisor… pasa con transistores «de origen pirata»… me ha ocurrido con unos de RF baratos que pillé en el comercio por internet – el 2SC1969 de radios de banda ciudadana -).
      Disculpa la demora en responder, pues estoy con mucho trabajo.
      Saludos.

    1. Hola Claudio. Fue necesario estañar la placa porque luego de quitar el cobre con ácido para definir el PCB, se adelgazó demasiado la capa de cobre, a tal punto que perdía conductividad en algunos puntos. En RF necesitas buenos planos de tierra para evitar inductancias parásitas, así que tuve que estañar todo. Saludos!

      1. Le solicito que me disculpe por la siguiente pregunta. Estoy armando un transmisor de FM con una placa impresa de procedencia griega marca MOUTOULOS. Tiene como transistor de salida un 2SC1971 y se me quemó. Como no disponía lo reemplacé por un 2SC1972, el mismo que utiliza Usted y comprobé que salvo la potencia disipada es mayor, al energizar la placa, en reposo hay una corriente de reposo de 4A. Mi pregunta es: ¿Será problema de polarización? No entiendo, pues son idénticos.
        Muchas gracias

        1. Hola Claudio. Gustoso si puedo ayudar en tu proyecto.
          Si compartes el esquemático, creo que podré opinar en forma adecuada. Sin embargo, lo más frecuente en transmisores FM es que el amplificador final sea polarizado en Clase C, donde el transistor conduce por periodos muy cortos en cada ciclo (es no lineal). Por lo mismo, si cuando hablas de «corriente de reposo» te refieres a aquella que circula por el transistor cuando no hay RF de excitación (señal entrada a tu amplificador), me parece que hay un error en el circuito pues 4A es un valor muy elevado, indicador de que mucha potencia se está disipando como calor en tu placa.
          Otro aspecto importante es que al cambiar el transistor, también cambian las características de impedancia de entrada y salida del mismo (lo más probable), haciendo necesario modificar las redes de adaptación de impedancias.
          En resumen, para ver qué pasa, sería ideal si compartes el esquemático y fotos de la placa.
          Saludos y buen fin de semana.

          1. Hola Sebastián!
            Solucionado el tema en cuestión. Son los transistores chinos que circulan por el mercado argentino. Totalmente falsos y defectuosos.
            Os agradezco infinitamente la ayuda brindada.

            Saludos!!!

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