DVOJITÝ ČLÁNEK PI

 

Ve výstupních  obvodech amatérských (ale i továrních) vysílačů se obvykle používá tak.zvaný PI-článek, tedy dolnofrekvenční propust. Bohužel ale tento jednoduchý obvod nezabezpečuje dostatečné zeslabení (útlum) vyšších harmonických kmitočtů. Mnohem lepší je použít dvouobvodový článek. podle obrázku 1.

Obrázek 1

Postačí přidat jednu cívku a jeden proměnný kondenzátor, které vlastnosti článku značně vylepší. Podstatně se zlepší potlačení harmonických kmitočtů, značně sníží rušení okolí a co je také vhodné – rozšíří šířku pracovního pásma, takže není nutno jej neustále dolaďovat při každé změně kmitočtu. Dobře konstruovaný článek tohoto typu nepotřebuje dolaďování při dobře přizpůsobené anténě v rozsahu několika sousedních amatérských pásem.

 

Postup výpočtu dvojitého PI-článku byl již v literatuře mnohokrát popsán, ale pro ty z vás, kteří nehodláte listovat v učebnicích, přikládám jednoduchou tabulku v Excelu, Zde si můžete snadno a jednoduše odvodit potřebné hodnoty součástek pro libovolnou impedanci, kmitočet a jakost obvodu.

Pozor na to, že cívky L1 a L2 nesmí mít mezi sebou ani induktivní, ani kapacitní vazbu, proto je nutno je umístit dále od sebe a vzájemně kolmo. Pro nejnižší pásma mohou být navinuty na toroidním jádru (obě, nebo jen L1). Vřele doporučuji zabudovat článek do přiměřeně velké kovové krabičky, rozdělené na dva oddíly – pro vstupní a výstupní obvod.

Je také nutno počítat s tím, že velikost kapacity C1 se skládá jednak z kapacity otočného kondenzátoru, ale také výstupní kapacitu aktivního prvku zesilovače, parazitní kapacity montáže, a při paralelním napájení také kapacity napájecí tlumivky. Tyto přídavné kapacity je vhodné odměřit v reálné konstrukci, ještě před montáží článku. Současně doporučuji změřit pomocí libovolného LC-metru parametry každého z prvků samostatně. Pak bude nastavení jednoduché a spolehlivé.

Jako příklad si nyní uvedeme zesilovač výkonu (PA) s elektronkou pracující ve třídě AB. Potřebnou impedanci zátěže vypočítáme ze vzorce

R_z = 0,53·U_a/I_a0

kde U_a je anodové napájecí napětí, I_a0 – klidový anodový proud (maximálně 30% špičkového anodového proudu I_{a max}, který protéká elektronkou při daném U_a). Pro pentody, které mají stínicí mřížku napájenu stabilním napětím (několik procent anodového napětí) se může součinitel zvolit i několikrát větší – až 0,62.

V řadě případů, zvláště na vyšších pásmech, může být součet parazitních kapacit (výstupní kapacita elektronky a kapacita montáže) větší, než vypočítaná kapacita C1. V tomto případě je nutno zvolit kompromisní řešení: větší jakost zatíženého obvodu, menší hodnota zatěžovací impedance elektronky, nebo kompenzovat výstupní kapacitu elektronky dodatečnou indukčností.

Samo sebou, tyto obvody mohou také transformovat impedance 50 nebo 70 ohmů na mnohem vyšší, proto je možné je použít pro přizpůsobení vstupu výkonového zesilovače. Kapacita výstupního kondenzátoru (v tomto případě je jím C1) se v tomto případě zmenší na velikost vstupní kapacity zesilovacího stupně.

Tyto články jsou širokopásmové, potřebné indukčnosti jsou relativně malé a při jejich realizaci snadno docílíme jakost Q kolem 150. Vložený útlum v propustném pásmu bývá okolo 0,15 dB. Při náležitém stínění je možno docílit potlačení druhého harmonického kmitočtu 45 dB, u vyšších harmonických ještě více. Pro ještě dokonalejší vlastnosti je možno zapojit několik těchto obvodů za sebou do série.