สร้างบู้สเตอร์กำลังส่ง ย่าน CB 27MHz กำลังออก 30 W

เครื่องบู้สเตอร์ในที่นี้สามารถขยายกำลังส่งจากเครื่องส่ง CB ความถี่ 27 MHz ให้เพิ่มกำลังส่งสูงขึ้นได้ถึง 28-35 วัตต์ (ดูเนื้อเรื่อง) เป็นเครื่องบู้สเตอร์ที่สร้างง่าย วงจรไม่ยุ่งยากเมื่อประกอบอุปกรณ์ลงแผงปริ้นท์เรียบร้อยและปรับแต่งอีกเล็กน้อย เครื่องบู้สเตอร์นี้ก็พร้อมที่จะใช้งาน

การทำงานของวงจร

         เครื่องบู้สเตอร์นี้ประกอบด้วยวงจรส่วนใหญ่ 2 ส่วนคือ ส่วนวงจรขยายกำลังสัญญาณ RF (ดูวงจรในรูปที่ 1 ) และส่วนวงจรสวิตซ์อิเล็กทรอนิกส์ (ดูวงจรในรูปที่ 2 ) วงจรขยายสัญญาณ RF จะทำหน้าที่ขยายสัญญาณ RF ที่ส่งมาจากเครื่องรับส่งให้มีกำลังสูงขึ้นก่อนส่งออกไปยังสายอากาศ ส่วนวงจรสวิตซ์อิเล็กทรอนิกส์จะทำหน้าที่เป็นสวิตซ์อัตโนมัติซึ่งจะทำหน้างานเมื่อมีสัญญาณ RF เข้ามากระตุ้น วงจรนี้จะตัดต่อสวิตซ์รีเลย์ให้สัญญาณ RF ที่รับเข้ามาทางสายอากาศผ่านมายังเครื่องรับส่งโดยตรงในยามที่เครื่องรับส่งทำงานอยู่ในช่วงรับสัญญาณ เมื่อใดที่เครื่องรับส่งเปลี่ยนการทำงานไปอยู่ในช่วงส่งสัญญาณ RF ออกอากาศ วงจรสวิตซ์อิเล็กทรอนิกส์จะทำหน้าที่ตัดต่อสวิตซ์รีเลย์ให้ผ่านสัญญาณ RF จากเครื่องรับส่งเข้าไปขยายกำลังสัญญาณให้สูงขึ้นที่วงจรขยายสัญญาณ RF ก่อนส่งออกไปยังสายอากาศ

         ตรงจุดป้อนสัญญาณเข้า (input) และจุดต่อสายอากาศ (to antenna) ของวงจรสวิตซ์อิเล็กทรอนิกส์จะถูกต่อไปยังข้อต่อ RF ที่ติดตั้งบนกล่องตังถังของเครื่องบู้สเตอร์ สำหรับเป็นจุดต่อเข้ากับเครื่องรับส่งและสายอากาศที่นำมาต่อใช้งานร่วมกับเครื่องบู้สเตอร์

         ในวงจรสวิตซ์อิเล็กทรอนิกส์ตรงจุด A และ B ของรีเลย์ RL1 และ RL2 จะถูกต่อไปยังจุดสัญญาณเข้า A (A input) และจุดสัญญาณออก B (B output) ของวงจรขยายสัญญาณ RF ตามลำดับ

         ในขณะที่เครื่องรับส่งสัญญาณ สัญญาณ RF จากสายอากาศจะเข้ามาทางจุดต่อสายอากาศของวงจรสวิตซ์อิเล็กทรอนิกส์และผ่านหน้าสัมผัสสวิตซ์ตำแหน่ง 3 ของรีเลย์ RL2 ไปยังหน้าสัมผัสสวิตซ์ตำแหน่ง 2 ของรีเลย์ RL1 แล้วผ่านข้อต่อ RF เข้าไปยังเครื่องรับส่งสัญญาณ RF ที่รับเข้าทางสายอากาศนี้มีกำลังอ่อนมาก มีค่าแรงดันเป็นไมโครโวลท์เท่านั้นจึงไม่สามารถกระตุ้นให้วงจรสวิตซ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานเปลี่ยนตำแหน่งสวิตซ์ได้

         เมื่อเครื่องรับส่งเปลี่ยนสถานะการทำงานเป็นช่วงส่งสัญญาณ RF ออกอากาศ สัญญาณ RF จากเครื่องรับส่งจะเข้ามาทางจุดป้อนสัญญาณเข้าของอิเล็กทรอนิกส์ สัญญาณ RF บางส่วนในจำนวนเล็กน้อยจะเข้าไปกระตุ้นให้วงจรสวิตซ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงาน รีเลย์ RL1 และ RL2 ในวงจรจะเปลี่ยนตำแหน่งสวิตซ์จาก 1 เป็น 2 และจาก 3 เป็น 4 ตามลำดับ ทำให้สัญญาณ RF ถูกส่งผ่านหน้าสัมผัสรีเลย์ไปเข้าวงจรขยายสัญญาณ RF ก่อนส่งออกไปยังสายอากาศในที่สุด

         ในรูปที่ 1 เป็นวงจรขยายสัญญาณ RF (RF Amplifier) อุปกรณ์ซึ่งทำหน้าที่ขยายกำลังส่งสัญญาณ RF ในวงจรนี้เป็นทรานซิสเตอร์ (2SC1817) ทรานซิสเตอร์ตัวนี้ทำงานยายสัญญาณในคลาส AB (Class AB Amplifier) สัญญาณ RF จะถูกส่งเข้ามาทางจุดสัญญาณเข้า A (A input)  และเข้ามายังขาเบสของทรานซิสเตอร์ Q1 โดยผ่านทางวงจรแมทชิ่ง (matching circuit) รูปตัว L ซึ่งประกอบด้วยอุปกรณ์ TC1, TC2 และคอยล์ L1 สัญญาณ RF ที่ถูกขยายกำลังให้แรงขึ้นแล้วจะออกทางขาคอลเล็คเตอร์ของ Q1 และผ่านวงจรกรองความถี่ซึ่งผระกอบด้วย L3, TC3 และ TC4 แล้วผ่านออกทางจุดสัญญาณออก B (B output)

 

         ในรูปที่ 2 เป็นวงจรสวิตซ์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งจะทำงานแม้มีสัญญาณ RF เพียงเล็กน้อยเข้ามากระตุ้น วงจรนี้มีทรานซิสเตอร์แบบ NPN ทำหน้าที่เป็นตัวขับรีเลย์ให้ทำงานสับเปลี่ยนตำแหน่งสวิตซ์ เมื่อมีสัญญาณ RF เข้ามาทางจุดสัญญาณเข้า (input) ของวงจรสวิตซ์อิเล็กทรอนิกส์ สัญญาณ RF จะถูกส่งผ่านตัวเก็บประจุค่า 5.6 PF เข้ามาที่วงจรเรียงกระแสสัญญาณ RF (RF signal retifier) ซึ่งประกอบด้วยไดโอด D4,D5,ตัวต้านทานค่า 1K และตัวเก็บประจุค่า 0.01 ไมโครฟาหลาด, 0.02 ไมโครฟาหลาด ที่ต่ออยู่ทางขาเบสของทรานซิสเตอร์ Q2 วงจรเรียงกระแสสัญญาณ RF จะเปลี่ยนสัญญาณ RF ให้เป็นสัญญาณแรงดัน DC เมื่อทรานซิสเตอร์ Q2 ถูกสัญญาณแรงดัน DC เข้ามากระตุ้นที่ขาเบส ทรานซิสเตอร์ Q2 จะไหล่ผ่านรีเลย์ RL1, RL2  เป็นผลให้รีเลย์ RL1,RL2 ทำงานเปลี่ยนตำแหน่งสวิตซ์คือที่ RL1 จะเปลี่ยนจากตำแหน่ง 1 เป็น 2 และที่ RL2 จะเปลี่ยนจากตำแหน่ง 3 เป็น 4

 

การสร้าง

         ในรูปที่ 3 เป็นแบบลายปริ้นท์ทางเดินไฟฟ้าตามวงจรภาคขยายสัญญาณ RF และวงจรสวิตซ์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งอยู่ในแผ่นปริ้นท์แผงเดียวกัน อุปกรณ์ทุกตัวจะถูกติดตั้งอยู่บนแผ่นปริ้นท์ยกเว้นทรานซิสเตอร์ 2SC1817 จะถูกติดตั้งลงบนแผ่นระบายความร้อนและมีการต่อสายจากขา B,E,C ของทรานซิสเตอร์มาเข้าวงจรที่อยู่บนแผงปริ้นท์ ความยาวของสายต่อที่ว่านี้จะต้อง
ให้สั้นมากที่สุด ในกรณีใช้ลวดเปลือยเป็นสายต่อจะต้องหาปลอกสายสวมไว้เพื่อป้องกันไม่ให้สายต่อแตะลัดวงจรระหว่างกันหรือสัมผัสเข้ากับส่วนอื่นๆ ที่ไม่ต้องการในการติดตั้งตัวทรานซิสเตอร์เข้ากับแผ่นระบายความร้อนจะต้องมีแผ่นฉนวนกั้นไม่ให้ตัวถังของทรานซิสเตอร์แตะสัมผัสเข้ากับแผ่นระบายความร้อนโดยตรง

 
 
 
 

         ในการปรับแต่งเครื่องบู้สเตอร์กำลังส่งนี้ทางที่ดีควรใช้ดัมมีโหลดอิมพิแดนซ์ 50 โอห์มที่สามารถทนกำลัง RF ได้อย่างต่ำ 50 วัตต์ต่อไว้แทนสายอากาศเพื่อว่าในขณะปรับจูนเครื่องบู้สเตอร์จะได้ไม่ทำให้สัญญาณ RF แพร่กระจายออกไปรบกวนผู้อื่นได้ไกลมากนัก สำหรับผู้ที่ไม่มีดัมมีโหลดก็จำเป็นต้องใช้สายอากาศต่อไว้ทางจุดสัญญาณออกของเครื่องบู้สเตอร์ ในกรณีนี้จะต้องมั่นใจได้ว่าสายอากาศที่นำมาใช้ต้องแมทช์ (match) กับความถี่ในย่าน 27 MHz โดยจะต้องมีค่า SWR ไม่มากเกินกว่า 1.3:1 และสายส่งสัญญาณ RF ที่ใช้ในงานนี้ต้องเป็นชนิดอิมพิแดนซ์ 50 โอห์มที่สามารถทนกำลังสัญญาณ RF ได้ถึง 100W

         ในรูปที่ 8 แสดงบล็อกไดอะแกรมการต่อเครื่องมือวัดเข้าตรวจสอบในระบบขณะปรับแต่งเครื่องบู้สเตอร์ สำหรับผู้ที่ไม่มีเครื่องวัดวัตต์ SWR ให้ต่อวงจรตรวจวัดความแรงสัญญาณ RF ตามวงจรในรูปที่ 9 แล้วนำไปต่อวัดคร่อมสายอากาศหรือดัมมีโหลด ซึ่งพอจะอนุโลมใช้ได้แต่ความแน่นอนในผลของการปรับแต่งคงสู้การใช้เครื่องวัดวัตต์ SWR ไม่ได้

         เริ่มต้นการปรับแต่งตัวด้วยการปรับจูนตัวเก็บประจุปรับค่าได้ทุกตัวในวงจรจนกระทั่งได้ค่ากำลังออกสูงสุด ในแต่ละครั้งที่กดคีย์ให้เครื่องรับส่งขับส่งสัญญาณ RF ออกอากาศไม่ควรนานเกินความจำเป็น (ไม่ควรเกิน 7-10 วินาที) ถ้าพบว่าวัดค่า VSWR ได้สูงขึ้นกว่าเดิม เมื่อปรับจูนให้กำลัง RF ออกสูงขึ้น แสดงว่าสัญญาณ RF ออกของเครื่องบู้สเตอร์นี้อาจไม่ใช่ความถี่ 27 MHz ที่แท้จริงหรืออีกนัยหนึ่งคือมีสัญญาณความถี่ข้างเคียง (spurious) มากเกินไปนั่นเองในกรณีนี้ต้องปรับจูนใหม่อีกครั้งหรือให้ลองเปลี่ยนแปลงการเดินสายวงจรภายในเครื่องบู้สเตอร์

         เมื่อผ่านการปรับแต่งเบื้องต้นตามที่อธิบายมาจนได้แล้ว ให้ใช้เครื่องวัดเอเอ็มมิเตอร์ (AM meter) ต่อเข้าวัดความลึกของสัญญาณ AM (deep of Amplitude Modulation) ที่จุดสัญญาณออกของเครื่องบู้สเตอร์ ถ้าตรวจสอบพบว่าสัญญาณ RF ก่อนเข้าและหลังออกจากเครื่องบู้สเตอร์มีความลึกของสัญญาณ AM แตกต่างกันมาก แสดงให้เห็นว่าวงจรขยายสัญญาณ RF ในเครื่องบู้สเตอร์นี้ทำงานไม่เป็นเชิงเส้น (non linear) ซึ่งมีวิธีแก้ไขคือให้ลองพันคอยล์ L1 ใหม่

         สำหรับผู้ที่ไม่มีเครื่องวัดเอเอ็มมิเตอร์ ให้ลองพูดส่งสัญญาณออกอากาศไปสอบถามเพื่อนๆที่กำลังอยู่ในความถี่ว่าสัญญาณเสียงที่ออกอากาศไปมีความคมชัดเพียงใด หรืออาจจะหาเครื่องรับส่งอีกเครื่องมาเปิดรับฟังสัญญาณเสียงที่ออกอากาศ แล้วลองปรับแต่งที่ตัวต้านทานปรับค่า 5K ซึ่งพอจะปรับเปลี่ยนความลึกของสัญญาณ AM ได้บ้าง

         ค่าความต่างศักดิ์ระหว่างขาเบสของทรานซิสเตอร์ Q1 และกราวด์ของวงจรควรอยู่ในระหว่าง 0.6-0.7 V โดยปกติเมื่อปรับแต่งได้ที่แล้วเครื่องบู้สเตอร์นี้จะสามารถขยายกำลัง RF ย่าน CB.27 MHz ได้ประมาณ 7-8 เท่า ตัวอย่างเช่นถ้ามีการป้อนกำลัง RF ที่ระดับ 1W เข้าทางอินพุตจะมีการขยายกำลังออกทางเอ้าพุตได้ประมาณ 7-8 W หรือถ้าป้อนกำลังเข้าที่ระดับ 2 w จะได้กำลังออกประมาณ 14-16 W ระดับกำลัง RF ป้อนเข้าสำหรับเครื่องบู้สเตอร์นี้ไม่ควรเกิน 4-5 W และกำลัง RF ออกสูงสุดที่พึงได้จากเครื่องบู้สเตอร์นี้จะอยู่ในช่วง 28 Wเมื่อแรงไฟจ่ายกับบู้สเตอร์ 12 V หรือถ้าให้แรงไฟจ่ายที่ 15 V (ไม่ควรให้ไฟจ่ายสูงกว่า 15 V ) กำลัง RF ออกสูงสุดจะอยู่ในช่วง 35 W ส่วนอัตรากินกระแสไฟจ่ายสูงสุดตามปกติควรจะอยู่ในช่วง 2.5-3.5 A โดยประมาณ