background image

©1999 Hamtronics, Inc.; Hilton NY; USA.  All rights reserved.  Hamtronics is a registered trademark.    Revised: 5/3/04 

- Page 1 -

GENERAL DESCRIPTION. 

The LPA 2-40 is designed to am-

plify the 2W pep output of the XV2 
Transmitting Converter or the TA51 
Exciter or any other 2W 220 MHz rf 
source to 30W p.e.p. on ssb (linear 
mode) or 40W on fm or cw (class-C 
mode). It is a linear amplifier; so it 
may be used on any mode of opera-
tion, including ssb, am, cw, and fm. It 
has a 50 ohm input and output im-
pedance. The LPA 2-40 operates on 
+13.6Vdc at 8-10 Amp. It may be 
tuned to any frequency in the 220-230 
MHz range, and has a passband of 5 
MHz. 

CIRCUIT DESCRIPTION. 

Refer to the schematic diagram. 

Amplifier transistors Q1 and Q2 are of 
the new high gain, emitter ballasted 
type. They are both normally operated 
well below their full output capability 
to remain in the linear range. Imped-
ance matching is done with high Q, 
discrete coil-capacitor tuned circuits 
to aid signal purity. A low-pass filter is 
used in the output circuit for har-
monic suppression. 

The transistors are biased slightly 

above class B for linearity. However, 
when the unit is to be used only for 
fm or cw, slightly greater efficiency 
and power output is obtained by dc 
grounding the transistor bases for 
class-C operation. Both bias circuits 
(Q1 & Q2) use silicon diodes which 
are thermally coupled to the heatsink 
to regulate bias according to tempera-
ture for a stable idle current over a 
wide range of operating temperatures. 
As the transistors warm up, they tend 
to conduct more, but CR1 and CR2 
reduce the bias, as warm up occurs, 
to counteract the drift in idle current.  

Feedback networks C4/R4 and 

C18/R8 are employed to spoil the ex-
cessive low frequency gain of the tran-
sistors to prevent oscillations at low 
frequencies.  

CONSTRUCTION. 

Most of the pertinent construction 

details are given on the component lo-
cation and schematic diagrams. Fol-
lowing are details of coil winding and 
special parts mounting procedures. 
Note that all parts are tack soldered to 
the pc board; so it is necessary to cut 
and form leads so that they seat prop-
erly on the board. Use the shortest 
possible leads on all bypass capaci-
tors. Be sure to observe polarity on 

diodes and electrolytic capacitors. 

The markings on disc capacitors 

may be confusing; so some explana-
tion may be helpful. Some larger val-
ues may be marked in pf with two 
significant figures and a multiplier 
much as resistors are marked. For ex-
ample, 101 = 100pf and 103 = .01uf 
(10,000 pf).  

a. Refer to component location dia-

gram. Set heatsink flat on bench, and 
set 1/16 inch thick washers over the 
six holes for screws used to mount 
board. 

b. Carefully set the pc board over 

the washers, positioning as shown. 
Secure board with six 6-32 thread 
cutting screws, being careful not to 
move the washers below the board. 
Align pc board over transistor and di-
ode holes before tightening screws. 

c. Carefully open the package of 

heatsink compound with scissors. Use 
a toothpick or small piece of wire to 
apply a small amount of compound to 
the shoulder of the stud mount tran-
sistor where it contacts the heatsink. 

d. Set the stud mount transistor in 

location Q1, and orient the notched 
collector lead to the right as shown. 
Secure transistor with #8 lockwasher, 
solder lug, and 8-32 nut. Orient sol-
der lug next to diode hole. Do not 
overtighten nut; tighten only to the 
point of being snug. Hold transistor 
leads with fingers to prevent rotation. 
If leads still rotate, you are probably 
applying too much torque. 

Note: Since heatsink compound is 

used, it is unnecessary to use a lot of 
torque. Excessive torque can break 
stud or leads. 

e. Apply heatsink compound to 

flange type transistor and set in posi-
tion Q2. Note that the collector lead is 
narrower than the base lead. The col-
lector lead should be facing the right 
hand side. Secure transistor with two 
4-40 screws. On the lower screw, in-
stall #4 lockwasher and 4-40 nut. On 
the upper screw, install solder lug and 
4-40 nut. Orient solder lug next to di-
ode hole. 

f. Form the transistor leads down 

against the board. Then, tack solder 
them to the foil, using sufficient solder 
so that a bond is formed under the 
full length of the leads. 

g. Install the 40pf and 250pf metal 

clad mica capacitors in the exact posi-
tions shown. The flat side with the 
part number should face up. The tab 
contact on each capacitor should be 

bent down to contact the pc board foil 
and the tab should be soldered while 
maintaining correct positioning. With 
the capacitor firmly held in place by 
the tab, the case can then be soldered 
along each side to the ground plane 
foil with generous amounts of solder. 
(Exception: C21 tab should be bent 
upward to form a solder terminal for 
the junction of Z5 and Z6.) Note that 
some pc board pads are not used. 

h. Solder the tabs of the variable 

mica capacitors to the board in the ex-
act positions shown. Doing so leaves 
adequate space for coil connections.  

i. Form coils L1, L2, L3, and L4 

from #14 (heavy) bus wire exactly as 
specified in the component location 
diagram, and tack solder them to the 
board. Note that all pertinent details 
of coil winding are given in the details 
above the schematic diagram.  

j. Install the two silicon diodes as 

shown in the diagram, observing po-
larity. In each case, position the body 
of the diode directly resting on the 
case of the transistor. Place a small 
amount of heatsink compound be-
tween the transistor case and the di-
ode body. Form the cathode lead down 
to the ground plane foil next to the 
transistor, and tack solder in place. 
Reseat the diode in its proper position, 
and tack solder the anode lead to the 
insulated bus pad on the pc board. 

k. Ferrite chokes Z2, Z4, Z5, and 

Z6 are wound (threaded) with 2-1/2 
turns of #22 bus wire (fine) as shown 
in the detail diagram, by feeding the 
wire through adjacent holes and pull-
ing tight. One hole will not be used. 
Ferrite chokes are mounted flat 
against the pc board, and their leads 
are tack soldered to the board.  

l. The network formed by Z3/R5 is 

made by threading 2 turns of #22 
(fine) wire through a ferrite choke (4 
holes used). Then, one lead of the re-
sistor is passed through a remaining 
hole and tack soldered to the bus wire 
to form a junction as shown in the de-
tail. (3.3 ohm resistor is coded 
org/org/gold.) Be careful that no part 
of the winding of the choke touches 
other metal parts.  

m. Feedback networks C4/R4 and 

C18/R8 are tack soldered between the 
base and collector leads of the transis-
tors, using short leads. The free leads 
are brought together over the transis-
tor and diode to form a junction and 
tack soldered together in mid air. 

n. Tack solder all other parts to the 

HAMTRONICS® LPA 2-40 220 MHZ LINEAR POWER AMPLIFIER: 

CONSTRUCTION, OPERATION, AND MAINTENANCE 

Reviews: