ประเดี๋ยว PA ก็เสียหรอก !
"ไม่ต่อสายอากาศ กดคีย์ ประเดียว PA ก็เสียหรอก" ประโยคนี้คงจะได้ยินในหมู่เพื่อนสมาชิกชาว HAM บ้านเรา จนชินแล้วนะครับว่า ถ้าไม่ใส่สายอากาศ แล้วกด PTT จะทำให้ PA เสียหาย ต้องเสียเงินซ่อมหลายตังค์
หลายคนก็คงสงสัยว่า แล้วเจ้าตัว PA มันคืออะไร ทำไมมันเสียหายง่ายนัก แค่ไม่ใส่สายอากาศแค่นี้ก็เสียแล้ว แต่ทำไมบางเครื่องไม่ได้ใส่สายอากาศแล้วกด PTT ไม่เห็นมีอะไรเสียหายเลย หรือว่าเครื่อง ๆ นั้นไม่มี PA หรือมันยังไงกันแน่ ?
รูป ขยายทรานซิสเตอร์กำลัง (Power Transistor) ที่ใช้ใน ICOM IC-2N
ครับ PA ที่เราเห็นเป็นตัวพลาสติกสีดำสีดำ ๆ มีขา 4-6 ขา หรือมากกว่า มีครีบระบายความร้อน ตัวใหญ่บ้างเล็กบ้าง ล้วนแต่เรียกว่า PA ทั้งนั้น
คำว่า PA ย่อมาจาก Power Amplifier ซึ่งเป็นภาค ๆ หนึ่งของอุปกรณ์ขยายกำลังแทบทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นเครื่องขยายเสียงบ้าน กลางแจ้ง แอมป์รถยนต์ วิทยุรับส่ง หรือแม้แต่วิทยุกระจายเสียง ภาค PA จะทำหน้าที่ขยายกำลังมากให้ได้ตามต้องการ ในวิทยุรับส่ง ภาค PA จะทำหน้าที่ขยายกำลังส่งให้ออกสูง ๆ ตามแต่ PA ตัวนั้นจะทำได้ ดังนั้นเครื่องจะมีกำลังส่งมากน้อยเพียงใด ภาค PA จะเป็นตัวกำหนดกำลังส่งสูงสุดของเครื่อง ๆ นั้นด้วย เช่น ภาค PA ตัวนั้นขับกำลังส่งได้ สูงสุด 5 วัตต์ (Maximum Power Output) เราไปจับให้มันขยายสัก 10 วัตต์ คราวนี้ ไม่ต้องรอให้ถอดสายอากาศแล้วส่งออกอากาศหรอกครับ ถึงใส่สายอากาศก็มีสิทธิเสียเอาง่าย ๆ เหมือนกัน เพราะเราไปใช้งานมันหนักเกินกำลังความสามารถของตัวมันเองนั่นละครับ แต่ถ้าเอา PA 5 วัตต์ มาใช้ 2.5 วัตต์ ได้สบาย ๆ
PA ที่เป็นชุดสำเร็จ (PA MODULE) ของเครื่องวิทยุรุ่นต่าง ๆ
- PA MODULE ของ ICOM - IC-02N (S-AV16H)
- PA MODULE ของ ICOM IC-2G (SC-1080)
- PA MODULE ของ FT-411T (M57796MA)
เราจะเห็นว่า ถ้านำเอา PA กำลังต่ำมาใช้กับกำลังส่งที่สูงกว่าไม่ได้ แต่ถ้านำเอา PA ที่มีกำลังสูง มาใช้งานที่กำลังต่ำกว่าได้ และจะทำให้การใช้งานทนทานนานขึ้นด้วย เพราะเหตุนี้การออกแบบ PA โดยทั่วไป ทางสบริษัทผู้ผลิตจะกำหนดกำลังส่งที่ใช้งานต่ำกว่ากำลังส่งสูงสุดเสมอ เพื่อการใช้งานที่ทนทานขึ้น และป้องกันความผิดพลาด ที่จะเกิดขึ้นขณะใช้งาน
ในเครื่องวิทยุรับส่งบางเครื่องยังใช้ PA เป็นทรานซิสเตอร์อยู่ เช่น IC-2N,FT-208,C-120,C-150 โดยเหตุผลบางประการ เช่น สมัยนั้นยังไม่มี PA ที่เป็นชุด (MODULE) ที่เหมาะสมกับเครื่องนั้น ๆ หรือ เพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายในการซ่อม เพราะการเปลี่ยนอุปกรณ์เพียงตัวเดียว ย่อมถูกกว่าการเปลี่ยนทั้งภาคแน่ ๆ แต่ในระยะหลัง ๆ บริษัทผู้ผลิต วิทยุรับส่ง ได้นำเอา PA ที่เป็นชุด (MODULE) มาใช้กับวิทยุรุ่นใหม่ ๆ PA MODULE จะทำหน้าที่อย่าง PA ที่เป็นทรานซิสเตอร์ ภาคนี้ทุกอย่างจะรวมอยู่ใน PA MODULE จะรวมเอา ทรานซิสเตอร์ และอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ประกอบอยู่ในภาค PA เดิม ๆ ไว้ในนั้น หรือจะพูดง่าย ๆ ว่าย้ายภาค PA ออกมาเป็น MODULE เพื่อลดขนานของภาคส่งลงและง่ายต่อการตรวจซ่อม คือถ้าเสียก็ยกเปลี่ยนทั้ง PA เลย
ภาพ PA หลังจากแกะฝาครอบออก จะเห็นอุปกรณ์มากมาย มาอยู่ในกล่องเล็ก ๆ นี้
อุปกรณ์ภายใน PA MODULE ของ M57796MA ซึ่งใช้ในวิทยุรับส่งแบบมือถือหลายรุ่น ยาวแค่ 4 ซม.กว่า ๆ เท่านั้น
ขยายให้เห็นชิ้นส่วนต่าง ๆ อย่างชัดเจน
- 1.เป็นทรานซิสเตอร์ขยายกำลัง (Power Transister) เช่นเดียวกับรูปทรานซิสเตอร์กำลังในรูปที่ 1
- 2.ไมโครสตริปไลน์ มีลายทองแดงงอไปงอมาทำหน้าที่เป็น L และ C ให้กับวงจร
รูปร่างและขนาดของ M57796MA
จากรูปเป็น PA MODULE เบอร์ M57796MA ซึ่งใช้ในวิทยุรับส่ง YAESU เช่่น FT-23,FT-411T,STANDARD รุ่น C-112 และสามารถใช้เป็นเบอร์แทนของ KENWOOD รุ่น TH -25 ได้ เมื่อแกะออกมาจะมีวงจรภายในอย่างที่เห็น จุดที่ลูกศรชี้คือ Power Transistor ทำหน้าทีอย่างเดียวกับทรานซิสเตอร์ในภาค PA ของเครื่องที่ใช้ ทรานซิสเตอร์นะครับ คือทำหน้าที่ขับกำลังและขยายกำลังส่ง ให้ได้ตามต้องการ ซึ่งตัวนี้ละที่มันมักจะเสีย การเสียในกรณีที่ใช้กับวิทยุรับส่ง โดยมากจะเกิดจากการที่อุณหภูมิของตัวมันสูงเกินกว่าจะทนได้
ไม่ว่าจะเป็นเพราะค่า VSWR ของระบบสายอากาศสูงเกินไป หรือการระบายความร้อนไม่ดี การใช้งานอย่างหนัก กด PTT นานกินไป หรืออะไรก็ตามที่ทำให้มันร้อนจนเกินอุณหภูมิ ที่มันจะทนได้ จุดที่เขาวัดอุณหภูมิเขาวัดภายในตัวทรานซิสเตอร์นะครับ แต่ถ้า PA ร้อนมาก ๆ ต้องระวังไว้ก่อน เพระอุณหภูมิภายนอกต้องน้อยกว่าที่ตัวทรานซิสเตอร์แน่นอน อีกสาเหตุที่ทำให้ทรานซิสเตอร์ตัวนี้เสียก็คือการจ่ายไฟ DC สูงเกินกว่า ที่เจ้า PA ตัวนั้น ๆ จะทนได้ ซึ่งก็จะบอกมากับ Specification ในคู่มือการใช้เครื่องนั้น ๆ ในรูปของโวลต์สูงสุด ที่สามารถใช้กับเครื่องวิทยุเครื่องนั้น ๆ ได้
วงจรสมมูล (Equivalent Circuit) ของ M57796MA
ถ้าพิจารณาจาก Equivalent Circuit ซึ่งแสดงให้เห็นอุปกรณ์ภายใน ท่านอาจจะสงสัยว่า ทำไม PA MODULE เบอร์ M57796MA มี 4 ขา แต่ทำไมใน Equivalent Circuit ถึงมี 5 ขา เปล่า ญี่ปุ่นเขาไม่ได้ทำเกินหรอกครับ ก็ขาที่ 5 เขาใช้แผ่นครีบระบายความร้อน ด้านหลังแท่นเลย ไม่มีขาที่ 5 ให้เห็น
บทความ
