Rádiotechnika a antény
Image
VKV anténa- sfázovanie, stavba

Obrazek


 
Image
 






 Image     

Jednoduchý 400 mW vysielač (czech)


Technické údaje

Napájení: 12-14 V stabilizované, 100 mA
Vf výkon: 400 mW
Impedance: 50-75 ohmů
Frekvence: 87,5-108 MHz
Modulace: FM širokopásmová

Seznam součástek

Kondenzátory:
C1, C2, C12 - 100 pF
C3, C5 - 0,22 uF elektrolytický
C4 - 1,8 nF
C6 - 4,7 uF
C7, C13, C16, C17, C19 - 1 nF
C8 - 20 pF
C9 - 33 pF
C10 - 47 pF
C11 - 22 pF
C14 - trimr 60 pF
C15 - trimr 35 pF
C18 - 100 nF mini
C20 - 470 uF

Cívky:
(všechny cívky vzduchové, vinuty samonosně na průměru 6 mm izolovaným Cu drátem o průměru 0,7 mm, závity těsně u sebe)
L1 - 3,5 závitu
L2 - 9,5 závitu
L3 - 4,5 závitu

Odpory:
R1, R2 - plastový potenciometr 10 k
R3 - 33 k
R4, R7 - 10 k
R5, R11 - 470
R6, R8 - 27 k
R9 - 220
R10 - 120

Ostatní:
D1 - BB409, KB109G, BB109G
T1 - BF199
T2 - BFR91 (BFR96)
T3 - BFR96

deska cuprextitu
žárovička 6 V / 0,1 A
jack 3,5 mm
knoflíky na potenciometry
stíněný kablík
koaxiální kabel
anténní konektory
vhodná anténa a napájecí zdroj

Popis funkce

Tranzistor T1 tvoří oscilátor. Ten je laděný cívkou L1 a varikapem (kapacitní diodou) D1. Na varikap je přivedeno ladicí napětí i modulační signál, kterým je oscilátor mírně rozlaďován a tím modulován. Vf signál z oscilátoru je dále zesílen tranzistory T2 a T3. Následuje impedanční přizpůsobení.
Audiosignál přivedený na vstup nejprve projde přes R3 a C4. Tato dvojice součástek zajiš�uje preemfázi - zdůraznění vysokých kmitočtů. Potenciometrem R2 lze nastavit správnou hlasitost modulace.
Ladění se provádí potenciometrem R1, případně také cívkou L1 (roztahování a stahování závitů, případně změna počtu závitů).

Plošný spoj a rozmístění součástek

Plošný spoj je navržen pro osazení všech součástek ze strany měděné fólie, tedy ze strany spojů. Měď mezi spoji lze vypilovat, vyfrézovat nebo odleptat.

 

Oživení

Po sestavení a důkladné kontrole zapojte na výstup žárovičku a připojte napájení. Proudový odběr by měl být kolem 100 mA. Žárovička může ale zatím ještě nemusí svítit. Teď je potřeba naladit vysílač do pásma CCIR a to cívkou L1. Potenciometr R1 proto nastavte přibližně doprostřed a na přijímači se pokuste vysílač naladit. Jelikož do vysílače zatím nepouštíme žádný signál, měli byste naladit ticho. Pokud se to napoprvé nepovede, postupně roztahujte závity L1 a znovu ladění opakujte. Až se to povede, zafixujte závity L1 v pozici podle vámi vybrané frekvence. Potenciometrem R1 pak přesně dolaďte frekvenci.
Když už nám vysílač vysílá na správné frekvenci, je ještě potřeba nastavit jej na největší výkon. Pootočte několikrát střídavě trimry C14 a C15 tak, aby žárovička co nejvíce svítila. Poté místo žárovičky připojte anténu, pus�te hudbu, dolaďte správnou frekvenci a hlasitost a můžete vysílat.
Pokud se po připojení antény objeví v modulaci brum, je to nejspíš tím, že anténa je už jednou uzeměná. Pomůže připojit stínění koaxiálu na zem vysílače přes kondenzátor 1 nF.

S dobrou anténou má vysílač maximální dosah až několik km. Např. při použití dipólu bude dosah velmi kvalitního pokrytí asi 500 metrů, maximální dosah v závislosti na výšce dipólu asi 1 až 4 km.


Schémy a plošné spoje:

ObrazekObrazekObrazek          Image            

Image

JEDNODUCHÝ TELEGRAFNÝ

 TRANSCEIVER PRE PÁSMO 144

 MHz


   Popisované zariadenie je ukážkou pomerne jednoduchej konštrukcie telegrafného transceiveru pre pásmo 144,0 až 144,15 MHz s možnos�ou prepnutia i do sektoru SSB. V prijímači využíva princípu priameho zmiešavania, vo vysielači priameho násobenia kmitočtu rozlaďovaného kryštálového oscilátora. Polovičný kmitočet výstupného kmitočtu (tj. 72 MHz) sa privádza do zmiešavača prijímača. Úlohou zadania bolo zostroji� jednoduchý TRX pre mládež a začínajúcich amatérov z bežne dostupných súčiastok (nie vždy žahko splniteźné) a za rozumnú cenu. Popísané zariadenie je vhodné aj pre kategóriu QRPP. Prijímače s priamym zmiešavaním sú vežmi obžúbené u amatérov zaoberajúcich sa prevádzkou QRP na krátkych vlnách. Je si však treba uvedomi�, že signály na KV bývajú väčšinou silnejšie než na VKV (i stupnica sily poža S je rozdielna o 20 dB) a často stačí na vstupe pasívny Schottkyho zmiešavač pripojený k dobrej anténe. Toto nie je možné v rozsahu VKV a pred zmiešavačom je nutné pouzi� nízkošumový vf zosilňovač a ziskovú anténu. Ďalšou slabou stránkou priameho zmiešavania je malá selektivita. Tá sa síce dá zlepši� účinnou dolnou priepus�ou nf, avšak prijímač obsahuje vždy na výstupe zmiešavača obe postranné pásma. Príjem signálov SSB je vežmi príjemný a prirodzený. V prijímači tiež nevznikajú žiadne nežiadúce zmiešavacie produkty a preto môže by� použitý ako kontrolný prijímač. Nepredpokladáme používanie zariadenia ako protivníka "silných lak�ov" pri vežkých závodoch. Napriek tomu bola kvalita predovšetkým prijímača preverovaná počas Vežkonočného závodu 1988 a januárového Prevádzkového aktívu 1989. Použitá bola vertikálna anténa 5/8 (jediná ktorú na 144 MHz mám), prepínaná ku kontrolnému nízkošumovému prijímaču vybavenému S-metrom. Na popisovanom prijímači boli čitatežné všetky signály zachytené kontrolným prijímačom od sily signálu S2 ibaže s horším odstupom šumu. Napriek tomu, že na pásme bolo veža staníc so signálom S9+, dali sa i vežmi slabé signály prečíta�. Počas januárových tropo podmienok boli kvalitne zachytené signály z DL, OE, Y2, HG, OK3, z TRX pracovného z OE3 a SP9, všetko na vertikál 5/8. Situácia sa iste zlepší pri použití antény s horizontálnou polarizáciou, stále platí slogan o najlepšom zosilňovači - aspoň štvorprvkovej OK1KRC. Vysielacia čas� má výstupný výkon 300 mW na 75 Ohm a dosah je daný použitou anténou a podmienkami. Prijímač a vysielač sú umiestnené na samostatných doskách z jednostranne plátovaného kuprextitu, umiestených v krabičke so zbytkov laminátu.

   Prijímacia čas�: Prijímač pozostáva z vf zosilňovača, zmiešavača, zosilňovača oscilátorového signálu, dolnej priepuste a nf zosilňovača. Vf zosilňovač musí potrebné zosilnenie zaisti� s malým šumom a musí by� stabilný. Jednostupňový zosilňovač je osadený tranzistorom KF173 (môže by� použitý aj KF525). Dosiahnutežné zosilnenie 25 dB a viac je umožnené zapojením vstupného ladeného obvodu v mostíkovom zapojení ktoré výrazne prospieva k zachovaniu stability. Na výstupe je zaradená pásmová priepus� indukčne viazaná jedným závitom, ktorý je súčas�ou indukčnosti sekundárneho obvodu. Výstup na zmiešavač je vyvedený z tohto väzobného vinutia. Všetky obvody vf zosilňovača sú umiestené v kryte. Zrkadlová selektivita zosilňovača je vyhovujúca. Napriek tomu, že hlavný východočeský vysielač Krásný je vzdialený od QTH asi 5 km vzdušnou čiarou, je príjem absolútne čistý. Zmiešavač je v málo známom zapojení. V zahraničnej literatúre je známy ako tzv. "harmonický zmiešavač" a jeho autorom je sovietsky amatér Poljakov. Na zmiešavanie využíva dve antiparalelne zapojené diódy pripojené priamo na vstup nf zosilňovača. Na zmiešavanie sa využíva zásadne polovičný kmitočet oscilátora (v našom prípade 72 MHz). V popisovanom prijímači je použité zdokonalené zapojenie. Ide o dve dvojice antiparalelne zapojených diód privedených na oba vstupy operačného zosilňovača 741. Na vstupe zmiešavača je symetrizačný transformátor navinutý na malom dvojotvorovom jadre z materiálu N01 (priemer 8 mm, výška 6 mm). Oscilátorový signál sa privádza na stred sekundárneho vinutia a jeho úroveň sa nastavuje odporovým trimrom. Operačný zosilňovač zaistí základné nf zosilnenie. Kondenzátor 47 pF z výstupu na vstup obmedzí vyššie kmitočty demodulovaného signálu v akustickej oblasti. Nf signál je privedený na vstup aktívnej dolnej priepuste osadenej tranzistorom KC148 (KC508, KC509). Hodnoty RC členov sú volené tak, aby sa mierne zväčšilo napätie okolo 1200 Hz a za týmto kmitočtom sa výrazne zmenšilo. Kmitočty pod 500 Hz sú potlačené vožbou väzobných členov v celom nf re�azci. S touto útlmovou charakteristikou sú dobre čitatežné i signály SSB. Zisk stupňa s dolnou priepus�ou je menší ako 1. Za dolnou priepus�ou je zaradený potenciometer na reguláciu hlasitosti. Ako výkonový nf zosilňovač je použitý integrovaný obvod MBA810DAS. Cenove je prístupný a zapojenie je jednoduché. Pokiaž by sa jednalo iba o počúvanie na slúchadlá, vyšlo by riešenie s tranzistormi jednoduchšie. Vzhžadom k snahe minimalizova� rozmery bol vypustený tzv. bootstrap kondenzátor 100 pF z bodu 4 do bodu 12. Vypustenie nemá podstatný vplyv na funkciu. Na miestach elektrolytických kondenzátorov boli použité typy z rady TE 002 v plastikových púzdrach a použité boli podstatne menšie kapacity oproti doporučenému zapojeniu (kde sú navrhnuté z hžadiska prenosu HiFi, pre prenos kmitočtov v rádioamatérskej oblasti sú zbytočne vežké). Zosilňovač má výstup pre reproduktor 4 Ohm a pre slúchadlá. Zo slúchadiel bol vyskúšaný rad typov s malou i vežkou impedanciou aj slúchadlá k prístrojom pre nedoslýchavých. Na doske v blízkosti zosilňovača je ešte umiestený zosilňovač oscilátorového signálu 72 MHz, na ktorého výstupe je trimer k nastaveniu výstupnej úrovne do zmiešavača.

   Vysielacia čas�: Vysielacia čas� je umiestená na druhej doske. Prvý tranzistor plní funkciu kryštálom riadeného oscilátora, rozlaďovaného ladiacim kondenzátorom. Vožba základného kmitočtu oscilátora vychádza z podmienky, že násobenie musí "prechádza�"' cez kmitočet 72 MHz, ktorý je potrebný pre zmiešavanie v prijímači. Objednanie vhodného kryštálu je pre toto jednoduché zariadenie cenove nevýhodné a preto bol použitý medzi rádioamatérmi pomerne dostupný kryštál L2400. Jeho základný kmitočet je l4,407 MHz a dá sa amatérsky žahko upravi�. Nakožko je možné telegraficky pracova� i v sektore SSB, je na doske miesto i pre druhý kryštál k prekrytiu tejto časti pásma. Na rozlaďovanie je možné použi� žubovožný ladiaci kondenzátor s kapacitou 150 až 200 pF. Vzduchové kondenzátory sú však rozmerné. Plne vyhovujúci a vo vzorke použitý je ladiaci kondenzátor so styroflexovým dielektrikom používaný vo vreckových prijímačoch pre SV a DV (TESLA WN70407) s kapacitou 150 + 60 pF. Obe sekcie je možné spoji� paralelne alebo využi� iba sekciu 150 pF. Kondenzátor je vpájaný priamo do dosky. Druhý tranzistor násobí základný kmitočet 5x na 72 MHz. Z teórie násobičov je známe že obsah vyšších harmonických závisí na uhle otvorenia aktívneho prvku. Optimálneho uhlu otvorenia dosiahneme správnou vožbou bázového deliča. Na výstupe tohto násobiča je zaradená pásmová priepus�, ktorá dostatočne potlačí nežiadúce kmitočty. Zo sekundárneho obvodu sa väzobným vinutím odoberá do zmiešavača prijímača signál 72 MHz a z odbočky do ďalšieho násobiča. Tretí tranzistor násobí 2x a na jeho výstupe je už potrebné napätie s kmitočtom 144 MHz k ďalšiemu zosilneniu. Zosilňovacie stupne pracujú s nulovým predpätím. Prvý zosilňovací tranzistor KSY71 je v zapojení so spoločnou bázou a dodáva výkon potrebný k vybudeniu koncového stupňa s KF630D na výstupný výkon 300 mW na 75 Ohm. Napájanie: Napájací zdroj nie je súčas�ou popisovaného zariadenia. Je možné pouzi� žubovožný zdroj ktorý je schopný doda� 12 V stabilizovaného napätia a prúd do 150 mA. V prípade použitia stabilizovaného zdroja nie je nutná Zenerova dióda v oscilátore a môžeme ju vypusti�. Jej predradný odpor nahradíme prepojkou. Zenerovu diódu ponecháme iba v prípade napájania z batérií. Kžudový odber (hlasitos� na minimum, kžúč rozpojený) je 40 mA. Pri príjme pri silnom signále a plnej hlasitosti sa prúd zväčší v špičkách na 120 až 140 mA. Pri zakžúčovaní a prispôsobenej zá�aži je 120 mA. Pri použití slúchadiel pri príjme a pri odpojenom reproduktore zostáva odber na úrovni kžudového prúdu i pri silných signáloch a plnej hlasitosti.

   Konštrukcia: Dosky sú po obvode prispájkované do krabičky z laminátu o výške 40 mm (záhradka). Ku zlepšeniu tuhosti krabičky a tým zvýšeniu mechanickej stability je medzi dosky vložená prepážka z obojstranne plátovaného kuprextitu vysoká 25 mm. Dosky sú uložené tak že na tej istej strane je vstup antény prijímača a anténny výstup vysielača. Tým je zaistené že prívody k anténnemu prepínaču budú krátke. Ako prepínač je použitý malý typ a je umiestený na užšej bočnici na žavej strane. Na zadnej bočnici je umiestený anténny konektor. Použitý bol konektor z WXN20 používaný na vnútorné prepojenie. Na zadnej strane je ďalej normalizovaný konektor pre pripojenie reproduktora. Na prednej strane je konektor pre slúchadlá a kžúč. Cez žavú bočnicu prechádza hriadež ladiaceho kondenzátora (ten je k bočnici priskrutkovaný dvoma skrutkami M2). Pri použití ladiaceho gombíka s väčším priemerom sa dá ladi� aj bez prevodov. Možnos� použitia prevodu a prípadne aj stupnice je ponechaná na konštruktéra. Na prepínanie kryštálov dobre poslúži prepínač ISOSTAT s jednou sekciou, umiestený na prednej bočnici. V strednej prepážke je otvor v mieste prepojenia násobiča 72 MHz a vstupu oddežovacieho zosilňovača oscilátorového signálu pre zmiešavač. Odporový delič cez ktorý sa pripája, je na strane spojov. Cievky v koncovom zosilňovači sú vzduchové samonosné. Všetky ostatné sú vinuté na kostričkách z WXN (tzv. pardubické) bez tieniacich krytov. Tieniace kryty su použité iba vo vf zosilňovači. Vzdialenosti vývodov odpovedajú použitiu rezistorov TR 151, TR 212 okrem obvodov operačného zosilňovača, kde boli použité TR 191 (vzdialenos� vývodov 7 mm). Netreba používa� rezistory "na stojato" tento spôsob zhoršuje orientáciu pri opravách. Kondenzátory sú bežné keramické, v ladených obvodoch z materiálu N47.

   Uvedenie do chodu: K uvedeniu do chodu potrebujeme merač jednosmerného napätia a prúdu, merač vf napätia a čítač. Najprv oživíme oscilátor s kryštálom spojeným s nulovým potenciálom. Kryštál odkrytujeme a opatrným trením polepov odrezanou gumou "dotiahneme" jeho kmitočet na 14 418 kHz (kryštál pre úsek SSB na kmitočet 14 433 kHz). Pri práci stále sledujeme kmitočet. Pripojíme sériovú cievku a ladiaci kondenzator a overíme, že oscilátor plynule mení kmitočet pri zmene kapacity. Pri maximálnej kapacite ladiaceho kondenzátora doladíme jadrom cievky kmitočet na l4 400 kHz (s kryštálom pre pásmo SSB na 14 419 kHz upravíme kryštálom, pretože cievka musí ma� indukčnos� nastavenú pre pásmo CW). Merač vf napätia pripojíme na výstup prvého násobiča na vývod pre zmiešavač prijímača. Jadrom doladíme obvody pásmovej priepuste. Úroveň vf napätia by mala by� aspoň 80 mV. Účinnos� násobiča je možné ovplyvňova� vožbou bázového deliča. Overíme, že na výstupe je skutočne signál o kmitočte 72 MHz. Druhý násobič by už mal dáva� dostatočné napätie pre budenie zosilňovačov. Jadrom doladíme na maximálne výstupné napätie - meriame na emitore KSY71. Výstupný kmitočet už musí by� 144 MHz. Výstupný obvod prvého zosilňovača je bez jadra a približne rezonuje s parazitnými kapacitami, chová sa skôr ako vf tlmivka. V koncovom stupni sú všetky cievky vzduchové. Vinuté sú zo silnejšieho vodiča a sú samonosné. Vôbec nie sú použité dolaďovacie trimre ako býva zvykom. Je to nielen z dôvodu ich �ažkého získania ale dôvodom je aj zachovanie malých rozmerov. Použité sú overené kapacity pevných keramických kondenzátorov a dolaďovanie na maximálny výstupný výkon sa robí úpravou vzdialenosti vinutí použitých cievok (roz�ahovanie, stláčanie za pomoci izolovanej pinzety alebo pomôcky z kúska laminátu). Meriame vf napätie na rezistore 75 Ohm pripojenom na výstupe za súčasného merania kolektorového prúdu tranzistora KF630D. Zmenou indukčnosti cievky v báze vzrastá budenie, ktoré sa prejaví vzrastom kolektorového prúdu asi na 100 mA. Zmenou indukčnosti cievok výstupného obvodu narastá vf napätie na výstupnom rezistore. Optimálne nastavenie je také, keď zosilňovač dáva najväčší výkon pri najmenšom kolektorovom prúde. Pri popisovanej vzorke bolo napätie 4,75 V/ 75 Ohm, tj. 300 mW výstupného výkonu. V prijímači najprv zmeriame jednosmerné napätia. V bode 12 zosilňovača MBA810 a v bode 6 operačného zosilňovača 741 musíme namera� približne polovičné napájacie napätie. Na maximálnu úroveň doladíme výstupné napätie oddežovacieho zosilňovača a pomocou odporového trimra nastavíme vf napätie na strednom vývode transformátora na 250 až 300 mV. Konečné dostavenie urobíme až pri príjme slabého signálu na najlepšiu citlivos�. Vf zosilňovač ja navrhnutý so značným zosilnením a preto aj s rizikom nestability. Po doladení obvodov do rezonancie vzrastie v reproduktore šum zosilňovača (vlastný šum zmiešavača a zosilňovačov je vežmi nepatrný). Vstupný obvod dolaďujeme s pripojenou anténou. Pokiaž sa prejaví tendencia k nestabilite, potlačíme ju zaradením rezistora 22 az 56 Ohm medzi kolektor a ladený obvod vf zosilňovača zo strany spojov po prerušení spoja. Ďalšie meranie závisí na vybavení, ktoré máme k dispozícii. Pôjde predovšetkým o zmeranie nf priebehu zosilňovačov a dolnej priepuste. Doporučené hodnoty súčiastok však plne vyhovujú.

   Pri stavbe prajem všetkým veža zdaru a spokojnosti s výsledkom. (Prevzaté so súhlasom autora zo Zborníka prednášok z celoslovenského stretnutia rádioamatérov Tatry 1989.)

S. Borovička, OK1BI

   Takže tožko originálny popis z Rádioamatérskeho zpravodaje 10/1990, ja som do transceivra pridal jednoduchý obvod VOX a prepínanie príjem/vysielanie obstaráva relé. Prevádzka je oveža pohodlnejšia, operátor nemusí pri každej relácii siaha� na prepínač RX/TX. Na príposluch vlastných vysielaných značiek som do zariadenia pribastlil jednoduchý CW monitor s dvomi KC508, naviazaný cez kondenzátor 4k7 na nf výstup. Bol som naozaj vežmi milo prekvapený citlivos�ou tak jednoduchého prijímača, na porovnanie som mal k dispozícii FT 225rd. Konštrukcia transceivra je zrejmá z fotografií, na ladenie som použil väčší gombík bez prevodu. Kryštály som nakoniec objednal vo firme KRYSTALY Hradec Králové, nepodarilo sa mi zohna� kryštály L2400. Pre CW čas� je kryštál 14418 kHz, pre SSB čas� pásma 14443 kHz, kryštály sú ufb a podarilo sa dosiahnu� pri každom rozladenie cca 260 kHz už v pásme 2m. Takže trx je schopný pracova� v rozsahu 144 až 144,5 MHz! Výstupný výkon je skoro konštantný v celom rozsahu, musel som sa trochu pohra� s naladením pásmovej priepuste. Ako anténny konektor som použil BNC typ.

Igor Frola, OM3CUG

Fotografie a technická dokumentácia:

Zdroj: http://www.qsl.net/om3cug/indexs.htm

Image



Image

Krátkovlnný elektronkový zosilovač s výkonom 1

 kW (czech)

Jednoho zářijového deštivého odpoledne můj starý koncový stupeň [lit. 1] zastávkoval. Ještě plný dojmů z výstavy zařízení na setkání ve Friedrichshafenu jsem se rozhodl a okolo půlnoci zbyla ze zesilovače hromada součástek a šroubků. V článku popisuji zesilovač, ve kterém byly realizovány podněty z moderní vysílací techniky a odstraněny nedostatky předchozích konstrukcí. Cílem článku je pomoci konstruktérům koncových stupňů.

Základní úvahy

V moderních profesionálních zesilovačích je kladen důraz na spolehlivost a komfort při zachování vysokých technických parametrů. Ačkoliv jsou polovodičové výkonové zesilovače velkých výkonů již dnes běžně komerčně vyráběny, je jejich zhotovení v amatérských podmínkách náročné a problematické. Proto mají elektronkové zesilovače mezi amatéry stále místo.

Elektronkové zesilovače se provozují buď v zapojení s uzemněnými mřížkami (zesilovač buzen do katody), nebo jako zesilovače se zemněnou katodou (buzené do řídicí mřížky).

Zesilovač s uzemněnými mřížkami je stabilní, jeho výkonové zesílení je však podstatně nižší, než při buzení do řídicí mřížky. Vstupní impedance zesilovače buzeného do katody je však velmi proměnlivá - je silně závislá na pracovním bodu elektronky (především na úrovni buzení) a na kmitočtu. Přizpůsobení transceiveru na zesilovač napájený do katody je možné jen pro jednu úroveň buzení, pro ostatní úrovně je přizpůsobení kompromisní. K optimálnímu přizpůsobení a k dosažení nejvyšší účinnosti (a při SSB provozu i intermodulační odolnosti) je třeba přizpůsobit výstup transceiveru na vstup zesilovače při plném vybuzení pomocí π-článku přepínaného pro jednotlivá pásma. K dosažení výkonu 1 kW je zapotřebí budit výkonem nejméně 100 W (podle použité elektronky koncového stupně).

Vstupní impedance zesilovače buzeného do řídicí mřížky je velmi vysoká a elektronka má vysoký i výkonový zisk. Proto se může zesilovač vlivem kapacitní vazby mezi anodou a řídicí mřížkou rozkmitat, a to v pásmech od dlouhých vln (rezonance tlumivek) přes pracovní kmitočet zesilovače (rezonance anodového a mřížkového obvodu) až do VKV kmitočtů (rezonance mřížkových a anodových přívodů). Velké (např. rozhlasové) zesilovače se proto neutralizují, což je pochod, jímž se přivádí z anody k řídicí mřížce napětí obrácené fáze než napětí procházející kapacitou anoda - řídicí mřížka z anody na mřížku - a to v takové velikosti, že se jím zcela kompenzuje nežádoucí zpětnovazební napětí. Širokopásmová neutralizace je konstrukčně náročná, její nastavení komplikované; proto se k zamezení nestability vstupní impedance moderních zesilovačů provozovaných v zapojení s uzemněnou katodou uměle snižuje vstupní odpor (zapojením výkonového odporu o hodnotě 50 až 220 Ω paralelně k řídící mřížce). Tím se i podstatně snižuje výkonové zesílení a proto je takto ošetřený zesilovač zcela stabilní a transceiver je bez dalších opatření zatížen konstantní impedancí v celém rozsahu krátkých vln (při hodnotě jiné než 50 Ω se odpor přizpůsobuje k transceiveru širokopásmovou transformací). Koncový stupeň, jehož vstup je zatížen odporem 50 Ω, potřebuje k plnému vybuzení zhruba poloviční výkon oproti výkonu potřebnému k plnému vybuzení zesilovače s uzemněnou mřížkou (resp. osminový výkon při vstupním odporu 220 Ω). To vše byly důvody, proč jsem v nové konstrukci zvolil zapojení s uzemněnou katodou.

Úskalí amatérských konstrukcí výkonových zesilovačů

V době od uveřejnění článku [1] se na mne obrátilo více amatérů, kteří se setkali při oživování zesilovače s obtížemi či dokonce s nezdarem. Jejich potíže pramenily z nevhodného konstrukčního pojetí, z nevhodné anodové tlumivky, z poddimenzovaných anodových cívek a anodového ladícího kondenzátoru, nevhodně navrženého anodového π-článku, z nerespektování údajů výrobce elektronky (zvláště překročením mezních parametrů), použitím nevhodného zdroje napětí první a druhé mřížky (zdroje s příliš vysokým vnitřním odporem), z nevhodně ošetřených nefunkčních anodových cívek, z nedostatečné ochrany proti výkonovému přetížení elektronky a nedostatečného chlazení. Nejčastěji se vyskytující otázky a možná odpovědi jsou uvedeny dále.

Konstrukční zásady

Rozdělení prostoru zesilovače

Blokuje se VF výkonem některý ze stabilizátorů, pomocných obvodů či ochran? Je zesilovač nestabilní, ačkoliv jste použili vyzkoušené zapojení? Výkon zesilovače pronikavě klesá s kmitočtem?

Pak jste nevhodně navrhli konstrukční rozložení zesilovače a propojení VF součástek zesilovače.

Části zesilovače obsahující silné vysokofrekvenční pole musí být odstíněny od zdrojové části, pomocných (ovládacích a ochranných) obvodů a od vstupní části zesilovače. Je účelné umístit zesilovací elektronku na samostatné šasí ("obrácené korýtko") zhotovené z měděného plechu. Vnitřní část korýtka slouží k umístění vstupních a napájecích obvodů zesilovače. K podlaze korýtka jsou přímo připájeny katodové vývody patice elektronky, do stejného místa jsou zapájeny (co možná nejkratšími přívody) filtrační a blokovací kondenzátory vstupní části zesilovače. Zatěžovací výkonový odpor je umístěn co nejblíže k první mřížce, ke vstupnímu konektoru i k oddělovacímu kondenzátoru první mřížky je s ní propojen koaxiálním kabelem. Všechna napájecí napětí spodní části procházejí vstupního prostoru průchodkovými kondenzátory.

Prostor nad horní částí korýtka je vyhrazen anodové části zesilovače. V blízkosti anody jsou upevněny anodové tlumivky, antirezonanční obvod1 a oddělovací kondenzátor. Korýtko je zapuštěno do šasí, jímž je oddělen anodový box od pomocných obvodů a nízkonapěťových zdrojů. Bok, čelo a zadní část anodového prostoru jsou stíněny kovovými stěnami, oddělujícími anodový prostor od zbytku zesilovače. V tomto prostoru jsou všechny VF výkonové součástky (ladící kondenzátory, cívky, přepínač pásem a anténní relé). Oba ladící kondenzátory, cívky a přepínač jsou propojeny měděnými pásky (okolo 10 mm širokými). Propojovací pásky musí být co nejkratší! Zemnící pásky π-článku jsou přišroubovány na anodovou stranu korýtka a spoje jsou ještě propájeny (v těchto bodech tečou vf proudy řádu až desítky ampér).

Vysokonapěťový zdroj je umístěn ve zvláštním boxu, z bezpečnostních důvodů odděleném od zbytku zesilovače.

Anodové tlumivky

Klesá dramaticky účinnost Vašeho zesilovače na některém z vyšších pásem, ačkoliv je zesilovač řádně vybuzen? Dochází k nespojitosti ladění π-článku (ke skokové změně proudu a výkonu)? Vzniká při plném vybuzení oblouk mezi středem tlumivky a kostrou?

Pak používáte tlumivku, která rezonuje na pracovním kmitočtu, nebo v jeho blízkosti.

Anodová tlumivka slouží k oddělení VF složky anodového napětí od napájecího zdroje; je jedním z nejkritičtějších prvků zesilovače. Tlumivka se chová jako čistá indukčnost pouze na kmitočtech, na nichž je délka použitého drátu vůči vlnové délce zanedbatelná. Indukčnost závisí na počtu závitů (t.j délce vodiče), na průměru a na délce cívky. Při čtvrtvlnnné délce drátu se tlumivka chová jako paralelní rezonanční obvod, nad ní se chová jako impedance kapacitního charakteru a při půlvlnné délce jako zkrat. Rezonanční kmitočet tlumivky se ještě snižuje mezizávitovou kapacitou. Pokud je rezonance tlumivky blízká pracovnímu kmitočtu zesilovače, protékají cívkou vysoké cirkulační proudy. Vlivem rezonance tlumivky dochází k dramatickému poklesu účinnosti, k proudovému přetížení tlumivky či k přepálení vinutí tlumivky, k vysokonapěťovým přeskokům (oblouk mezi kmitnou napětí na tlumivce a kostrou) a k obtížnému ladění anodového obvodu. Mezi amatéry jsou populární návody na konstrukci tlumivky, které byly publikovány v době, kdy amatéři používali pouze pět krátkovlnných pásem. Tehdy byla amatérská pásma od sebe tak vzdálena, že rezonance tlumivky ležící mezi pásmy se neprojevovala. Po mnoha testech tlumivek různých konstrukcí se mi nepodařilo podle těchto návodů zhotovit tlumivku, která by měla přijatelnou indukčnost i pro pásmo 160 m (alespoň 50 µH) a která by rezonovala nad 30 MHz. Existuje však jednoduché a elegantní řešení: anodovou tlumivku lze složit ze dvou cívek, spojených do série. První z nich je válcová cívka určená pro pásma 10 až 30 MHz o indukčnosti 5 µH, jejíž rezonance vysoko nad 35 MHz neovlivní zesilovač. Druhá cívka doplňuje indukčnost tlumivky na 50 µH, která vyhoví všem nižším pásmům až do 1,8 MHz. Na vyšších pásmech se druhá cívka prostřednictvím přepínače či vakuového relé vysokofrekvenčně zkratuje blokovacím kondenzátorem se zemí.

Anodové cívky

Upalují se kontakty přepínače π-článku? Vzniká mezi sekcemi přepínače oblouk? Vytáhnete při vybuzeném zesilovači z nefunkční cívky pomocí šroubováku dlouhý vf oblouk?

Nepoužívaná cívka π-článku je nedostatečně ošetřena.

Přehřívají se po delším zaklíčování cívky π-článku?

Buď jsou cívky navinuty z příliš tenkého vodiče, nebo je činitel jakosti zatížené cívky příliš vysoký.

K překrytí všech KV pásem stačí dvě anodové cívky, zapojené do série. Pro výkon do 500 W je třeba (podle lit. [2]) použít pro rozsah 14 až 28 MHz při výkonu do 1,5 kW drát cívky o průměru alespoň 5 mm (pro výkon do 500 W cívku o průměru 3,5 mm), pro kmitočty pod 10 MHz o průměru 3,5 mm (resp. 2,5 mm pro výkon do 0,5 kW). Nejvhodnějším materiálem cívek jsou měkké měděné trubičky2. Trubičky vyleštíme do vysokého lesku a podle možností postříbříme. Postříbřením se poněkud zvýší vodivost, avšak podstatně se ovlivní dlouhodobá nízká vodivost (oxid mědi má řádově nižší vodivost, než oxid stříbra). Cívky se umisťují tak, aby se navzájem co nejméně vázaly (uchycené kolmo na sebe, umístěné pokud možno ve větší vzdálenosti od sebe). Cívku pro nižší pásma je nutné při provozu na vyšších pásmech zkratovat, jinak může nakmitané napětí na cívce (v rezonanci řádu až mnoha kV) poškodit přepínač π-článku (obloukem mezi kontakty přepínače, nebo proudovým přetížením kontaktu).

Ladící kondenzátory

Dochází při plném vybuzení k oblouku v anodovém kondenzátoru? Zahřívá se ladící kondenzátor při dlouhodobém provozu?

Anodový kondenzátor musí mít dostatečné mezery mezi rotorovými a statorovými deskami (nejméně 1 mm/kV) a musí být schopen zpracovat vysoký vf výkon. Při výkonu 1 kW, anodové impedanci 1500 Ω a činiteli jakosti zatíženého anodového obvodu Q = 12 protéká ladícím kondenzátorem cirkulační proud až 8 A. Při takovém proudu jsou kritickými místa sběrač rotoru a přechodový odpor distančních podložek.

Anodová impedance a činitel jakosti zatíženého anodového obvodu

Anodovou impedancí se rozumí impedance zátěže, kterou je nutné zatížit elektronku, aby vyprodukovala požadovaný výkon. Ke stanovení anodové impedance se používají numerické a grafické metody, respektující charakteristiky použité elektronky. Pro amatérské použití stačí orientační hodnota, kterou získáme použitím vzorce:

Ra = Ua / 1.6 Ia, kde

Ua ... anodové napětí v kV,
Ia ... anodový proud v A,
Ra ... anodová impedance v kΩ

Činitel jakosti zatíženého obvodu je kompromisem mezi účinností a hodnotou potlačení vyšších harmonických. Hodnota Q se volí mezi 8 až 15; hodnota Q=12 je optimálním kompromisem. Při vyšších hodnotách klesá nepatrně výstupní výkon a pronikavě se zvyšují cirkulační proudy. Při nižších hodnotách se zvyšuje obsah vyšších harmonických.

Napájecí zdroje

Napětí napájející první a druhou mřížku musí být stabilizována a vnitřní odpor jejich zdrojů nízký. Ke stabilizaci první mřížky vyhoví řetězec Zenerových diod se stabilizačním proudem mezi 20 - 40 mA.

Zvláště náročné je napájení druhé mřížky. Proud druhé mřížky závisí na pracovním režimu elektronky. Při nízkém buzení protéká proud z mřížky do zdroje, při plném vybuzení ze zdroje do mřížky. Není-li zdroj mřížkového napětí schopen absorbovat výkon dodávaný z mřížky do zdroje, napětí druhé mřížky se zvyšuje, dochází k prudkému růstu anodového proudu a v mezních případech k průrazu či ke vzniku oblouku v elektronce. Zvláště dlouho skladované elektronky jsou ke vzniku oblouku náchylné. Pokud není elektronka chráněna rychlou ochranou, dochází při oblouku k utavení elektrod. Ideální zdroj napětí druhé mřížky neodebírá v klidu žádný proud; při proudu z mřížky do zdroje se aktivuje paralelní zátěž, jejíž vnitřní odpor exponenciálně klesá se stoupajícím mřížkovým napětím. Při překročení nastavené úrovně mřížkového napětí (odpovídající podmínkám vzniku oblouku) se druhá mřížka zkratuje a všechna napětí napájející elektronku se odepnou.

Zdroj anodového napětí lze konstruovat jako vysokonapěťový můstkový usměrňovač, napájený proudově neošizeným transformátorem (proudová hustota vinutí 3 A/mm2) a filtrovaný kondenzátorem s dostatečnou kapacitou. Pro volbu hodnoty kapacity použijeme orientační hodnotu vypočtenou podle vzorce:

Cmin = 318 / zvl . R, (µF, %, kΩ), kde

zvl ... zvlnění dvoucestného usměrňovače v %,
R ... minimální hodnota odporu, kterým je zatížen zdroj.

Při anodovém napětí 2 kV, anodovém proudu 0,75 A a zvlnění 5 % volíme kondenzátor o kapacitě alespoň 40 µF a napětí 3 kV.

Vazební a blokovací kondenzátory

Kondenzátor oddělující stejnosměrné anodové napětí od pí článku musí být schopen přenést až 10 A vf proudu, jeho napětí se volí o 50 % vyšší, než je klidové anodové napětí a jeho minimální kapacita je řádu tisíců pF. Ruské keramické diskové kondenzátory prodávané na burzách jsou k tomuto účelu konstruovány.

Vazební kondenzátor první mřížky přenáší vf výkon řádu W, takže vyhoví jakýkoliv keramický či slídový kondenzátor požadované kapacity a napětí.

Blokovací kondenzátor druhé mřížky musí mít co nejkratší vývody, některé patice mají kondenzátor již zabudovaný přímo mezi uzemnění a vývod druhé mřížky.

K blokování žhavení je vhodné použít keramické průchodkové kondenzátory připájené přímo do patice elektronky.

K vysokonapěťovému blokování v obvodu anodové tlumivky lze použít VN keramické kondenzátory, slídové kondenzátory nebo kondenzátory typu MP.

Chlazení

Plnou anodou ztrátu elektronky lze využít pouze tehdy, je-li elektronka dostatečně chlazena. Výrobci elektronek uvádějí hodnoty požadovaného množství chladícího vzduchu (v angloamerických pramenech udávané jako CFM - kubické stopy za minutu) a zpětný tlak, který vyvolává konstrukce elektronky. Například pro elektronku RE025XE, použitou v popisovaném zařízení výrobce uvádí množství chladícího vzduchu 100 l/min. při zpětném tlaku 65 Pa (výrobce 2CX250R, US ekvivalentu RE025XE uvádí CFM=6,4 a zpětný tlak 0.59).

Elektronku lze chladit dvojím způsobem: vhánět chladicí vzduch do uzavřeného prostoru obsahujícího vstupní a napájecí obvody, paticí a anodovým komínkem prohánět kolem anodového chladiče vzduch do prostoru (obr. 1). Druhý způsob je uveden na obr. 2 - anodový prostor je uzavřen pomocí horní částí šasí, plechovými boky a horním víkem (zhotoveným z isolantu3): Horním víkem těsně prochází horní část chladiče anody. Do tohoto uzavřeného prostoru je vháněn chladicí vzduch. Proud vzduchu se dělí na dva proudy- jeden prochází chladičem anody, druhý prochází otvory v patici. Tímto uspořádáním se snižuje v porovnání s prvním způsobem odpor vůči proudícímu vzduchu až čtyřnásobně. Při použití dvou stejných elektronek se sice zvýší potřebný objem chladicího vzduchu na dvojnásobek, ale současně klesne odpor vůči proudícímu vzduchu na polovinu. Proto z hlediska chlazení se doporučuje používat pro stejný výstupní výkon větší počet elektronek.

Popis zesilovače

V zesilovači jsou použity 3 elektronky RE025XA buzené do řídící mřížky, schopné v třídě AB dodat 800 W a v třídě C až 1100 W. Tři elektronky byly zvoleny z praktických důvodů - proto, že až na vlastní VF část bylo možné použít všechny díly předchozí konstrukce. Použití součástek vycházelo ze známé amatérské zásady - staví se z toho, co je doma. Proto až na výjimky není nutné lpět na uvedených typech součástek. Zesilovač s uzemněnými katodami je stabilizován výkonovým bezindukčním odporem zapojeným paralelně k řídící mřížce. Nebyla zjištěna jakákoliv nestabilita, a to nezávisle na kmitočtovém rozsahu, vysílacím módu a stupni vybuzení. S buzením 50 W je zesilovač schopen dodat výstupní výkon na všech pásmech 1100 W (CW), resp.800 W (SSB, RTTY).

Zesilovač je doplněn řadou ochran a indikací pracovního režimu, zvyšujících komfort a spolehlivost. K zamezení možnosti přebuzení při SSB provozu je zesilovač opatřen výstupem, ovládajícím ALC transceiveru TS-850S. Dále je použit EBS (Electronic Bias Switch), potlačující pozadí v mezerách mezi slovy (značkami) a zpožďující náběh zesilovače na dobu, kdy jsou obě vf relé spolehlivě zapnuta.

Vysokofrekvenční zesilovač

Vstup zesilovače je zatížen odporem 50 Ω. Odpor je zhotovený z 25 metalizovaných odporů. Z -26 dB odbočky tvořené odpory R3, R4 se odebírá napětí sloužící k otevření zesilovače (systém EBS) a k indikaci zesílení. Odpor lze dlouhodobě zatížit výkonem 50 W, krátkodobě snese výkon až 100 W. K plnému vybuzení v třídě AB postačí 35 W, při buzení 40 W zesilovač dodá přes 1 kW. Výkonové zesílení je na všech pásmech stálé (13,5 dB při plném vybuzení).

Zapojení zesilovače je na obr. 3. Čárkovaně ohraničená plocha vymezuje obvody umístěné pod šasí, které je zhotoveno z měděného plechu ohnutého do tvaru nízkého korýtka. Na toto šasí jsou přivedeny všechny zemnící přívody (měděné pásky o šířce 10 mm) k ladícím kondenzátorům, blokovacím kondenzátorům a prostřednictvím přepínače k paralelním kondenzátorům, připínaným na nižších pásmech k ladícím kondenzátorům. Do patic elektronek jsou zapájeny průchodkové kondenzátory přivádějící žhavící napětí. V mřížkách elektronek byly použity originální blokovací kondenzátory, jejichž zemnící přívod je přišroubován na šasí. Průchodkové kondenzátory jsou připájeny (nebo přišroubovány) k šasí. Mřížkové tlumivky jsou navinuty na tyčinkách (nebo toroidech) feritů hmoty H. Jejich indukčnost je alespoň 20 µH, avšak není kritická. Zatěžovací odpor buzení je složen z 24-ti 2 W metalických odporů o hodnotě 1200 Ω. Odpory jsou připájeny v osmi řadách po čtyřech odporech v pětimilimetrových rozestupech na dvou měděných destičkách o rozměrech 25x50 mm. V uvedených rozestupech jsou vyvrtány otvory 0,9 mm, do nich jsou vsazeny vývody 21 odporů. Poslední 3 odpory jsou uzemněny prostřednictvím odporu R3. Spoj mezi odpory vytváří odbočku, z níž se odebírá napětí k měřícím a regulačním účelům. Napětí je usměrněno jednoduchým VF usměrňovačem, vyfiltrováno a přivedeno k měřiči indikujícímu naladění pí článku a dále k obvodu EBS (otevírajícího elektronky teprve tenkrát, až když je přivedeno buzení řádu stovek mW). Vstupní a výstupní relé slouží k přepínání vstupu a výstupu zesilovače, jsou ovládána spínacím obvodem (viz schéma Zdroj 2, tranzistory VT2, VT3), spojeným s obvodem PTT transceiveru (nebo s nožním spínačem, uzemňujícím vstup spínacího obvodu). Relé musí být rychlá, schopná zpracovat vf napětí 300 V a vf proud zhruba 2 A. Bez problémů byla použita polská relé R-15 (12 V, obdoba RP-100).

Nejvíce namáhanou částí vysílače jsou anodové napájecí a přizpůsobovací obvody. Spoje anody - kondenzátor C7 - cívka L1, rotory kondenzátorů C6, C11 - horní část šasí musí být co nejkratší, zhotovené z měděné měkké pásoviny (použit pásek 10 mm).

Anténa je přizpůsobena pomocí π-článku tvořeného ladícími kondenzátory C6 a C11 a cívkami L1 a L2. Byla zvolena hodnota činitele jakosti zatíženého obvodu 12. Pásma jsou přepínána devíti polohovým přepínačem se třemi přepínacími segmenty. Přepínač musí být robustní, schopný zpracovat výkon 1 kW (např. přepínač z vysílače Třinec). První segment přepínače (Pr/a) slouží k přemostění druhé tlumivky v pásmech 10 až 28 MHz, druhý segment (Pr/b) přepíná odbočky cívek a segment Pr/c zkratuje druhou cívku v pásmech 7 až 28 MHz; v pásmech 3,5 a 1,8 MHz je použit k připínání paralelních kondenzátorů zvětšujících kapacitu anténního ladícího kondenzátoru.

Hodnoty indukčností a kapacit tvořících π-článek na jednotlivých pásmech jsou v tab.1.

Cívka L1 je samonosná, zhotovená z měkké měděné trubičky o průměru 6 mm, navinuté na trnu o průměru 50 mm závit vedle závitu (cívka má mít po navinutí vnitřní průměr 55 mm). Mezera mezi závity není konstantní, v tab. 3 je uvedena délka cívky pro dané pásmo. Před zabudováním cívky je třeba upravit vzdálenost mezi závity, aby délka segmentu cívky odpovídala údajům v tabulce. Cívka je jedním koncem připojena na kondenzátor C7, druhý vývod cívky je připájen na vývod přepínače Pr/b (pásmo 7 MHz). Oddělovací kondenzátor C7 je přišroubován směrem k anodě na pásek šířky 10 mm, vedoucí ke společnému propojení anod. Ladící kondenzátor C6 je připojen na odbočku 0,75 závitu, polohy ostatních odboček pro pásma 10 až 28 MHz jsou v tab.3. Cívka L2 je zhotovena z drátu (trubičky) o průměru 3 mm, v mém případě byla navinuta na inkurantní keramickou kostru o průměru 70 mm. Hodnoty cívky jsou v tab.4. Spojky odboček cívky L1 s přepínačem jsou z měděného pásku šířky 8 mm, na straně cívky jsou pásky srolovány do tvaru objímky a opatřeny otvorem pro šroubek. Objímka se nasune na cívku a objímka se šroubkem zajistí na předepsaném místě odbočky. Po nastavení do konečného místa na cívce (po případné kontrole nastavení π-článku) je objímka připájena výkonovou pájkou na cívku. Vývody cívek musí být krátké, vzdálené alespoň 10 mm od kovových předmětů. Odbočky cívky L2 jsou z drátu průměru 3 mm.

Anodové tlumivky: Na pozici Tl1 byla použita inkurantní křížově vinutá cívka, je však možné použít jakoukoliv válcovou cívku s indukčností alespoň 50 µH (např. 90 závitů o průměru 1mm na teflonové kulatině o průměru 20 mm). Tl2 tvoří 80 závitů smaltovaného drátu 1,1 mm navinutého na válcové keramické trubce o průměru 20 mm.

Kondenzátory C3, C4, C5 a C8, C9, C10 doplňují podle potřeby kapacity ladících kondenzátorů na hodnoty uvedené v tab.1, resp. upravené na konečné hodnoty podle impedance použitých antén.

Z děliče kondenzátorů C12 (skleněný trimr) a C13 se odebírá a detekuje vzorek VF výstupního napětí, použitého k indikaci zesílení a přizpůsobení zesilovače. Toto napětí se přivádí na + vývod měřícího přístroje s nulou uprostřed, na - vývod přístroje se přivádí vzorek vf vstupního napětí zesilovače. Napětí se vzájemně kompenzují, pomocí kondenzátoru C12 a odporového trimru RP1 se nastaví takový režim, aby bylo možné najít zřetelné maximum naladění π-článku do rezonance již při výstupním výkonu řádu desítek watt. Pomocí RP2 se nastaví citlivost indikace nastavení tak, aby ručička přístroje při maximálním zesílení nepřesahovala pravou maximální výchylku.

Poloha odboček cívky L1 uvedená v tab. 3 je ověřena. Skutečná poloha odboček závisí na vzdálenosti cívky od šasí a kovových předmětů. Proto doporučuji předladit π-článek pomocí měřiče impedance. (Předlaďuje se na vypnutém zesilovači!!!)

  • U odpojeného anténního kondenzátoru změříme a vyneseme na provizorní stupnici kapacity pro jednotlivá pásma (hodnoty jsou uvedeny v tab.1).

  • Odpojený anodový ladící kondenzátor si ocejchujeme na hodnoty kapacit uvedené v tab.2.

  • Po zapojení pí článku připojíme na anténní stranu pí článku měřič impedance, mezi anodový výstup a zem připojíme odpor o hodnotě 1700 Ω (buď vybraný z odporů 1k8, nebo složený ze série více odporů).

  • Měřič impedance nastavíme na 29.5 MHz, π-článek přepneme na nejvyšší pásmo, kondenzátory nastavíme na předladěné hodnoty. Polohu odbočky dostavíme tak, aby měřič ukazoval ČSV = 1. Další pásma nastavujeme obdobně podle hodnot v tab.2.

Vliv parazitní rezonance zkratovaného obvodu L2 na ladění π-článku (na horních pásmech) a vliv parazitní rezonance tlumivky Tl2 zjistíme tak, že se po nastavení na ČSV=1 dotkneme šroubovákem středu cívky L2 (resp. tlumivky Tl2). Podle změny ČSV usuzujeme, jak se projevují parazitní rezonance. Změna ČSV má být co nejmenší.

Zdroj 1

Tento díl obsahuje zdroj žhavícího napětí 6 V, zdroj stejnosměrného napětí (+15 V), zdroj napětí 300 V (+Ug2), zdroj stabilizovaného napětí řídicí mřížky (-Ug1) a obvod ALC.

Napětí 15 V je získáno zdvojovačem napětí. Slouží jako napětí pomocných obvodů.

Napětí Ug2 300 V je získáno usměrněním střídavého napětí 200 V (napětí je dále zpracováno v dílu Ochrany).

Napětí Ug1 je získáno usměrněním 70 V a je stabilizováno Zenerovými diodami ZD1 a ZD2. Výstupní klidové napětí -100 V uzavírá elektronky zesilovače. Ovládání předpětí je zpožděné, zesilovač dodává výkon až po spolehlivém sepnutí relé na vstupu a výstupu zesilovače (obvod EBS). Zpožděné vybuzení obstarává klíčovací obvod z tranzistorů VT2 a VT3. Signálem PTT se připne pomocí relé Re1 VF buzení z transceiveru na vstup zesilovače. Část vf napětí z odporu R3 se usměrňuje a přivádí na vývod Uvst. Při vstupním výkonu vyšším než 0,5 W se otevřou tranzistory VT2 a VT3 a výstup řetězce Zenerových diod se tranzistorem VT3 uzemní a napětí řídící mřížky sníží na pracovní hodnotu. Pomocí odporového trimru P3 se nastavuje pracovní bod tranzistoru VT3 tak, aby byl tranzistor v nezaklíčovaném stavu právě uzavřen. Pomocí trimru P2 se nastavuje citlivost (pozor - při zkratování trimru může dojít k přetížení báze VT1!). V zaklíčovaném stavu a sepnutém EBS se nastaví odbočka odporu R5 na předpětí, při němž protéká elektronkami klidový proud 50 mA (předpětí se pohybuje mezi -36 až -40 V). Funkce ovládání předpětí je indikována světelnou diodou D1.

Při zpracování SSB signálu nesmí dojít k přebuzení elektronek. Úroveň buzení je omezována obvodem ALC v transceiveru. ALC může být ovládáno z výkonového zesilovače záporným napětím, které se objeví na odporovém trimru při aktivaci tranzistoru VT1. Ten se otevře, jakmile se proud řídících mřížek přiblíží hodnotě 5 mA. Potřebná velikost ALC napětí se nastavuje na hodnotu požadovanou výrobcem transceiveru pomocí potenciometru P1.

Zdroj 2

Tento díl zpracovává anodové napětí 2 kW a obsahuje obvod přepínání příjem/vysílání.

Transformátor vysokého napětí je spínán k síti pomocí relé A ovládaného tranzistorem VT1. Na místě rel0 A a spínacího obvodu VT1 je možné použít polovodičové relé (použito relé 220 V/25 A, typ CRYDOM KSD225AC8). Odpor R7 slouží k omezení proudového nárazu při zapnutí zdroje. Kontakt relé B zpožděně zkratuje ochranný odpor, zapojený mezi síť a transformátor. Časová konstanta sepnutí je dána hodnotami R9 a C1. Při průrazu v elektronkách a při proudovém přetížení anod je síťové napájení odpojeno zkratováním bázového napětí tranzistoru VT1 tyristorem umístěným na desce ochran (propojen přívodem VN relé).

Vysoké napětí je usměrněno dvanácti diodami zapojenými do můstku a vyfiltrováno sedmi elektrolytickými kondenzátory. Paralelní odpory zajišťují rovnoměrné rozdělení napětí na jednotlivé kondenzátory. Mezi - vývodem zdroje a zemí je zapojen odpor, na němž vzniká úbytek napětí sloužící k ovládání ochrany proti proudovému přetížení.

Obvod PTT ovládá relé přepínající režimy příjem/vysílání. Je aktivován při zkratování vstupu PTT.

Zapnutí zdroje, zapnutí vysokého napětí a PTT v režimu vysílání jsou indikovány světelnými diodami umístěnými na panelu.

Ochrany

Tento díl chrání elektronky před průrazem a proudovým přetížením, a zdroj VN před zkratem a nadměrným proudem.

Zapojení více elektronek do paralelního provozu nese ssebou nebezpečí, že při průrazu jedné elektronky dojde ke zničení všech. Diody D1 až D6 slouží k oddělenému připojení stínících mřížek k přepěťové ochraně a k zabránění, aby zvýšené napětí druhých mřížek neohrozilo stabilizovaný zdroj napětí druhých mřížek. Při malém vybuzení elektronek teče proud druhé mřížky opačně (z mřížky do zdroje). V tomto režimu musí být zajištěno, aby se nemohlo napětí druhé mřížky nekontrolovatelně zvyšovat. K tomu slouží paralelní stabilizátor napětí, tvořený sérií výkonových Zenerových diod (ZD1a až ZD1n) a výkonový polem řízený tranzistor VT1. Jakmile překročí napětí druhé mřížky jedné z elektronek Zenerovo napětí série diod, vznikne na odporu R1 úbytek napětí, který otevře výkonový tranzistor. Tranzistor spolu s diodami je schopen zpracovat běžné zvýšení napětí. Při průrazu v elektronce dochází k skokovému zvýšení napětí, které na odporu R3 vyvolá úbytek napětí, které sepne tyristoryTY1 a TY2. Výkonový tyristor TR1 zkratuje napětí druhé mřížky a tyristor TY2 odepne zdroj vysokého napětí. Vypnutím a opětovným zapnutím vypínače vysokého napětí se zesilovač znovu nastartuje.

Ochrana proti proudovému přetížení odvozená od úbytku napětí na odporu R9 zdroje 2 ovládá dvoustupňovou ochranu. Pomalou ochranu reagující na zvýšení anodového proudu o desítky % zajišťuje jazýčkové relé, jehož spínací režim se nastavuje odporem R8 (k bodu I kat se přivede -9 V a vybere se taková hodnota odporu, při které jazýčkové relé právě sepne). Rychlá ochrana reaguje na proud zvýšený o 50%. Tvoří ji optočlen zapojený jako měnič polarity, tranzistor VT2 a tyristory TY1 a TY2.

K tomuto dílu dále patří sériový stabilizátor mřížkového napětí, poskytující 240 V. Je opatřen ochranou proti proudovému přetížení druhých mřížek, kterou zajišťuje tranzistor VT4. Při proudu nad 50 mA tranzistor VT4 omezí napětí na řídící elektrodě výkonového polem řízeného tranzistoru. Stabilizační napětí je určeno napětím řetězce Zenerových diod ZD3a až ZD3n. Na této posici jsou použity diody o ztrátě 1 W.

Proud druhé mřížky elektronek je kontrolován miliampérmetrem, proud jednotlivých elektronek indikují dvoubarevné svítivé diody umístěné na panelu. Diody poskytují velmi přehlednou informaci o stavu jednotlivých elektronek.

Rozpiska součástek

VF zesilovač

C1 10 nF/3 kV (keramika, slída)
C2 2n2/4 kV (keramika, slída)
C3, C4, C5 paralelní kondenzátory doplňující kapacitu anodového ladícího kondenzátoru
C6 alespoň 250 pF/3 kV (vzduchový, robustní výkonová konstrukce)
C7 alespoň 1n5/4 kV (výkonový, keramika)
C8, C9, C10 paralelní kondenzátory doplňující kapacitu anténního ladícího kondenzátoru
C11 alespoň 1000 pF/1 kV (vzduchový)
C12 1 až 10 pF skleněný (vzduchový) trimr
C13 220 pF/100 V keramický
C14 10 nF keramický
C15, C17, C19, C22, C23, C26, C30 průchodkové pájecí, 1 nF/nízké napětí
C31, C21, C25, C29 průchodkové, alespoň 470 pF/400 V
C20, C24, C29 470 pF/500 V keramický
R1 47/2 W metalický
R3 21 ks 1k2/2 W metalické (zapojené paralelně)
R4 3 ks 1k2/2 W metalické (zapojené paralelně)
R5 47/2 W metalický
RP1 odporový trimr 1k
RP2 odporový trimr 22k
M1 mikroampérmetr 50 až 100 µA s nulou uprostřed
Re1, Re2 rychlá výkonová relé (12V verse RP100- použita R-15, Lumel, Polsko )
D1, D2

Zdroj 1

R1 1k5/2 W
R2 2k2
R3 220r
R4 68r
R5 220r drátový s odbočkou
R6 22k
R7 1k8
R8 2k2
P1 1k odporový trimr
P2 4k7 odporový trimr
P3 4k7 odporový trimr
C1, C2 470/15 V elektrolytické kondenzátory
C3 47M/350 V elektrolyt
C4 47M/160 V elektrolyt
D1 LED dioda zelená
VD1, VD2 1A/250 V
VD3 čtveřice 1A/1 kV
VD4 čtveřice 1A/1 kV
VT1 BF457 (nebo ekvivalent- NPN- 100V Uke)
VT2 KSY34
VT3 TIP30D
ZD1 26V/10 W Zenerova dioda
ZD2 12V/10 W Zenerova dioda
ZD3 7V1/1 W Zenerova dioda
Tr1 síťový transformátor, sekundární vinutí: 6 V/6,5 A; 210 V/100 mA; 70 V/50 mA
S1 dvoupolohový síťový vypínač 250 V/10 A

Zdroj 2

C1 10M/15 V elektrolyt
C2 až C8 330M/450 V elektrolytické kondenzátory (7 ks)
R1 150r
R2 1k
R3 100r
R4 10k
R5 100r
R6 1k
R7 15r/25 W
R8 1k
R9 10k
R10 až R16 33k/5 W (resp. dva 68k/2 W paralelně)
R17 vybrat hodnotu podle použitého měřidla (plná výchylka 10 V)
R18 10r/15 W
R19 1k
R20 1k
R21 1k
Relé A, B R-15 12 V (Lumel- Polsko)- nebo ekvivalent
VD1 diodový můstek- 12 ks diod 2 A/2 kV (Křižík D811-25X-12)
D1, D2, D3 1 A/100 V
D4 LED zelená
D5 LED červená
D6 LED žlutá
VT1 BD 137
VT2 KC 507
VT3 BD 137
VT4 KC 507
VT5 BD 137
Turbina vysokotlaká rychloběžná turbína (inkurant)
M1 měřící přístroj (0,1 až 1 mA)

Ochrany

D1,D2,D3 1 A/1 kV
D4,D5,D6 1 A/1 kV
D7,D8,D9 LED dvoubarevné, dvouvývodové
D10 až D16 BA 318 (signálové diody 100mA/50V)
R1 1k
R2 10k trimr
R3 10r
R4 1k
R5 10k
R6 120r
R7 1k8
R8 výběr
R9 1k
R10 820r
R11 10r
R12 150r
TY1 KT 728
TY2 KT 501
VT1, VT5 výkonový FET 1 A/600 V (2SK 539 apod.)
VT2 KC 507
VT3 WK 16414
VT4 KSY 34
ZD1a až ZD1n řetězec diod Uz = 250 V, 10 W
ZD2 10V/1W
ZD3a až ZD3n řetězec diod Uz = 240 V, 1 W
Re A jazýčkové relé 5 V
M1 miliampérmetr 50 mA

Ladění zesilovače

Po připojení přizpůsobené antény se zesilovač přepne do požadovaného pásma, nastaví se oba ladící kondenzátory na předladěné hodnoty, měřící přístroj se zapne do polohy měření Ig2, transceiver se nastaví v daném pásmu na minimální výkon a zapne se do módu "tune". Vysílač se zaklíčuje a budící výkon ve nastaví na přibližně 1 W. Anodový kondenzátor se doladí na maximální výchylku indikátoru zesílení. Budící výkon se postupně zvyšuje. Při buzení 50 W nemá proud stínicích mřížek přesáhnout 30 mA. Při proudu větším než 30 mA se zmenší kapacita anténního kondenzátoru, anodový kondenzátor se doladí na maximální proud stínicích mřížek. Postup se opakuje až do konečného naladění. Pokud neteče po doladění anodového kondenzátoru proud stínicích mřížek, zvětší se kapacita anténního kondenzátoru. Po definitivním naladění se zapíší hodnoty naladění do připravené tabulky. K tomu účelu je vhodné opatřit ladící kondenzátory stupnicemi s vyznačením dílků.

Závěr

Zesilovač dodá plný výkon (přes 1 kW CW) na všech pásmech se stejným budícím výkonem.

Zesilovač je schopen dlouhodobého provozu; po 15 min. provozu s plným vybuzením nedosáhla teplota anodových chladičů 100o C (měřeno křídami indikujícími teplotu, 100o C byla spodní indikační hranice použitých kříd).

Podle reportů sousedících amatérů je použitá ochrana proti přebuzení velmi účinná.

Obsah vyšších harmonických nebyl měřen.

Indikátor zesílení je velmi hodnotným doplňkem přístrojové indikace, neboť poskytuje komplexní údaj o velikosti a průběhu zesílení v závislosti na budícím výkonu. Indikace stavu zesilovače pomocí diod LED umožňuje, aby byla rychle zjištěna příčina závady zesilovače. Trojice dvoubarevných diod indikujících režim a velikost mřížkového proudu elektronek odhalí rozdílné vlastnosti elektronek.

Účinná ochrana stínicích mřížek umožnila použít i takové elektronky, které byly v předchozím zesilovači nepoužitelné pro průrazy způsobené zhoršeným vakuem.

Poznámky:

1 Antiresonanční obvod se používá k zabránění oscilací v pásmech VKV/UKV; tvoří jej krátký 8 až 10 cm pásek stočený do vlásenky, mezi jejímiž konci je zapojen útlumový odpor řádu desítek ohmů.
2 Tvrdé trubičky se před navíjením žíhají a prudce ochladí ve vodě.
3 Vhodný je např. teflon, nebo dielektrické vložky mikrovlnných trub.

Literatura:

  1. Plzák, J.: PA 1 kW s 2x RE025XA; AMA, duben 1997, str.7

  2. ARRL Handbook, 1996

Zdroj: http://www.crk.cz
Image

Image

Výkonný zosilnovač pre 2m s výkonom 500 W s

 GI46 (czech)



Bc. Tomáš Kavalír OK1GTH ( Táto e-mailová adresa je chránená pred spamovými robotmi, potrebujete mať zapnutý Javascript aby ste ju mohli vidieť. , http://ok1gth.nagano.cz )

 

 

Uvedený zesilovač vznikl u nás v radioklubu OK1OUE v Plzni a je alternativním

 

řešením k profesionálním výrobkům, určeným pro radioamatéry, které až na pár

 

výjimek bývají finančně nedostupné. Celá konstrukce je popsána poměrně podrobně,

 

aby stavbu zvládli i méně zkušení konstruktéři. Principiální schéma bylo odvozeno od

 

známého konstruktéra YU1AW [1], kde tento autor zařadil vtipně tuto konstrukci pro

 

“Lazy builders” neboli po česku pro líné stavitele . Řešení zdroje záporného předpě

 

bylo pro dobrou zkušenost použito od autora OM3LU a bylo publikováno v RŽ 3/00.

 

Jako zesilovací prvek byla použita keramická trioda GI46b, která je v současné době

 

ještě občas sehnatelná za rozumnou cenu na různých radioamatérských burzách. Tato

 

elektronka je podobná známé triodě GI7Bt, akorát poskytuje o cca 200W větší výkon.

 

Toto konstrukčřešení lze po drobných úpravách použít i pro tuto elektronku, jen

 

musíme počítat s menším výstupním výkonem cca 300W.

 

Vzhledem k výstupnímu výkonu cca 500W PEP na 50 W zátěži je tento zesilovač vhodný

 

konstruovat jako kompaktní, tzn. včetně anodového zdroje s vhodně dimenzovaným sítovým

 

transformátorem v jedné krabici ( v mém případě o rozměrech 385x360x230 mm ).

 

Dosahovaný výkon je kompromisem, který nezruinuje vaši peněženku a je ještě snadno

 

realizovatelný i v domácích podmínkách. Také se zde až na pár výjimek nemusejí používat

 

velmi speciální materiály a součásti, které pro výkony řádově KW jsou již podmínkou nikoliv

 

pouze postačující . Další navyšování výkonu, aby mělo nějaký reálnější smysl, by

 

představovalo zvýšení výkonu o cca 6 dB , a to bychom se již dostali na hranici 2000W.

 

Takovýto zesilovač je v amatérských podmínkách sice stále ještě realizovatelný ( třeba 2x

 

GS35 ), ale finanční náklady na zhotovení již dosahují závratných výšek. Uplatnění nacházejí

 

téměř výhradně jen u špičkových soutěžních stanic, kde se ale zároveň kombinují

 

s mnohaprkovými anténními systémy navíc natočenými do různých směrů (multibeaming ).

 

Dalším nezanedbatelným úkolem již bývá potřeba dodatečného budiče, který je schopen

 

dodat bez limitace a výrazných intermodulačních produktů cca stovky wattů. Vždy takovýto

 

budící zesilovač provozujeme do oblasti jedno dB úrovně komprese, kterou je vhodné si

 

změřit. Pozor tedy hlavně na tranzistorové koncové stupně napájené 12V, a platí to i pro

 

100W transceivery! Hrubým prohřeškem také často bývá špatné vstupní PSV následného

 

koncového stupně, které musí být pro celou oblast budících výkonů menší než 1,5. Pro běžné

 

smrtelníky je proto snadnější jít cestou stohování antén, kdy již pouhým zdvojením dvou

 

antén při zanedbání ztrát ve slučovači a za podmínky dobrého sfázování antén lze získat

 

dvojnásobný efektivně vyzářený výkon ERP…

 

Zapojení tohoto koncového stupně je řešeno klasicky pro triody, tzn, zapojení s uzemnenou

 

mřížkou a buzení do katody. Výhodou tohoto zapojení je snadná realizovatelnost bez větších

 

nároků na neutralizaci a především dobrá stabilita takovéhoto koncového stupně. Nevýhodou

 

je menší výkonový zisk a s tím související potřeba vyšších budících výkonů. Toto řešení se

 

často používá i u výkonových koncových stupňů pro KV, kde se používá zapojení tetrod a

 

pentod takzvaně jako “falešná” trioda, kdy se elektricky spojují jednotlivé mřížky.Toto

 

kompromisní řešení je ale realizovatelné pouze u některých, a to především u málo strmých

 

elektronek ( GU50, GU81, SRS457, RE400…) Výstupní anodový obvod je u tohoto

 

zesilovače realizován cívkou a řešen jako půlvlnný. Toto konstrukčřešení umožňuje

 

podstatné zjednodušení celé konstrukce bez znatelného omezení dosažitelných parametrů.

 

Dalším hojně využívaným typem výstupního anodového obvodu je tzv. stripline. Podstatným

 

omezením je speciální konstrukčřešení, které je po mechanické stránce velmi náročné a

 

jistě se neobejdeme bez dobrého soustružníka a obchodu s teflonovými výrobky . Taktéž

 

vlastní uvádění do provozu bývá obecně náročnější a mohou se objevit těžko řešitelné

 

problémy se vznikající korónou neboli samostatný doutnavý výboj. Tato koróna navíc může

 

být stejnosměrná nebo vysokofrekvenční a je dalším častým zdrojem rušení, který takovýto

 

koncový stupeň může produkovat. Jistě tak okolním radioamatérům ve velkých závodech

 

neuděláte radost . Nezanedbatelné může být i výrazné snížení účinnosti způsobené tímto

 

doutnavým výbojem. Vazba do antény je řešena jako kapacitní, která se mnohem snáze

 

realizuje a především nastavuje na rozdíl od vazby induktivní, která se využívá u čtvrtvlnných

 

anodových obvodů. Otázkou je horší potlačení harmonických produktů u kapacitní vazby,

 

proto zvláště pokud bydlíte v husté zástavbě , měli byste automaticky přemýšlet i o vhodném

 

dolnopropustném filtru. Celkem snadno realizovatelná varianta je popsána třeba [2].

 

Otázkou je samozřejmě nutnost speciálních měřících přístrojů, kdy nejlépe se nám bude filtr

 

nastavovat třeba spektrálním analyzátorem s vestavěným tracking generátorem, kdy filtr

 

nastavíme roztahováním a stlačováním cívek na nejmenší průchozí útlum v pásmu 144 MHz a

 

zároveň na největší potlačení vyšších kmitočtů. Jelikož se jedná o keramickou triodu, je

 

potřeba realizovat speciální sytém chlazení. Chladič elektronky ( radiátor ) tak musí být

 

umístěn ve vzduchové trati, do které je bud vtlačován nebo z ní odsáván vzduch. První řešení

 

pro větší výkonové ztráty především u větších elektronek je účinnější, ale je nutností použít

 

turbínu. Druhý způsob umožňuje použít k odsávání běžně dostupný mezaxiál, kterým je

 

možné vzduch s dostatečnou účinností odsávat. U našeho řešení se spokojíme s kompromisem

 

a použijeme dostatečně výkonný ventilátor z počítačového zdroje, který netradičně použijme

 

způsobem, aby vzduch “tlačil” do anodového boxu a následně skrz “komínek” elektronky.

 

Toto řešení není sice ideální, ale praxe ukázala, že ani při dlouhodobém provozu s plným

 

výkonem nepřesahuje teplota výstupního vzduchu cca 75 C°. Důležité je, aby teplota

 

výstupního vzduchu nepřesahovala 90 C°, což by naznačovalo špatné chlazení a následné

 

přehřívání elektronky, což by mohlo vézt až k její destrukci. Jelikož se jedná o keramickou

 

triodu, tak k dlouhodobé životnosti nepřidává ani podchlazování elektronky, kdy prudké

 

změny teploty mezi režimy příjem a vysílání způsobuje rozdílné dilatace materiálů a dochází

 

tak k mechanickému namáhání zátavů kov – keramika. V kritickém okamžiku tak může dojít

 

až k mechanické destrukci, případně k průniku vzduchu do elektronky se všemi důsledky!

 

Pamatujte, že uvedené elektronky (GI46b a více rozšířená GI7Bt) jsou i několik desítek let

 

staré, převážně z armády bývalého východního bloku, a že do budoucna jich bude čím dále

 

tím méně a novější náhrady v podobě 3CX400 ( Eimac ) jsou zase v cenových relacích stovek

 

dolarů…Velmi vhodná je tak alespoň základní stabilizace teploty realizovaná dvoustupňovým

 

řízením otáček, kdy v režimu RX je zapnut ventilátor se sníženými otáčkami a při přechodu

 

na TX vhodné relé překlenuje srážecí odpor. Při intenzivním závodním provozu je navíc

 

možné tento kontakt relé nahradit kolébkovým vypínačem umístěným na předním panelu a

 

chladit tak elektronku maximálním proudem vzduchu. Složitějším způsobem je možné

 

realizovat regulátor otáček v závislosti na teplotě vystupujícího vzduchu a udržovat tak

 

přibližně konstantní teplotu při obou režimech. Výhodu tady v tom mají majitelé půlvlnného

 

anodového obvodu realizovaného jako koaxiální rezonátor, kdy potřebnou stabilizaci teploty

 

za ně obstarává nejčastěji měděná trubka nasazená přímo na radiátoru elektronky, která svou

 

velkou tepelnou kapacitou nedovolí prudké změny teploty. Pokud seženeme nové elektronky,

 

případně dlouho nepoužívané, tak je samozřejmě nutné tyto elektronky takzvaně vygetrovat.

 

Nejjednodušeji se to provádí tak, že necháme elektronku dostatečně dlouho žhavit ( 12 až 24h

 

), případně ji necháme procházet malý anodový proud ( jednotky mA ) při sníženém

 

anodovém napětí ( stovky V ). Zároveň musíme sledovat teplotu elektronky, abychom

 

nepřekročili maximální dovolenou teplotu a nedošlo k její destrukci. Dobrým prohřátím dojde

 

k pohlcení plynů nedokonalého vakua getrem a k opětovné správné funkci elektronky. Nikdy

 

nezapínejte vysoké napětí u elektronky, u které si nejste jisti, že byla správně vygetrována.

 

Výsledkem by byl pravděpodobně elektrický průraz mezi anodou a nejbližší mřížkou, kdy

 

dojde k lokálnímu přetížení drobné struktury mřížky a k její částečné destrukci. Myslete na to,

 

že i poměrně velmi výkonné keramické triody a tetrody o anodové ztrátě několika stovek

 

wattů mývají dimenzovány mřížky na výkonovou ztrátu jednotek až desítek W! Tím, že se

 

jedná o zesilovač zapojený s uzemněnou mřížkou, je potřeba, aby zesilovačem v režimu RX

 

netekl žádný anodový proud. Toto je realizovatelné opět několika způsoby. Nejednodušeji

 

sériově zapojeným odporem v katodové části, na kterém se vytvoří potřebné záporné předpě

 

pro uzavření elektronky ( desítky V ). Elegantnější a trochu náročnější je řešení popsané i

 

v tomto zesilovači, kdy je na menším sítovém transformátoru mimo žhavícího napětí, napě

 

pro ovládání a elektroniku navíc přivinuto napětí cca 30 Veff, které je následně zvláš

 

usměrněno a filtrováno. Po té je sečteno s usměrněným napětím pro elektroniku a ovládání a

 

tím je vytvořeno potřebné předpětí cca 60V pro úplné uzavření elektronky. Myslete na to, že

 

pokud by za provozu došlo ke ztrátě tohoto napětí, dojde k úplnému otevření elektronky při

 

plném anodovém napětí a během několika vteřin k jejímu zničení…Toto předpětí je

 

přivedeno na katodu elektronky přes odpor R14, který samozřejmě vhodně výkonově

 

dimenzujeme na potřebný ztrátový výkon, který vypočteme jako součin procházejícího

 

proudu a úbytku napětí na součástce.. Při režimu TX sepneme tranzistor Tr3 a tím připojíme

 

řetězec vhodně poskládaných zenerových diod, jejíž volbou nastavíme klidový proud. Pokud

 

potřebujeme “jemnější” rozsah, použijeme klasické křemíkové diody do série, kdy

 

v propustném směru je úbytek napětí cca 0,6 V. Klidovým proudem volíme vhodnou pracovní

 

třídu a nastavíme ho na cca 70 – 80 mA. Dalším řešením je použití regulačního tranzistoru,

 

který otevíráme potenciometrem z vhodného stabilizovaného zdroje předpětí, a tím můžeme

 

plynule nastavit klidový proud…

 

Popis elektrické části:

 

Schéma napájecí části je na obr.1 Naprosto kritické je použití třívodičového kabelu, vše

 

musíme dobře nulovat!!! Pokud si nejsme jisti, případně pokud nemáme příslušný paragraf

 

vyhlášky číslo 50/1978, necháme si vše zkontrolovat odborníkem!!! Mějte stále na mysli, že

 

se uvnitř zesilovače bude pracovat s životu nebezpečným napětím 2,2 KV navíc podpořené

 

dostatečně vysokou kapacitou, kde se chyba stane opravdu “jen” jednou. Z minulosti jsou

 

známy bohužel i tragické případy! Do stavby by se neměli pustit úplní začátečníci. Autor

 

tohoto článku nenese žádnou odpovědnost za škody na majetku, případně ublížení na zdraví

 

při stavbě a používání zesilovače. Myslete na své životy a životy lidí, kteří mohou přijít do

 

blízkosti vašeho zesilovače, nezapomínejte vše vhodně zakrytovat a zabezpečit!

 

Napájení do zesilovače přivádíme vhodně dimenzovaným kabelem. Jako zásuvka je použit

 

běžně dostupný konektor z počítačových zdrojů. Za ním použijeme vhodný sítový filtr, který

 

zabrání rušení přicházející ze sítě a naopak. V nouzi postačí kondenzátory 2500 pF typu Y

 

zapojené proti zemi na napětí alespoň 500V. Nezapomeneme do přívodu umístit sítovou

 

pojistku 6A. Dále následuje síový vypínač, kde se nejlépe hodí robustnější kolébkový typ i

 

s podsvícením. Jako trafo pro žhavení, elektroniku, předpětí vyhoví transformátor cca 100VA.

 

Anodový transformátor dimenzujeme na cca 1000 VA, kde pro větší bezpečnost a snadnější

 

realizaci usměrňovače je sekundární vinutí složeno ze tří sekcí po 500Veff, které po

 

usměrněni a filtraci se sečtou a výsledné anodové napětí je tak cca 2,1 – 2,2 KV naprázdno.

 

Anodový transformátor zapínáme zvlášnejlépe pomocí jističe na proud cca 6A. Velmi

 

vhodné pro tuto výkonovou kategorii by bylo použití tzv. soft startéru, který omezí nárazový

 

proud. V mé případě není použit, ale již občas dochází při zapínání k vypadnutí jističe. Pro

 

usměrnění jsou použity běžné můstkové usměrňovače ( kostky ) na napětí alespoň 1000V.

 

Elektrolytické kondenzátory pro filtraci byly použity dostupné ze spínaných zdrojů na napě

 

400V, kdy spojením dvou kondenzátorů do série získáme potřebnou napě�ovou odolnost i

 

s nutnou rezervou. Kapacita je vhodná od 220 uF výše. Velmi nutné jsou paralelní odpory ke

 

kondenzátorům, které zajišují rovnoměrné rozložení napětí, a zároveň po odpojení napájení

 

zajistí bezpečné vybití. Dále jsou jednotlivé sekce sečteny pro vytvoření potřebného

 

napětí 2,1 – 2,2 KV. Toto napětí je dále blokováno kondenzátorem C19, který by měl být

 

alespoň na 4KV. Velmi nutné je do obvodu vysokého napětí zařadit do série tzv. vybuchovací

 

odpor R13, který při případném průrazu v elektronce omezí zkratový proud. Do záporné větve

 

umístíme měřící přístroj 600mA pro měření anodového proudu. Zapnutí anodového

 

transformátoru signalizuje LED dioda LD1, umístěná i s jednocestným usměrňovačem a

 

omezovacím odporem na primární straně transformátoru. Žhavící napětí pro elektronku je

 

nutné dodržet 12,6 V při připojené elektronce v toleranci do 5 %. Pomocná napětí 25 a 15

 

Veff. jsou dále usměrněna a filtrována. Napětí pro ovládání a signalizaci je dále stabilizováno

 

tříbodovým stabilizátorem 78S12 na hodnotu 12V, který je určen pro proud 2A. Vzhledem

 

k výkonové ztrátě je nutné tento stabilizátor umístit na vhodně dimenzovaný chladič.

 

Ovládací logika ( na obr.2 ) je řešena poměrně jednoduše a umožňuje zesilovač ovládat jak

 

kladným napětím +7 ..12 V ( rdst. Neskom BMT 226 atd. ), tak i běžnějším klíčováním proti

 

zemi ( FT847 atd. ). Zapnutí zesilovače signalizuje LED dioda LD2 zelené barvy a LED dioda

 

LD3 červené barvy indikuje stav TX. Relé Re3 při vysílání překlenuje odpor R23, a tím zvýší

 

otáčky chladícího ventilátoru. Toto samé můžeme provézt i vypínačem ventilátor On, který

 

umístíme na přední panel a můžeme tak v případě potřeby zvýšit účinek chlazení. Dioda D4 je

 

ochranná a chrání tranzistor Tr2 při vypínání, kdy vlivem vypnutí indukčnosti dochází ke

 

značnému přepětí v opačné polaritě. Pro indikaci výstupního výkonu je dovnitř anodového

 

boxu umístěna malá měřící anténka z 4 cm drátu. Signál z této anténky je usměrněn vhodnou

 

diodou a filtrován RC článkem R24, C28. Pro měření použijeme ručkový měřící přístroj 100

 

uA. Pro zvýšení komfortu je v zesilovači instalován jednoduchý indikátor vybuzení s 12 LED

 

diodami na bázi integrovaného obvodu LB1412, u kterého můžeme vypínačem on/off zapnout

 

pamě� krátkodobých špiček. Užitečnou pomůckou je i vestavěný teploměr, který umožňuje

 

okamžité sledování teploty vycházejícího vzduchu z komínku. Jako čidlo teploty je použit

 

obvod LM35 v pouzdru TO92, jehož výstupem je již přímo napětí úměrné teplotě, konkrétně

 

10 mV / C°. Toto napětí je děličem 1:10 převedeno na úroveň, kterou již můžeme snadno

 

indikovat přímo digitálním panelovým V-metrem 200mV, který nám bude již ukazovat

 

konkrétní teplotu ve stupních C°. Výhodou tohoto zapojení je, že se u něho nic nenastavuje a

 

přesnost měření je pro náš účel dostatečná. Elektrické zapojení vlastního zesilovače je na

 

obr.3. Vstupní signál je připojen koaxiálním kabelem z Re1 na vstupní obvod C1, C2, L1,

 

kterým přizpůsobujeme odlišnou impedanci elektronky k výstupu transceiveru. Jako relé Re1

 

vyhoví například běžné QN 599 26 z radiostanic VR, které je praxí odzkoušeno a umožňuje

 

spínat až výkony okolo 100W na 144 MHz. Toto relé je vhodné umístit přímo do spodní části

 

anodového boxu k přizpůsobovacímu obvodu. Jako relé Re2 musíme bezpodmínečně použít

 

robustní koaxiální relé nejlépe s N-konektory, které přenese alespoň 500W na 144 MHz.

 

Kondenzátor C3 je běžný keramický na 500V a kondenzátory C4 a C5 jsou průchodkového

 

typu, kterými se přivádí žhavící napětí. Kondenzátor Cvaz je zde z důvodu snazší realizace

 

kondenzátoru Cant a Czem, kdy se nemusejí použít až tak veliké mezery. V původním

 

zapojení nebyl použit a docházelo k hoření doutnavého korónového výboje na hranách

 

kondenzátorů, což po čase vedlo k prohoření izolační teflonové folie a následnému průrazu.

 

Tento kondenzátor musí být velmi kvalitní, schopný přenést požadovaný výkon. Kapacita

 

alespoň 1nF / 3 KV. Ruské keramické diskové kondenzátory jsou pro tento účel přímo

 

konstruované. Kondenzátory Cant a Czem jsou konstrukčního typu a jejich výroba bude

 

popsána později. Velmi důležitý je blokovací kondenzátor Cblok, který pro co nejmenší

 

indukčnost je realizován z jednostranného plošného z materiálu FR4, který má dostatečnou

 

elektrickou pevnost. Jeho rozměr je alespoň 100 x 80 mm a je přímo přišroubován k bokům

 

anodového boxu. Vyhněte se paralelním spojováním diskových kondenzátorů, což je velmi

 

častá chyba, protože uvnitř vznikne závit na krátko, který odsává pracně získanou vf. energii a

 

mění ji v teplo. V mém zapojení není použit pro přivedení VN napětí konektor, protože to je

 

také častý zdroj problémů. Vysoké napětí je přímo do boxu zavedeno kvalitním VN kablíkem,

 

který je přímo přiletován na blokovací kondenzátor Cblok.

 

Popis mechanické části:

 

Nejdůležitější součástí celého zesilovače je anodový box, ve kterém je umístěna elektronka a

 

celý anodový obvod. Při konstrukci se vyhněte materiálům jako je mosaz a železo, které mají

 

velmi malou vodivost. Nejvhodnějším materiálem pro konstrukci tak zůstává měd a hliník.

 

Dobrých výsledků se dosáhlo i při konstrukci anodového boxu z kuprextitu, ale musíme ho

 

velmi dobře všude proletovat. Elegantnější je ale použít na výrobu 2mm tlustý hliníkový

 

plech, který nastříháme na vhodné rozměry a v rozích spojíme úhelníky. Materiál lze levně

 

zakoupit třeba zde [3]. Celkové schéma i s rozměry celého boxu jsou na obr.5 při pohledu

 

z boku a na obr.6 při pohledu seshora. Zajímavé je technické řešení kondenzátorů Czem a

 

Cant, které bez problémů vyhoví pro přenášený výkon. Kondenzátor Cant je nastaven na

 

pevno na maximum výkonu. Důležité je vyvedení ladění kondenzátoru Czem, kterým se ladí

 

rezonanční obvod. Jeho realizace spolu s ostatními díly je na obr.7. Jako nosný prvek

 

prostředního sloupku je nutné použít teflon, který jako jeden z mála plastů vyhoví z hlediska

 

vf. ztrát. Šroubky pro připevnění měděného plechu ve tvaru U jsou použity samořezné, stejně

 

tak i na uchyceni tohoto sloupku ke dnu boxu. Tyč ovládající ladící kondenzátor je o průměru

 

6 mm, stejně tak jako standardně vyráběné kleštinové přístrojové knoflíky. Na druhé straně je

 

tyč osoustružena a je zde vyříznut závit M3 pro jemnější ovládání. Ladící tyč prochází do

 

boxu průchodkou a z každé strany je zajištěna vhodnou pérovkou proti posuvu. Mezi desky

 

konstrukčních kondenzátorů Czem a Cant je vhodné vložit teflonovou folii o tloušce 1mm.

 

Na komínek, ve kterém je umístěna elektronka, musíme použít materiál, který dobře snáší

 

vyšší teploty. Opět se osvědčil teflon, případně silikonová guma, která se dá velmi dobře

 

nařezat a slepit. Pod chladič elektronky je upevněn měděný plech o tloušce 1mm, který je

 

vhodně naohýbán tak, aby k němu bylo možné připevnit vazební kondenzátor. Z tohoto

 

samého plechu je vyroben i úchyt cívky, kterým je cívka spojena na jedné straně s vazebním

 

kondenzátorem a na druhé straně s prostředním sloupkem. Celý anodový obvod je nutné

 

realizovat tak, aby bylo co největší Q nezatížené ( lze dosáhnout 600 – 700 i více ), protože

 

poměr Q nezatížené / Q provozní určuje výslednou účinnost a měl by být větší jak 10, raději

 

však 20.Výhodou pásma 144 MHz je ještě relativně nízké provozní Q, proto se na rozdíl od

 

vyšších pásem nekladou tak vysoké nároky na vlastní anodový obvod a box. Především je

 

nutné se vyvarovat jakýmkoliv závitům na krátko a do anodového boxu neumisovat nic, co

 

tam nepatří. Anodovou cívku je vhodné navinout z měděné, případně ještě postříbřené

 

trubičky o průměru alespoň 5mm. U takto realizovaného obvodu a boxu můžeme počítat

 

s účinností cca 55 %.

 

Navíjecí předpisy cívek:

 

Cívka L1 ve vstupním přizpůsobovacím obvodu je tvořena jedním závitem z měděného drátu

 

o průměru 2 mm, její vnitřní průměr je 25 mm a délka je 10 mm. Tlumivky Tl1, Tl2 a Tl3

 

jsou řešeny jako čtvrtvlnné, navinuté smaltovaným vodičem o průměru 1 mm. Vnitřní průměr

 

cívky je 10 mm, délka je 25 mm a počet závitů je 15. Vlastní anodová cívka je tvořena dobře

 

vyleštěnou měděnou trubičkou o průměru 5 mm. V praxi nedocházelo k větším rozdílům mezi

 

postříbřenou a nepostříbřenou trubičkou. Její vnitřní průměr je 50mm a je roztažena do délky

 

30mm. Počet závitů je 1,5. Je vhodné veškeré spoje související s anodovým obvodem,

 

především napojení anodové cívky na prostřední sloupek, zajistit provrtáním a

 

sešroubováním šroubkem M3 a poté vše důkladně proletovat. Myslete na to, že zde tečou

 

poměrně veliké vf. proudy.

 

Oživeni zesilovače:

 

Oživování zesilovače provádíme po částech, kdy nejdříve zprovozníme vlastní anodový zdroj.

 

Změříme jednotlivé sekce a pokud máme VN sondu, tak i výsledné anodové napětí 2,2 KV.

 

Pokud použijete dlouho nepoužité starší elektrolytické kondenzátory, je vhodné každý

 

kondenzátor přezkoušet, zdali nemá příliš veliký zbytkový proud. Anodový zdroj opět

 

vypneme a počkáme dostatečně dlouho dobu, než dojde k vybití kondenzátorů. Vždy je pak

 

vhodné vše ještě opatrně dokonale vybít zkratovacím vodičem a nechat ho po dobu úprav

 

vyzkratovaný. Toto provádíme bez připojené elektronky. Dalším krokem již připojíme

 

elektronku a změříme žhavící napětí, zda je skutečně 12,6 V v toleranci +- 5 %. Dále

 

kontrolujeme potřebné předpětí, které uzavírá elektronku. Mělo by být na katodě proti zemi

 

cca 60V. Zkusíme zesilovač přepnout do polohy TX a kontrolujeme přepnutí všech

 

potřebných relátek. Zároveň kontrolujeme, zda došlo k poklesu předpětí, které si nastavujeme

 

vhodným výběrem zenerových diod ZD2, ZD3 a diody D3. Začneme na hodnotě cca. 25 V.

 

Pokud vše funguje tak, jak má, necháme elektronku dobře nažhavit ( minimálně 3min ) a

 

připojíme anodové napětí. Zesilovač zaklíčujeme a sledujeme anodový proud. Vhodným

 

výběrem diod nastavíme klidový proud na cca 80 mA. Postupujeme velmi opatrně a před

 

každým zásahem vždy zesilovač vypneme a necháme vybít kondenzátory. Opatrnost se

 

vyplácí, zdraví máte jen jedno.V některých konstrukcích je vhodné tzv. předladění bez

 

připojeného anodového napětí. Toto se provádí připojením radiostanice ( generátoru ) při

 

malém výkonu ( 1 W ) přes zatěžovací odpor 50 W do výstupního konektoru přes zaklíčované

 

relé. Do anodového boxu poblíž anodového obvodu umístíme jednoduchou diodovou sondu

 

připojenou nejlépe k analogovému multimetru ( PU120 ). Rozlaďováním radiostanice

 

najdeme maximum, které by mělo ležet v pásmu 144 MHz. Pokud máme anténní vazbu

 

naladěnou na minimum, můžeme tak snadno z poměru změřeného kmitočtu, kde bylo

 

naměřeno maximum a z rozdílů kmitočtů, kde došlo k poklesu na cca 70 % výchylky

 

vypočítat i Q naprázdno…Mě se osvědčila ještě jednodušší metoda, kdy jsem výstup

 

zesilovače zatížil dostatečně dimenzovanou umělou zátěží s připojeným W-metrem a do

 

vstupu připojil radiostanici přes PSV metr. Jako radiostanice se nejlépe hodí typ, který

 

umožňuje vysílat i mimo radioamatérské pásmo 144 MHz a její výstupní výkon je cca 1 W.

 

Přelaďováním radiostanice jsem našel maximum výkonu. Laděním kondenzátoru Czem se

 

snažíme, aby maximum leželo v amatérském pásmu. Pokud se nám toto nedaří, musíme

 

zkusit změnit rozměry cívky, nejdříve stlačováním a roztahováním cívky, později případnou

 

změnou počtu závitů. Anténní vazbu nastavíme na maximu výstupního výkonu a současně se

 

snažíme nastavit co nejlepší vstupní PSV. Zkusíme postupně zvyšovat budící výkon a

 

současně opět nastavujeme vstup na nejlepší PSV a anodový obvod na maximální výkon.

 

Ladění vyžaduje chladnou hlavu, dostatek prostoru a času. Pokud jsme úspěšní, měl by se

 

výstupní výkon pohybovat okolo 500 W při buzení cca 40 W a vstupní PSV by mělo být pro

 

všechny rozsahy buzení menší než 1,5. Anodový proud by měl přibližně odpovídat 100 mA

 

na 100 W. Neměli bychom dlouhodobě překračovat hodnotu 600 mA, která by vedla

 

k výraznému snížení životnosti cenné elektronky. Při buzení okolo 50 W je zesilovač schopen

 

odevzdat do limitace okolo 600W PEP. Ke konci kontrolujeme i účinnost zesilovače, která by

 

měla být okolo 55 %. Pokud se nám nedaří dosáhnout dobré účinnosti, tak problém bude

 

pravděpodobně v malém nezatíženém Q dutiny. Možnou, ale méně pravděpodobnou

 

variantou může být i špatná elektronka. Otázkou je samozřejmě, jak přesně jsme schopni

 

měřit především výkon výstupní, který nám největším způsobem ovlivňuje výslednou chybu

 

měření účinnosti, protože příkon jsme schopni většinou určit s dostatečnou přesností…Celé

 

oživování zesilovače končíme přibližnou kalibrací jednoduchého měřiče výkonu, který si

 

vhodně ocejchujeme, aby nám stupnice vyhovovala. Nastavíme i indikátor vybuzení tak, aby

 

při maximálním výkonu se rozsvítila předposlední LED dioda. Kdo má možnost přístupu ke

 

spektrálnímu analyzátoru, tak je velmi vhodné si nechat změřit harmonické produkty na

 

výstupu zesilovače. Toto provádíme kapacitní vazbou měřící anténkou, nikdy nepřipojujeme

 

přímo na výstup spektrální analyzátor, protože většina těchto přístrojů má omezen vstupní

 

výkon na 30 dBm, což odpovídá 1W! Při každém uvedení zesilovače je vhodné po nažhavení

 

a zapnutí anodového zdroje vizuálně zkontrolovat anodový proud při minimálním budícím

 

výkonu při ssb. Dále je nutno pak přepnout na CW a postupně zvyšovat budící výkon a

 

dolaďovat kondenzátorem Czem na maximum výkonu a minimum anodového proudu…

Vhodná vylepšení:

Velmi vhodné je do zesilovače umístit časové relé, které nám indikací LED diodou ukáže, že

 

již můžeme zapnout anodové napětí jističem. Je možné také využít stykače, který nám již sám

 

zapne anodové napětí po určené době. Já jsem u své konstrukce využil přebytečné kontakty

 

časového relé, které využívám k blokování koncového stupně pro TX, dokud není splněna

 

podmínka 3min žhavení. Zároveň dalšími kontakty spouštím chladící ventilátor opět až po

 

splnění podmínky nažhavení. Toto časové relé je možné zakoupit, případně udělat jednoduchý

 

časovač třeba s IO 555. Dalším užitečným doplňkem je použití obvodu pro omezení

 

nárazového proudu, který je možné si vyrobit, případně zakoupit stavebnici nebo už celý

 

oživený modu, l a tento zapojíme do série s primárním vinutím anodového transformátoru a

 

zabráníme tak občasnému vypadávání jističe při zapínání, když se zrovna trefíme to špičky

 

sítového napětí. Velikost anodového transformátoru spolu s filtračními kondenzátory na

 

sekundární straně je již na hraně, kdy je omezení nárazového proudu doporučeno. Pro větší

 

výkony je tento obvod nutností! Velmi užitečnou pomůckou se ukázal vestavěný indikátor

 

vybuzení, který umožňuje odhalení problémů souvisejících s případným zakmitáváním

 

zesilovače nebo prolézáním vf. do mikrofonní cesty radiostanice, kdy je toto snadno

 

postřehnutelné na sloupci LED diod a navíc to vypadá i hezky . Užitečný je i vestavě

 

teploměr, zvláště pokud zesilovač provozujeme v závodech a často ho převážíme, okamžitě

 

tak na display vidíme aktuální teplotu vystupujícího vzduchu z komínku. V mém případě jsem

 

nepoužil měření anodového napětí, ale ve schématu je naznačeno možné řešení. Populární je

 

také podsvětlení měřících přístrojů, které vypadá nejen esteticky, ale při provozu ve tmě

 

umožňuje neustále sledovat okamžité parametry zesilovače. V mém případě jsem pro

 

podsvětelní použil dostupné 3mm LED diody modré barvy, které jsou zmatněny jemným

 

brusným papírem a výsledkem tak je rovnoměrnější rozložení intenzity podsvětlení. A proč

 

modrá? Protože je v současné době použita snad ve všech výrobcích spotřební elektroniky a

 

nelíbí se asi jen mému kamarádovi Jirkovi OK1RW. .

 

Závěr

 

Uvedený zesilovač vznikl modifikací zesilovače s elektronkou GI7bt, který jsem postavil před

 

několika lety. V současné době tato popsaná varianta bez sebemenších problémů má za sebou

 

několik desítek hodin ostrého provozu v různých tvrdých podmínkách a ke spokojenosti

 

uživatelů odevzdává dostatek výkonu i pro DX spojení. S tímto zesilovačem bylo během

 

prosincových tropo podmínek minulého roku pracováno s několika stanicemi na vzdálenost

 

větší než 1100 km. Každý, kdo se rozhodne uvedený zesilovač postavit, by měl začít

 

především sháněním vhodné literatury a informací…Vhodným zdrojem je dnes např.

 

internet, viz [1], [4] a [5]. Ale pozor, ne vše, co zde najdete, skutečně funguje.. Velice děkuji

 

kamarádům radioamatérům za cenné rady, mému tátovi za podporu a především mé přítelkyni

 

Peulce, že přetrpěla mé špatné nálady, když se mi nedařilo .. Přeji všem, kdo se do stavby

 

pustí, mnoho štěstí a radosti z výsledné práce…73! Tomáš OK1GTH

Seznam literatury a WWW stránek:

[1] http://yu1aw.ba-karlsruhe.de/

 

[2] RŽ 3/00, 4/00 a 5/00 - Koncové stupně na 144 a 432 MHz s GI7bt - ing.A. Mráz,

 

OM3LU

 

[3] http://www.alupa.cz/

 

[4] http://www.ok2kkw.com/index1.html

 

[5] http://www.nd2x.net/

 

Obr. 1 – Celkové schéma zdroje.

 

Obr. 2 – Schéma ovládací části + indikátor vybuzení.

 

Obr. 3 – Schéma výkonového zesilovače.

 

Seznam součástek:

 

Rsít…………….66k / 1W

 

R1 – R6……….100k / 4W

 

R7 – R11……...500k / 1W

 

R12…………....3k3 / 0,5W

 

R13…………....10R / 4W ( metalizovaný )

 

R14…………....4k7 / 1W

 

R15……….…...3k3 / 0,5W

 

R16…...……….1k / 0,5W

 

R17, R18……....5k6 / 0,5W

 

R19, R20, …......1k / 0,5W

 

R21, R22, R26...10k / 0,5W

 

R23………….…40R / 1W

 

R24, R25……….1k / 0,5W

 

R27, R28...…….3k3 / 0,5W

 

R29…………….470k / 0,5W

 

R30 – R34……..1k / 0,5W

 

R35…………….paralelně 2x18k / 0,5W 1%

 

R36…………….1k / 0,5W 1%

 

P1, P2….………10k – trimr

 

P3………………50k - trimr

 

Cblok……………FR4 100 x 80 mm

 

Cvaz…………….1 nF / 3KV

 

C1………………5 – 15 pF vzduchový trimr

 

C2………………3 – 8,5 pF vzduchový trimr

 

C3………………1 nF / 500V keramický

 

C4, C5……….....1 nF průchodkový kondenzátor

 

C6, C7…………..2500 pF / 500V typ Y

 

C8, C9…………..2200 uF / 50V

 

C10 – C15………220 uF / 400V

 

C16 – C17………100 nF keramický

 

C18……………...100 pF / 500V keramický

 

C19………………500 – 1000 pF / 4KV

 

C20 – C23……….1 nF keramický

 

C24………………100 nF keramický

 

C25, C26, C28….. 1 nF keramický

 

C27………………47 pF keramický

 

C29………………1 uF / 16 V

 

C30………………4u7 / 16 V

 

C31……………….2u2 / 16 V

 

C32 – C34………..1 nF keramický

 

Us1 – Us5………...KBPC 1010W - můstek 10 A / 1000 V

 

D1 – D4…………..1N4007 1000V

 

D5...........................GA206 atd. ( germaniová )

 

ZD1 – ZD3..............Zenerovy diody 12V / 1,3 W

 

LD1.........................LED dioda 5 mm nízkopříkonová - červená

 

LD2.........................LED dioda 5 mm – zelená

 

LD3 – LD7………..LED dioda 5 mm – červená

 

LD8 – LD16………LED dioda 5 mm – zelená

 

Tr1………………...KC 509 NPN univerzální

 

Tr2...........................KD 140 PNP 1A

 

Tr3……………..…TIP 112 NPN darlington 2A

 

IO1………………..78S12 – stabilizátor 2A

 

IO2………………..LM35 – převodník teploty

 

IO3………………..LB1412 - LED driver

 

Tr1………………..Trafo – 100 VA

 

Tr2………………..Trafo – 1000 VA

 

Obr. 4 – Pouzdro a zapojení elektronky GI46b.

 

Elektrické parametry elektronky GI46b

 

Žhavení: 12,6 V ; 2,3 – 2,6 A

 

Ua ( DC ): 2 KV

 

Strmost: 17 – 26 mA/V

 

Doba nažhavení: cca 100 s

 

Anodová ztráta: 350 W

 

Ztráta mřížky: 20 W

 

Ia: 350 mA

 

Maximální teplota: 200 C°

 

Tab.1 – Základní parametry elektronky GI46b.

 

Obr. 5 – Pohled na mechanické provedení anodového boxu z boku.

 

Obr. 6 – Pohled na mechanické provedení anodového boxu ze shora.

 

Obr. 7 – Rozměry jednotlivých částí konstrukčních kondenzátorů.

 

Pohled na provedení zesilovače a anodového boxu.

 

Pohled na zesilovač ze spodu.

 

.

 

Porovnání velikostí GI46b a GI7bt

 

Tomáš OK1GTH při práci na VKV

 

Libor OK1DOL při práci na VKV

 

Koncový stupeň s GI46b

Image

Image

Stereo VKV FM vysielač s digitálnym ladením

 (Czech)


V květnu 2006 V ČR povoleno provozování malých vysílačů na VKV pásmu s maximálním vyzářeným výkonem 50nW. Nedlouho po tomto chvályhodném činu se u nás začaly objevovat první miniaturní vysílače. Jeden zástupce této rodiny přístrojů na našem trhu je VKV stereo vysílač s digitálním laděním Belkin TuneCast II. Podrobnější popis a popis základních uprav naleznete na webu pira.cz. Tam jsem se inspiroval a vysílač zakoupil. Jeho cena se u nás pohybuje zhruba od 600-1000kč a jde docela rychle dolů. Já jsem vysílač zakoupil za 685Kč v prodejně alfa-computer. Netrvalo dlouho a reklamace byla neuplatnitelná :) Jen jsem vysílač vyzkoušel a hned šel pod kudlu. Rozebrat kryt není nijak složité, stačí vyšroubovat šroubek pod nálepkou v prostoru pro baterie a trochu zapáčit. Zadní kryt odpadne bez problémů. U předního si musíme dát pozor na na displej, který je přilepen oboustrannou lepící páskou ke krytu. V mém případě to šlo odtrhnou obtížně, ale s dávkou opatrnosti se to dá zvládnou, aniž by displej zůstal na krytu :)


Úpravy vysílače: Tyto úpravy a mnohé další byly popsány již na výše zmíněném webu, ale opakování je matka moudrosti. Na obrázcích si ukážeme co je dobré s vysílačem provést aby se stal slušným základem budoucího FM vysílače.

1) Odstranění útlumového článku z VF výstupu. Úprava spočívá ve vypájení 3 odporů. Všechny odpory vypájíme a plošky zbylé po prostředním spojíme kapkou cínu. Touto úpravou se výstupní výkon zvětší 4x. Je tam protože integrovaný odvod BH1415 tvořící základ vysílače má typický výstupní výkon 0,2mW a povoleno je jen 0,05mW.

2) Propojení dvou míst míst na desce. (v obrázku žlutě) Tato úprava přinese zvětšení stability celého zařízení a mírné utlumení šumu. Tyto dvě místa sice propojené jsou a obě náleží zemi, ale je mezi nimi moc dlouhá cesta zapřičiňující určitou nevyváženost.


3) Odstranění preemfáze. Neboli vyřazení obvodu zvýrazňující vysoké vyšší kmitočty audiosignálu. Tuto úpravu provádíme jen tehdy pokud bude obvod preemfáze zařazen již dříve například jako u mě v audiolimiteru. Úprava spočívá v přerušení vývodů 2 a 21 na obvodu BH1415. Musíme si počínat opatrně aby to nedopadlo jak u mě. Nějak mi ujel řezáček a ufiknul jsem i vývod 1. (vstup pravého audio kanálu) Pak jsem musel opatrně odštípnout roh integráku abych se dostal ke zbytku vývodu :)

4) Vypájíme drátky vedoucí k bateriím a napájecí jack.

5) Oškrábem lak z DPS v místě na obrázku. Zde pak připájíme stínění kablíku vedoucího k zesilovači. Střední vodič kablíku přijde na místo připojení původního modrého drátu a popiskem ANT.


6) Odstranění automatického vypnutí. Vysílač se sám vypne pokud po dobu delší než 50s nepřichází žádný audio signál. Tento neduh odstraníme vpájením tranzistoru, který vysílač odpojuje a natrvalo ho propojíme propojkou. (žlutě)


Další úpravy spočívají například ve vylepšení slaboučkého prakticky neviditelného podsvícení displeje. Já jsem vypájel původní diody a nahradil je jednou modrou vysocesvítivou diodou. Má to jednu vadu. podsvícení se po 5s samo vypne. Je tam na to tranzistor pod displejem, který raději necháme tam kde je. Odpojuje se katoda od země takže není nic jednoduchšího než na původní místo připájet jen anodu ledky a katodu spojit se zemí drátkem. Například odškrábneme lak v oblasti bílého kolečka (vedle červeného) a připájíme tam katodu diody. Kde je na DPS anoda diody poznáme podle symbolu pod původní diodou. Diodu je dobré otočit aby svítila do displeje, ne jako ty původní a sešmirglovat její čočkovitou část aby lepe seděla a taky bude světlo rozptýlenější přes sedřený past :) Dáje jsem vypájel tlačítka a nahradil je efektnějším polohovým snímačem z HiFi. Má i tlačítko na ovládání pamětí. S jeho připojením nebyl problém, jednoduše kus za kus. tento udělátor se dá zakoupit např. v prodejnách GME pod označením mechanický polohový spínač.


 

Po vypájeném napájecím konektoru zůstanou 3 dírky. Napájení připojíme podle obrázku. (červená + modrá zem) Doplníme ještě jeden kondík 1nF pro lepší VF izolaci. Odběr je při 12V s podsvícením cca 35mA.


Výkonový zesilovač:

Má celkem 4 stupně na výstupu 2 stupňový filtr vyšších harmonických kmitočtů. První 2 stupně obstarávají dostatečné zesílení z 0,2mW na cca 40mW. Tímto výkonem je buzen třetí stupeň v C třídě na výkon cca 200mW. Koncový stupeň je také v C třídě. Následuje impedanční přizpůsobení antény dá se vyladit na 50 i 75 ohm. V mém případě nebyl s oživením žádný problém jenom jsem vyladil koncový stupeň. Vyskytl se jen jeden problém a to docela zásadní, ale to byla moje chyba. Vlivem špatné VF napájecí cesty izolace mezi Belkinem a zesilovačem došlo k mohutnému požáru v napájecí části Belkinu. Těsně za vstupem napájení jsou vřazeny do obou přívodů miniaturní SMD cívečky. Které mají zamezit pronikání VF energie z Belkinu ven do napájení. Cívečky úplně vyhořely a vzniklý plamínek mi propálil pružný přívod k displeji celkem 3 dráhy. Cívky jsem vyměnil oškrábal popel z DPS, připojil zespoda ten kondík, který je pro VF proudy zkratem. Poučen fatální chybou jsem vyrobil filtr napájení zařazený do vstupu napájení zesilovače. Belkin je napojen až za filtrem. Taky jsem přidal na desku zesilovače jednu tlumivku na feritovém kroužku za vstup napájení. Ted už je to bezproblémové.

Výstupní výkon je cca 1,2-0,95W na frekvenci 88-108Mhz.



 

Dále jsem zapojení doplnil o audio limiter rovněž z piry. Vysílač je stereo, takže musíme postavit dva identické limitery.


Celou audio část propojíme stíněnými kablíky. Mezi výstup limiteru a Belkin vřadíme stereopotenciometr s hodnotou cca 10-25K. Vis foto. Od potenciometru vedeme signál do Belkinu a napojíme L a P kanál na místo původního kablíku.


Další maličkosti: Koncový tranzistor ve vysílači musí mít chladič, ale nesmí se ničeho dotýkat, protože je pouzdro spojeno s kolektorem. VF zesilovač je dobré umístit do plechové krabičky, aby nedocházelo ke vzniku vazeb a ovlivňováni mezi Belkinem kabeláží a Zesilovačem. Pak je celek nestabilní a vzniká multispektrální rušení.

Mé provedení v konečné podobě:

Celé zařízení jsem umístil do krabičky z hliníkového plechu vlastní výroby. VF zesilovač je oddělen od ostatního zařízení mosazným plechem. Zezadu jsem umístil větráček pro lepší chlazení koncového stupně. Zatím mám nedořešeno jeho odrušení. Přes napájení proniká bzučeni do vysílaného zvuku. Pro vylepšení vzhledu jsem na přední panel umístil malý ampérmetr s rozsahem do 500uA. Přidal jsem malý bočník z odporového drátku (7,6mm) a tím rozsah zvětšil na 0,5A. Ručička ukazuje při provozu cca 320mA. Belkin jsem propojil tenkým stíněným kablíkem z neznámými parametry. Celé zařízení je pospojováno epoxidem.



 

K vysílači jsem dodělal ještě zdroj, do kterého je integrován mikrofonní zesilovač a audio směšovač signálu z mikra s audiem. Je to praktické na použití v terénu kde není k dispozici počítač. Směšovač funguje tak, že se dá prolínat mezi oběma signály. V krajní poloze jde signál jen z audio vstupu na druhém kraji jen signál z mikra. Uprostřed hraje obojí dohromady. U mikrofonního zesilovače je ještě tlačítko na mute mikra když je třeba vysílat ticho.



Anténa: Vyzkoušel jsem několik typů dipólů. První byl vyroben z jako náhražková anténa z koaxu kde jedno rameno tvoří stínicí pláš� kabelu a druhé vodič připojen na konci kabelu ke střednímu vodiči. Kdysi se mi tato anténa osvědčila, ale teď to nebylo ono, protože není použitelná pro takový výkon. Další na řadu přišel otevřený dipól z hrubého Cu drátu. To už bylo lepší, ale u otevřeného dipólu je problém se symetrizací. Nelze totiž jen tak připojit koaxiální kabel o impedanci 75ohm k anténě se shodnou impedancí. Část dipólu spojená se zemí (stínění kabelu) má prakticky délku takovou, jakou má délku přívodní kabel. Dipól by měl být už podle názvu symetrický na obě strany. To má za následek nepředvídatelnou deformaci vyzařovacího diagramu a vznik nejrůznějších odrazů a rušení. Nakonec jsem vyrobil skládaný dipól z Cu trubky o průměru 12mm. Měl jsem jí 3m (stála 195kč) a vyšlo to přesně na délku 144cm. Tato délka odpovídá frekvenci cca 98mhz což je střed VKV pásma a bude stejně dobře pracovat na 88 jako na 108Mhz. Při konstrukci je třeba počítat s jistým činitelem zkrácení, který je závislý na průměru použité trubky. V mém případě to je cca 0,95. Tím to koeficientem pak násobíme délku dipólu: délka= 300/frekvence vysílání*0,5*k (m, Mhz) k je onen koeficient zkrácení. Jeho hodnotu určíme z grafu. K jeho určení musíme znát poměr mezi vlnovou délku v metrech a průměrem použitého materiálu také v metrech. Vis graf.

Konstrukční data mé antény: Je z Cu trubky průměr 12mm o celkové délce 3m. Konečná délka dipólu je 144cm. Poloměr ohybu na koncích je 4,5cm. (před ohýbáním je nutné místo ohybu silně nahřát na cca 500°C a ohýbat nejlépe ihned po nahřátí. I tak to jde docela obtížně a trubka má snahu se přelomit. Konce trubky jsem v délce 1,5cm rozplácnul ve svěráku a navrtal tam otvory pro přišroubovaní k ráhnu. Samotná anténa je přišroubovaná na pertinaxu tlouš�ky 6mm. Je ji třeba upevnit na koncích i ve středu. Toto jsem realizoval provrtáním trubky a přišroubováním k pertinaxu. Pertinaxová základna je přišroubovaná na konstrukci ze starých hokejek :). Celek jsem připevnil k paneláku cca 25cm dlouhými trny průměr 6mm, které jsem zabil do stěny. Ukázalo se že i přes to, že je to panelák tak vyzdívka kolem oken je z popílkových tvárnic do kterých to šlo asi jako do smrkového dřeva. Sousedi z těch ran asi rodili ježky :) Skládaný dipól vykazuje impedanci 300ohm, proto je nutné vřadit impedanční přizpůsobení a to ve formě půlvlnné smyčky z koaxu. Její provedení je jasné z obrázku. Její délka je rovna polovině délky vlny * činitel zkrácení. Jeho velikost závisí na typu dielektrika koaxiálního kabelu. Pro plné dielektrikum je to 0,667 a pro pěnové 0,83. Popřípadě ještě úplně jinak. Tato hodnota se dá zjistit v dokumentaci o kabelu. V mém případě jsem použil činitel 0,667, což v praxi znamená pro střed pásma VKV délku smyčky 1m.

Zdroje: Televízna technika, V. Vít a kolektív




Používání vysílačů vlastní konstrukce je v SR zakázáno a při jeho provozování se vystavujete riziku peněžité pokuty do výše 1000 000 Kč. a závažnějších případech i vězení. Proto je třeba stavbu takového zařízení pečlivě zvážit a zhodnotit možné rizika s jeho provozem spjaté !!!

Autor se zříká jakékoliv odpovědnosti za vaše činy!!!

Image