Výkonový zesilovač s keramickou
triodou GI7Bt pro 144MHz
Nascanované schéma je zde:
Delší dobu jsem přemýšlel o konstrukci výkonového zesilovače o výkonu kolem 300W pro amatérské pásmo 2m. Rozhodoval jsem se mezi dvěma řešeními. Bud to postavit klasický tranzistorový zesilovač na bázi moderního LDMOSu (s MRF141) s výstupním výkonem okolo 100W a nebo mechanicky náročnějším řešením s použitím vf. elektronky GI7b, která dodá bez větších problémů 300W do antény. Rozhodl jsem se pro druhé řešení, jelikož se mi naskytla možnost získat jednu použitou lampu od Miloše OK1MZM, za což mu touto cestou samozřejmě děkuji :) Dalším důvodem byla i vysoká cena LDMOS fetu, která se pohybuje okolo 70 Euro. Po prohlídnutí několika konstrukcí na internetu, jsem získal určitou představu o konstrukci a mechanickém provedení zesilovače. Po elektrické stránce jsem rozhodl pro snazší provedení za cenu vyšších ztrát řešit anodový obvod jako LC obvod s anodovou cívkou, nikoliv formou strip-linu, kde bych pravděpodobně dosáhl lepší účinnosti zesilovače. Míra OK1WIP mi okopíroval článek z Radiožurnálu 3/00 od Antona Mráze OM3LU, kde je uveden konstrukční návrh samotného zesilovače i s výrobním návodem. Zapojení pro pásmo 2m je původní od YU1AW s drobnými změnami. Prvním úkolem bylo obstarat si vhodnou skřínku, do které bych celý zesilovač včetně anodového zdroje umístil. Druhým úkolem bylo sehnání anodového transformátoru 750VA s vinutím 3*500V s čím mi ochotně pomohl Honza OK1JQB, tnx! Nutností samozřejmě bylo obstarat i nepřeberné množství různých velmi speciálních součástek, které nejsou běžně k dostání. Děkuji především Mirkovi OK1AGO, Karlovi OK1IJK a dalším. Celé monstrum jsem zahájil stavbou anodové škatulky z kuprextitu. Na obrázku je vidět původní řešení s chladící turbínkou, která se pro velký hluk neosvědčila. Lepší bylo použít klasický ventilátor z PC zdroje, který je zatím pro chlazení dostatečný. Toto je vidět na druhém obrázku spolu s teflonovým blokovacím kondem na 6 KV.
Dalším úkolem bylo vyrobit jednoduchou patici na GI7B. Toto jsem vyřešil
otvorem v kuprextitu, do kterého se lampa zasune a zajištěna je kousky
odřezků z téhož materiálu spolu se šroubky M3. Stahovací objímky
jsem vyrobil z 0,5mm plátu Cu. Na obrázcích pod textem je vidět
praktické řešení včetně kapacitních trimrů, indukčností a průchodek.V
současné době je zde i malé vstupní koax.relé.
Dalším úkolem bylo začít řešit samotný anodový LC obvod s teflonovými kondenzátory. Počet závitů anodové cívky nesouhlasí s uvedenou fotografií. Pro rezonanci mi vycházelo kolem 2 závitů. Na boku je vidět blokovací teflonový kond domácí výroby na 6KV. Taktéž mechanický způsob ladění kondů v LC obvodu je uděláno jiným způsobem, než je na fotografii.Je nutná poměrně vysoká přesnost ladění, takže se asi těžko obejdete bez soustružníka. Za pozornost stoji izolační ptfe 1,5mm folie.
Na dalších obrázcích je vidět plát mědí o tlouštce 10mm ( je umístěn pod radiátor elektronky), který slouží pro snížení teplotních změn keramické elektronky a tím k prodloužení životnosti zátavů kov-keramika.Zároven je i vidět preciznější řešení ladění pomocí závitové tyče. Vazbu do antény mám zatím napevno nastavenou na maximum. V levém rohu je jednoduchý "čucháček" sloužící k nalezení maxima a k indikaci výstupního výkonu.
Dalším úkolem v pořadí bylo začít veškeré polododělané součásti umistovat do skříně. Na obrázku vlevo je vidět umístění anodového transformátoru v rohu skříně. Vedle něj se nachází menší trafo pomocných napětí. Na druhé fotce je vidět rozmístění hlavních celků zesilovače. To samé je na dalších fotografiích z jiných pohledů...
Dalším obtížným úkolem bylo vyrobit přední panel z 2mm tlustého hliníkového plechu, který jsem ručně vyříznul z tabule plechu pilkou na železo. Na fotce vlevo si všimněte olejové skvrny z vybuchlého olejového kondu na 3,5KV, který nevydržel rozdíl elektrického potenciálu 2,1KV.
Po oživení anodového zdroje, usměrnění, vyfiltrování a důkladném vygetrování lampy došlo již na elektrické pozapojování uvnitř. Na levo je vidět bastl deska, neboli univerzální deska tištěných spojů v mém provedení a časové relé s nastavením doby žhavení. Na pravé fotce je vidět již namontované koaxiální relé vlastní výroby, které se neosvědčilo a bylo nahrazeno rele na 1,5 KW, které jsem si přivezl z Holic :) Je možné si také všimnout komínku ze silikonové gumy, která snáší i vyšší teploty-200 stupnů.
Na dalších fotkách je vidět celkové vnitřní uspořádání zesilovače a umělá zátěž s 32 bezindukčními 2W odpory ponořené v olejové lázni.Takto upravená umělá zátěž snese krátkodobě i 300W.
Na posledních fotografiích je vidět uspořádání pracoviště při oživování a pohled na nažhavený zesilovač...
A na závěr pohled na zadeklovaný zesilovač s popisky a na plány do budoucna,hiiiiii :)))))))))) PS: Snad mi bude stačit elektrická přípojka.
Stavba trvala asi 2 měsíce a oživení kupodivu 3. Stále se mi nedařilo získat ze zesilovače více jak 100W, choval se dost nevyzpytatelně. Závada byla po několika týdnech objevena v podobě sekundového lepidla, jímž jsem přilepil ptfe folii na měd. Po delším zaklíčování začalo docházet ke kouřovým efektům. Po důkladném rozebrání jsem přišel na to, že vzhledem k přiliž velkým dielektrickým ztrátám, které uvedené lepidlo má, docházelo k postupnému doutnání a k přeměně lepidla na hnědý těžko definovatelný hnus, který mi tak komplikoval život a po několik dní mi nedal spát. Po odškrábání a lepším způsobu mechanického upevnění izolační folie a po výměně nepřiliž spolehlivého koax.relé domácí výroby za profi relé to vypadá, že se již vše chová normálně. Poučení pro příště, již na 144MHz se jeví jako nutnost používat pouze materiály s nízkými dielektrickými ztrátami, kde z plastů nejlépe vyhovuje teflon. Dále jsem ještě trošku překopal zapojení klíčovacího obvodu tak, aby lépe vyhovovalo mým požadavkům. Na závěr mi nezbývá než konstatovat, že elektronka GI7B je vhodná pro takovýto typ malého koncového stupně.Jedinou nevýhodou je mechanická náročnost stavby a vysoké tvrdé pracovní napětí (přes 2KV), které je samozřejmě životu nebezpečné a nedává se zde druhá šance !!! S tímto je nutné počítat při oživování a platí zde více jak kde jinde: dvakrát přemýšlej, než někam šáhneš!!! Bohužel se mi zatím nepovedlo nastavit vstupní PSV lepší jak 3, což doufám se v brzké době povede.
73! de OK1GTH Tomáš
PS: případné dotazy směrujte na kavalir.t@seznam.cz