Asi před 4 lety jsem upravil jeden komerční 250W PA stupeň s bipolárními
tranzistory na pásmo 144MHz. Měl jsem v plánu to použít při občasných
aktivitách jako je PD , PA atd.. Jenomže
jsem zjistil, jak se to na tomto pásmu má a jaký je tam „humáč“ při závodech, ale také proto, že se v budoucnu budu
věnovat spíše 70cm pásmu a výše jsem
hotové PA i se zdrojem prodal v Holicích.
Protože jsem moduly viděl na burzách a protože mě např. OK1TOM a další už delší dobu uhánějí abych udělal kuchařku " jak jsem to" , rozhodl jsem se to po
zkompletování útržků a fotografií mé dokumentace
pověsit na blog, abych to nemusel zvlášť posílat. Nakonec bylo třeba sepsat a učesat poznámky a útržky papíru a dát tomu "kulturu".
O co jde?
Původně modul používaný pro VKV FM rozhlas – má výkon 250W.
Čtyři kousky tohoto SPPA byly združené na 1kW výkonu v komerčním vysílači VKV rozhlasu značky Gorjenie.
Stejný modul – linearizovaný pro AM provoz se používal v AM
leteckých vysílačích – samostatně, jen jeden modul.. Téměř identický modul používá i nějaké zařízení pro VKV rozhlas včetně zdroje:
S výkonem „jen“150W , případně s jinými tranzistory
a výkonem nižším byl používaný v méně
výkonné verzi AM základnového leteckého TRXu.
V modulu jsou tranzistory BLV25 ( pozor ne BLW ) - bipolární kousky s původním určením
pro 3m pásmo. Každý má dle katalogového listu cca 175 W na 110MHz. Přeladění o cca 30MHz
výše se povedlo!
( nahoru to jde ale vždycky hůř ) Výkon 220W to při buzení cca
20-25W dává bez problémů.
Z původního PA je třeba odstranit výstupní vazbu a vyčistit plošný spoj např. měděnou
licnou.
A hlavně vnitřek umýt např acetonem od spálené a dlouhodobě vyhřáté/vypálené kalafuny.
Původní výstupní vazba je zvláštně selektivní , funguje
dobře do cca 125MHz, pak jako když utne a strmě padá výkon s kmitočtem. Na
vině může být nějaká rezonance na vyšším kmitočtu, případně jiné parametry
tranzistorů, které jsou určené na 3m pásmo.
Odmontujeme veškeré kapacity z výstupního obvodu a na
výstup tranzistorů zapojíme dvě linky z 25Ohm kablíků:
Stínění obou 25OHM
kabelů jsou na koncích VF uzemněné pomocí 220pF stiskávacích kondenzátorů proti zemi (
proti plusu - je to stejný VF potenciál) Protože použití těch slídových
stiskávaček bylo nejslabší místo celého
PA ( ATC jsem tenkrát jiné neměl ) doplnil prý majitel ještě další ATC čipy
220pF přímo proti zemi, neboť i v místě připojení slídy proti napájení
je na spoji velká impedance. Výstupy 25OHM linek jsou oddělené vždy dvěma ATC čipy 150pF nad
sebou do výstupní sdružovací linky z 50OHM
semirigid kabelu . (300 + 300pF ) . Pozor! Průběh kablíků se nesmí ničeho dotýkat.
Je třeba použít kvalitní
kablík. To samé paltí o 25OHM linkách - na kvalitě semirigid kabelů záleží , ovlivňují celkovou
účinnost
zesilovače. Zkoušel jsem kabely získané vytažením z původního feritového transformátoru, ale velmi
se hřály – kontrola infrakamerou to ukázala.
Zkoušel jsem i dva 50OHM kabely paralelně a nebo kabel vyrobit
tak, že jsem natáhnul opletení z 50OHM kabelu na příslušně silný měděný a teflonem izolovaný drát. To fungovalo mnohem lépe, ale nakonec jsem
tuším někde na e-bay objednal cca 1m originálního kabelu 25OHM. Vzpomínám že vyšel na cca 300kč, problém byl,
že dorazil v obálce jen tak volně stočený ve značně zuboženém stavu. Doslova bylo štěstí, že šlo ze zlámaného
vedení ustřihnout dva 15cm kousky.
Stejnou délku má i výstupní 50OHM kablík. Mezitím jsem zkoušel další kablíky, co jsem
měl k dispozici, ( 35 OHM ) ale jednoznačně nejlepší se jevil onen kabel
zakoupený z e-bay. Jedná se o celoplášťový kabel, průměr vnitřní žíly je
nápadně silnější ! Zvláštností bylo, že vnitřní žíla byla měděná a ne
stříbrná ( postříbřená ) jak bývá zvykem.
Ale možná byla i pozlacená. Z fotografií to už není úplně patrné.
U vstupního obvodu je
třeba odpojit útlumový článek na
samostatné měděné destičce a vstup
pomocí krátké propojky připojit rovnou
do bodu před vstupní trimr dle fotografie.
Na vstupu je třeba
oddělit dvěma kvalitními VF kondenzátory
okolo 1nF linku z impedančního trasformátoru směrem
k bázím obou tranzistorů. Jsou schované a špatně vidět pod vinutím. Je to nutné kvůli linearizaci a připojení předpětí, jinak by bylo do zkratu
.
Dále je třeba odstranit keramický 47pF kondenzátor mezi bázemi tranzistorů. 120pF+ 82pF v NPO provedení ponecháme.
Poté vyměníme původní primární vinutí za kvalitní 0,5mm s teflonovou izolací
a zapojíme tak, jak je na obrázku – zrcadlově oproti původnímu vinutí .
Vinutí
má necelé dva závity.
Tím je úprava vstupu hotová. Ještě je třeba připojit
předpětí na tlumivky původně proti zemi. Studený konec odpojíme a připojíme na
blokovací kapacitu proti zemi.
Finální úprava před měřením.:
Použil jsem dva moduly předpětí od OK1VPZ - pozor v modulu je třeba zablokovat
IO-stabilizátor. Verze TI7805 kmitá bez elytu
alespoň 2M2 na vstupu a výstupu. V originále
na výstupu chybí!!
Při oživování jsem při napětí 31V a omezení 3A budil 5W a
nastavil vstupním trimrem nejnižší SWR na vstupu. Minimální SWR se nekryje s maximálním výkonem,
v mém případě dával modul necelých 60W při vstupním SWR 2,4. Při větším buzení
se SWR trochu zmenší na cca 2,1 , je to dané nelinearitou tranzistoru – jeho vstupu. Zkoušel jsem se vstupním obvodem laborovat, lepší SWR do vstupu bylo jen s jedním závitem na transformátoru, PA ale pak nešlo tak dobře vybudit. Skoro nevýznamné bylo použití malých kapacit z bází proti zemi. Přínos asi 4W nestál za to obětovat pěkné trimry, co jsem měl. V poznámkách stojí - trimry nestojí za to - Hi. Klidový proud tranzistory je nastaven na
400mA, při menším klidovém proudu se jen
o něco zmenší výstupní výkon.
Minimální Ic klidový proud jsem
vyzkoušel okolo 200mA, při menších proudech
se již projevuje nelinearita PA. Poté je
možno zrušit proudové omezení a zkusit
budit do komprese 1dB. Je třeba použít alespoň výstupní PWR metr a zátěž,
neladit do antény L
Pokud je dodržena délka kabelů 15cm , měl by zesilovač
fungovat bez dalšího nastavení. Na výstupu 50Ohm kabelu jsem dodatečně
připojoval malou ATC kapacitu okolo 12pF proti zemi – zvednul se trochu
výstupní výkon a zmenšil napájecí proud.
Ideálně je vyzkoušet kvalitním výkonovým trimrem – pak změřit a osadit
pevný ATC čip. A samozřejmě doladit vstup, nepatrně se to ovlivňuje.
Díky poměrně malému zisku je PA hodné, nekmitá...
Napájení zajišťuje průmyslový spínaný zdoj Ascom původně
48V/19A ze změněným výstupním napětím
na 31V.
Při tomto napájení lze získat při buzení cca 30W výstupní výkon okolo 270W.
Pro kompresi 1dB je změřený výstupní výkon okolo 250W a pro spolehlivou práci
je rozumné maximum cca 200-220W.
Účinnost je spočítaná
+/- 50 procent.
Omezení zdroje bylo nastaveno na 16A, při tomto proudovém omezení napájení není u modulu třeba řešit výstupní ochranu
proti vysokému SWR. PA to přežije bez
problému – vyzkoušeno po dobu asi 1 minuty
bez zátěže. Je třeba ale počítat právě s maximálním výstupním výkonem cca
220W. To odpovídá buzení 20-25W dle
teploty modulu. Na měření SWR na
výstupu je možno použít vestavěný obvod.
Pokud bude někdo používat PA ve spojení s FT-857, 897 ,
důrazně varuji před používáním neupravených transceiverů – konkrétně jejich
ALC. Popisu je na webu dost a tato úprava je NUTNÁ podmínka pro provoz s jakýmkoliv PA. I tak už je to na hraně , o buzení
dalších PA s tímto řetězcem nemůže
být ani řeč.
Na výstup PA je třeba zapojit filtr harmonických, nebudu zde
popisovat, já použil hotový modul
získaný někde na burze.
Není úplně ideální , ztrácí se na něm cca 8 W výkonu, dalších 5 W je na relé.
K přepínání výstupu jsem použil nějaké 75OHM ruské
relé, které mělo zničenou cívku .
Přemotání bylo komplikované – vzhledem k nemožnosti demontovat
cívku jsem musel vinout podobně jako toroid. Kvůli zjednodušení převinutí – méně závitů jsem vinul 0,5mm Cus
drátem a k napájení pak bylo použito čínského STEP-DOWN modulu, tedy
měniče, který dělá při TX z 31V - 4 V/1A pro relé. Na vstupu je klasické malé QN – funguje to bez
problému nejspíš dodnes, i když ono QN pro 20W na 144MHz je už také na hraně.
Bohužel finální fotografie modulu ve skříni od útlumového článku TESLA se nedochovala, nebo je někde zapadlá v digitálním "bordelu" který na několika discích mám. Pokud obrázky objevím, doplním je.
V zadní části byly umístěné dva 48V ventilátory trvale napájené z 31V pro PA - díly menšímu napětí nebyly skoro slyšet. Na předném panelu byl čínský modul třímístného displeje pro měření proudu.
Na výstupní SWR metr jsem připojil nějaké hlídání s operákem - při větším SWR než 2 při 220W výstupního výkonu to spustilo pípák. Na výstupu PA byl původně i cirkulátor Kathrein, ale docela hřál a žral výkon, tak jsem ho demontoval.
Snahou bylo postavit
zesilovač s co nejmenšími náklady. V dnešní době by bylo asi vhodnější
použít již poměrně dostupné LDMOS
tranzistory i z hlediska čistoty
výstupního signálu, ale pokud se někomu doma modul válí, je škoda ho
nevyužít. Modul se před časem prodával na burzách okolo 1000kč, další náklady byly okolo 1000kč včetně bazarového relé - nepočítám zdroj. Každým rokem jsem modul viděl ve
Friedrichshafenu za cca 40EUR .
200W VF výkonu ve spojení s nějakou ziskovější YAGI je už i
vstupenka pro případné EME spojení !
Jinou úpravu, kterou jsem s dalším modulem realizoval
bylo předělání na KV lineár 1,8-50MHz. Provedení je klasické s transformátorovými
vazbami, celou desku je třeba odstrojit a
zůstanou pouze tranzistory na desce + chladič. Napájení je pomocí nf
tlumivky připojené do do středu výstupního trafa - to je tvořené dvěma stejnými válečky
získanými slepením většího stiskávacího feritu –
tzv. klapačky. Lze dosáhnout 300W při buzení jen 15W na 7MHz.
