pondělí 7. ledna 2019

Úprava PA modulu z VKV TX Gorjenie



   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.

Žádné komentáře:

Okomentovat

Pokud budete cokoliv psát, prosím zdržte se vulgárních výrazu. Vše ostatní se dá akceptovat :-)