Grounded Grid Amplifier, 400 watt HF 2
De beschrijving van de 'grounded grid amplifier' in CQ-PA februari 2002 was nog niet compleet. De gegevens 'hoe' de filters voor de ingang en de spoelen voor de uitgang te maken ontbraken nog. Bij deze...
Op foto 1 in CQ-PA van februari 2002, op pagina 39, kunt u het ingangsfilter zien zitten rechtsonder aan de zijkant van de eindtrap. Voor iedere band wordt een an-der filter gebruikt dat met drie pennen in de eindtrap wordt geprikt. Daar ieder filter is gemonteerd in een eigen doosje dienen we een aantal van deze ingangsunits te maken.
De bodemplaat van ieder doosje bestaat uit enkelzijdige printplaat met de koperzijde naar binnen. In deze bodem komen de drie stekerpennen waarvan er twee geisoleerd van de printplaat moeten worden gehouden. De zijkanten worden gemaakt van dubbelzijdige printplaat en een deksel wordt niet gebruikt.
Alle spoelen zijn voorzien van een afregelbare kern uit geperst ijzerpoeder en die kerntjes zijn afkomstig uit de MF-trafo's van de BC624... en nu hebben sommigen van u natuurlijk een probleem want wie heeft er nog zo'n ding en wil hem slopen?
Experimenteel bepalen
Hier moet dan iets voor bedacht worden en dat bedenken komt dan neer op het vinden van een spoeltje dat of te regelen is en in zelfinductie overeenkomt met de spoeltjes die PA0BX heeft gebruikt. De functie van de PI-filters aan de ingang is het aanpassen van de 50 Ω-uitgang van de sturende transceiver aan de 75 Ω-ingang van de PA. Met een SWR-meter kunnen we nagaan of de aanpassing in orde is en aangezien de waarden van Cl en C2 voor iedere band gegeven zijn (zie de tabel) moet het mogelijk zijn om met de SWR-meter en een dummy van 75 Ω de juiste waarde van de spoel experimenteel te bepalen. PA3FFZ heeft aan de hand van de opstelling in figuur 1 eens geprobeerd of deze theorie ook klopt.
| C1 in pF | Spoel | C2 in pF | Freq in MHz |
|---|---|---|---|
| 150 | 4,5 wdg ⌀ 2 mm | 82 | 28 |
| 150 | 5 wdg ⌀ 2 mm | 82 | 24 |
| 268 | 5 wdg ⌀ 2 mm | 200 | 21 |
| 270 | 7 wdg ⌀ 2 mm | 220 | 18 |
| 390 | 7 wdg⌀ 2 mm | 300 | 14 |
| niet geprobeerd | 10 | ||
| 685 | 11 wdg ⌀ mm | 685 | 7 |
| 1200 | 16 wdg ⌀ 0,85 | 1000 | 3,5 |
Het spoelvormpje van de BC624 heeft een diameter van ca 12 mm en een kerntje van ijzerpoeder.
Fig. 1. De gebruikte SWR-meter wordt elders in deze CQ-PA beschreven.
De test is gedaan voor 80 m en dan halen we uit de tabel dat C1 1200 pF moet zijn en C2 1000 pF. Merk op dat de waarde van de C's in het kwadraat de transformatieverhouding weergeeft.
R1 : R2 = 10002 : 12002
R1 : R2 = 1000000 : 1440000
R1 : R2 = 1 : 1,44 = 50 Ω: 72 Ω
Hieruit volgt dat we de waarden van de C's niet moeten veranderen want anders is dit probleem niet op te lossen. Toen de opstelling was ingericht heb ik enkele spoelen uit de junk box gepakt waarvan ik zo het gevoel had dat ze het wel zouden doen en dat was er niet zover naast. De eerste twee waren iets te groot want met een kerntje erin verslechterde de SWR. Nummer drie deed het beter maar was iets te klein; met de kern er helemaal in werd de gemeten SWR beter maar nog niet goed genoeg... met 2 extra windingen werd vrijwel 1:1 bereikt en werkte de kern niet slechts aan het einde van het afregelbereik. Dat ziet er gezond uit, nu nog even kijken hoe de SWR is aan het begin en het einde van de band want we beginnen uiteraard om of te regelen op het midden van de band.
Als we eenmaal een spoel in orde hebben gaat het bepalen van de overige spoelen een stuk gemakkelijker. Gaan we uit van de eerste spoel voor 80 m dan worden de spoelen voor hogere frequenties steeds iets kleiner... zie de tabel.
Nu wordt het tijd voor het zagen en Boren. Voor de doorvoer van de twee pennen voor de in- en uitgang is een isolerend busje gebruikt, IBZ 189111-60 van Conrad. Ook de 4 mm stekerpennen komen van deze firma met het bestelnummer: 730319-60. Als het mechanische werk achter de rug is kunnen de pi-filters ook zonder de 'grounded grid amplifier' worden afgeregeld met behulp van een SWR-meter.
De gebruikte condensatoren zijn (zilver) mica condensatoren of keramische buis-C's. Mica condensatoren (en kerntjes) zijn verkrijgbaar bij Jan, PA2JSL. Jan kunt u met zijn stand op vrijwel iedere radiomarkt aantreffen.
PI-filter uitgang
| spoelen π-filter anode | Band |
|---|---|
| lengte 65 mm binnendiameter 40 mm 4 wdg koperband 10 × l mm | 28 MHz |
| lengte 40 mm binnendiameter 45 mm 4 wdg koperbuis ⌀ 6 mm | 24 MHz |
| lengte 67 mm binnendiameter 45 mm 6 wdg koperbuis ⌀ 6 mm | 21 MHz |
| lengte 67 mm binnendiameter 52 mm 7 wdg koperdraad ⌀ 3 mm | 18 MHz |
| lengte 60 mm binnendiameter 52 mm 6 wdg koperbuis ⌀ 6 mm | 14 MHz |
| Amidon T200 rood ringkern 26 wdg povin ⌀ 2 mm MAXIMAAL 250 W! | 7 MHz |
| PVC-pijp lengte 110 mm diameter PVC-pijp 75mm 19 wdg elektr. draad 2,52 | 3,5 MHz |
Over het π-filter aan de uitgang van de grounded grid amplifier valt zo langzamerhand niet veel nieuws meer te vertellen. Aan de hand van de tabel en de foto plus de beschrijving in de vorige CQ-PA moet het lukken om de insteekspoelen voor elkaar te krijgen.
Foto 2. Mooi he, zo'n spoel van glanzend koper op een onderplaat van perspex... de afmetingen van het perspex zijn: 110 × 20 × 6 mm. De stekerpennen zijn gelijk aan die die voor het ingangsfilter gebruikt zijn en de afstand tussen de pennen bedraagt 80 mm.
Montage vacuum-C
Strikt genomen behoort de vacuum-C ook tot het uitgangs-pi-filter en over de montage van dit dure onderdeel is nog nets vermeld. Kijken we nog even naar de grote foto (foto 2, CQ-PA febr. 2002) dan kunt u zien dat de vacuum-C aan de kant van de frontplaat wordt ondersteund door een steun uit aluminium (dikte 4 mm) waarop de C is vastgeschroefd met messing boutjes. De andere kant (bij de buizen) wordt niet ondersteund en hier is de aansluiting naar de grote insteekspoel. De verbindingen zijn gemaakt uit stroken latoenkoper (dikke koperfolie) en de aansluiting op de vacuum-C is gerealiseerd met een slangklem van Roest Vast Staal. De vacuum-C heeft een messing ring waar een slanidem (⌀ 50 mm) goed omheen past. Maak deze ring goed schoon en vijl, boor of soldeer niet aan deze ring!
Fig. 4.
Naschrift redactie
We hebben even geaarzeld over het opnemen van de 'grounded grid amplifier' in CQ-PA... bestaat er nog belangstelling voor die nude buizentechniek onder de lezers? Jo, nog voordat deze tweede aflevering verscheen kwamen er al reacties binnen... ook van jongeren die nog nooit iets met buizen hebben gedaan. Een beschrijving van de hoogspanningsvoeding volgt nog. Dat wordt een afzonderlijke aflevering want ook de UHF-enthousiastelingen hebben belangstelling getoond voor een flinke buizeneindtrap en die moet natuurlijk gevoed worden.Afstemmen
Wijze woorden worden er gesproken in CQ-PA februari 2002 over het afstemmen van een buizeneindtrap op bladzijde 45. Bij de genoemde punten:
- De versterking van deze eindtrap is 11 à 12 dB. Voor het maximale outputvermogen is ca 30 watt aan inputvermogen nodig.
- De anodestroom wordt op de 300 mA-meter afgelezen; de beste instelling wordt verkregen bij de laagste stand van de meter. Voor de anode-afstemming wordt de vacuum-C gebruikt. Met de rechter afstem-C wordt zo goed mogelijk op de antenne-impedantie aangepast. De twee afstem-C's beïnvloeden elkaar!
- De output op de mA-meter rechtsboyen op het schema.
De punten 4, 5 en 6 zijn belangrijk en ook van toepassing op transistoreindtrappen.
Als de eindversterker net klaar is, voor de eerste keer wordt beproefd, geef dan een veel kleiner inputvermogen en zoek eerst uit (voor alle banden) wat de beste standen zijn voor de twee afstemcondensatoren met uw antennes (of dummy). Eerst de vacuum-C, dan de antenne en daarna nog eens de vacuum-C naregelen. Als alles goed gaat kan nu het vermogen verhoogd worden.
Bij het wegnemen van het stuurvermogen dient ook het uitgangsvermogen helemaal nul te worden... zoniet dan klopt er iets niet en staat de eindversterker vrijwel zeker te genereren.
Bij een grounded grid versterker is de kans daarop klein maar houd dit in de gaten!
Gloeidraadspanning
De juiste gloeidraadspanning heeft een grote invloed op de levensduur van de (dure) buizen. Als de versterker goed is opgewarmd en afgestemd probeer dan eens om de gloeidraadspanning te verlagen (R. ADJ. 5V)... op een gegeven moment neemt ook de output of en dan zijn we net iets te ver gegaan. Met de laagste gloeidraadspanning waarbij nog vol vermogen wordt geleverd kan men bereiken dat de levensduur van de buizen met 50% toeneemt.
Verdere ingekomen tips
- In figuur 3 (CQ-PA februari) zijn de 20 V en 55 V per ongeluk verwisseld.
- De suggestie is gedaan dat het verzilveren van de spoelen nog beter is dan het poetsen... maar of dit de moeite loont?
- Isolerende koppelingen gebruiken voor de afstem-C's. Daar zie ik het nut niet zo van in.
- Gevreesd wordt dat de 2A-zekeringen voor de gloeistroomtrafo er uitknallen bij het inschakelen en voorgesteld wordt om daar een NTC te gaan gebruiken. Dat zou inderdaad een geleidelijk opgloeien van de gloeidraden opleveren maar de controle over de exacte gloeidraadspanning nadelig beInvloeden. De zekeringen worden reeds beschermd door R. ADJ. 5V en bovendien blijven de zekeringen bij het werkend exemplaar van Martin heel.
- PA3FFZ schat het vermogen dat een trafo kan leveren in aan de hand van het gewicht. PA0BX gaat uit van de maten van het blikpakket: Wmax = 1,55 × Q2 waarbij Q de kerndoorsnede in cm2 van het ijzer is. Bij een kerndoorsnede van 14 cm2 zou de gebruikte trafo dan 303 watt (VA) kunnen doen.
- De smoorspoel (RFC 4 mH) over de antenne-uitgang dient de veiligheid en is verplicht. Mocht de koppel-C tussen de anodes en de anodespoel doorpiepen dan zorgt deze smoorspoel er voor dat de hoogspanning (ca 3 kV) niet op de antenne terecht kan komen. Dat de koppel-C van goede kwaliteit dient te zijn spreekt vanzelf.
- Zet de set op niet te lage pootjes om de luchttoevoer van onderaf niet te belemmeren.
- Levensgevaarlijk vinden enkele OM's het feit dat het mogelijk is om met de hoogspanning in aanraking te komen bij het verwisselen van de anodespoel. Verschillende oplossingen zijn aangedragen; een micro-switch op het deurtje waarmee de primaire van de hoogspanningstrafo wordt afgeschakeld... een draaischakelaar die het deurtje vergrendelt... een sluiting met een trekankermagneet die alleen toegang geeft als de zaak spanningsloos is (zoals op de deur van een wasmachine). Bij al deze maatregelen dient men er op attent te zijn dat de hoogspanning niet weg is als de primaire van de trafo van het net is afgeschakeld; de afvlakcondensatoren blijven geladen! We zullen hier aandacht aan besteden bij de constructie van de hoogspanningsvoeding.
- Over het opnieuw/over wikkelen van de gloeistroom trafo is heel wat op te merken... echter: wat het handigste is hangt zozeer van de beschikbare trafo of dat het ondoenlijk is hier verder op in te gaan.
- Door "R. ADJ. 5V" gaat niet het gehele vermogen (160 W) heen, zoals sommigen menen.
Over deze weerstand komt maar een zeer geringe spanningsval... alleen bij het inschakelen loopt er, heel even, een forse stroom.
Er zijn vele wegen die naar Rome leiden... bedenk bij al deze 'kritiek' dat de Grounded Grid Amplifier van Martin, PA0BX, een apparaat is dat goed is doordacht en uitstekend werkt. Uiteraard zijn alle suggesties om deze versterker nog beter te maken welkom.
Ontwerp en uitvoering: Martin, PA0BX
Bewerking: Bastiaan, PA3FFZ.
Deel 1 - deel 2