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2.2 Anodenkreisdetails und Eigenbau-Sockel
Bild 5: Anodenkammer obenansicht.
Bild 5 zeigt den Anodenkreis von oben. Erkennbar sind der Auskoppel- und der AbstimmFlapper. Bild 6 zeigt den Anodenkreis von der Seite mit der Stripline, den Abstimmstempeln und dem Eigenbau-Sockel. Die Anodendrossel wird aus 170 mm Kupferdraht mit 0,8 mm Durchmesser auf einen 6 mm Dorn gewickelt. Sie führt von der Stripline auf ein Durchführungs-C mit 800 pF/5 kV. Das Gehäuse muß mit M3 Messing-Schrauben verschraubt werden, um HF-Dichtigkeit zu erreichen. Die Offnung für den Lüfter ist mit feiner Gaze aus Kupfer oder Messing verschlossen. Der Maschenabstand sollte ca. 1 mm betragen. Der Lüfter selbst ist mittelgroß mit einer Leistung von 1,5 m3 pro Minute bei einem Druck von 15 mm Wassersäule (1,5 mbar). Der EBM-G2E 108-AA erfüllt z.B. diese Anforderung. Die Abluft-Temperatur ist dann bei 1kW Output unter 50 Grad Celsius für eine Eingangstemperatur von 20 Grad.
Bild 6: PA Seitensicht.
Bild 7: Teile für den Sockel.
Die Konstruktion des Sockels ist aus Bild 7 ersichtlich. Das Schirmgitter ist an Masse gelegt. Damit können die hohen Ströme im Anodenkreis, die auch über das Schirmgitter fließen, da das Schirmgitter das 'kalte' Ende des Anodenkreises darstellt, ohne Verluste durch ein Dielektrikum zirkulieren. Damit werden gleichzeitig ein hoher Anoden-Wirkungsgrad und eine hohe Stabiltät gegen Selbsterregung erzielt.
Die isolierenden Dielektrika für den Steuergitter und Kathoden-Kondensator sind aus 0,3 mm starker Teflon-Folie gefertigt. Bei dem Zusammenbau des Sockel ist größte Sorgfalt anzuwenden, da das Steuergitter ein Potential von -750 Volt gegen Masse führt. Als Fingerstock-Material sollte nur Qualitäts-Material aus Beryllium-Federbronze verwendet werden, um kleine Kontaktwiderstände zu erzielen.
2.3 Kathodenkreis
Bild 8: Kathodenkreis.
Der Kathodenkreis besteht aus einer lambda/2 Stripline mit einer niedrigen Impedanz von ca. 40 Ohm. Sie befindet sich in 12 mm Abstand von der Bodenplatte (Bilder 8, 9, 10). Die Abstimmung erfolgt am Ende mit einer Abstimmschraube, auf die eine Abstimmscheibe mit ca. 25 mm Durchmesser befestigt ist. Die Kopplung zur Eingangsbuchse erfolgt fiber eine Blechfahne aus Messing mit den Maßen 11x47 mm. Der Abstand dieser Fahne zur Stripline beträgt ca. 1mm. Eventuell kann dort auch eine Teflonfolie mit 1 mm Starke eingefügt werden, um den Abstand etwas zu erhöhen.
Bild 9: Kathodenkreis.
Weitere Einzelheiten in Bild 10 zeigen die Gitter-1-Drossel von 2,2 µH und die beiden Drosseln für die Heizung, die jeweils aus 170 mm Kupferdraht mit 1,5 mm Durchmesser auf einem 10 mm Dorn gewickelt werden.
Bild 10: Kathodenkreis.
2.4. Stromversorgung
Bild 11: Stromversorgung.
Das Schirmgitter liegt auf dem Potential des Chassis - genau wie schon 30 Jahre früher bei der berühmten Collins 30S1 Endstufe. Die Schaltung der Stromversorgung geht aus Bild 11 hervor. Die Hochspannung wird mittels Vollweg-Gleichrichtung gewonnen. Die Trafospannung beträgt 2 x 2000 Volt bei 400 mA. Für Dauerbetrieb sollte der Trafo doppelt so stark ausgelegt sein. Die resultierende Gleichspannung ist 2800 V im Leerlauf und ca. 2200 V bei 800 mA Anodenstrom. Die Gesamtspannung wird durch eine Kette von 7 W Zenerdioden auf -640 V für die Kathode und 2200 Volt für die Anode aufgeteilt. Zum Sieben werden 3 Stück Siemens MKV-Kondensatoren mit 47 µF Kapazität und jeweils 640 V Wechselspannung (-1000 V Gleichspannung eingesetzt. Zum Ausgleich der Leckströme dienen 3 x 50 kOhm Widerstände. Zusammen mit dem Vorstrom durch die Zenerdioden wird eine Ruheleistung von 170 W verbraucht.
Falls die Röhre oder der Anodenkreis einen überschlag erleiden, verhindern die Schutzdioden, die von der Leitung ICE zu KS verschaltet sind, eine Beschädigung der Zenerdioden. Sie leiten außerdem negative Schirmgitterströme ab. Die Schirmgitter bzw. Kathodenspannung wird durch 4 x 10 kOhm vorbelastet und für NF mit 2 x 16 uF Kondensatoren abgeblockt
Die Spannung für das Steuergitter ist auf die Kathodenspannung bezogen, wird auf 90 Volt mit einer Zenerdiode stabilisiert und von diesem Wert durch ein Potentiometer auf den passenden Ruhestrom von 200 mA eingestellt. Zum Abschalten dient ein Relais, das die Spannung auf -90 Volt am Gitter 1 aufschaltet und durch die Leitung A5 bedient wird.
Der Transformator für die Anodenspannung wird durch ein Zeitschaltrelaisnach 180 Sekunden mit Netzspannung versorgt, die zunächst über einen 40 Ohm/50 Watt Widerstand einen sanfte Magnetisierung bewirkt. Erreicht nach ein paar Sekunden die Spannung an der Primärseite ca. 180 V wird dieser Anlauf-Widerstand überbrückt.
Der Heiztransformator sitzt direkt an der PA, um Leitungsverluste bei einem Nennstrom von 20 A zu vermeiden. Die Heizspannung am Sockel der Röhre muß 3,8 V +- 5% betragen.
über Drehspulinstrumente werden gemessen: Ia (0...1,5 A); Ig2 (-10...+40 mA); Ig1 (0...+10 mA). Zusätzlich können sinnvollerweise die Anodenspannung und die Ausgangsleistung gemessen werden.
2.5 Inbetriebnahme und Abstimmung
Zuerst muß die Stromversorgung auf einwandfreie Funktion überprüft werden. Der eigentliche PA-Baustein wird abgeklemmt und alle Spannungen sowie die Einschaltlogik werden geprüft. Nach Verbindung mit der PA können Heizung und Lüfter eingeschaltet werden. Ohne laufenden Lüfter darf grundsätzlich keine Spannung anliegen! Die Heizspannung wird am Sockel gemessen. Der richtige Wert beträgt 3,8 V. Abweichungen von ± 150 mV sind zulässig. Nachdem man eine Dummy-Load mit mindestens 1000 W Belastbarkeit fiber ein entsprechendes Wattmeter angeschlossen sowie den Eingang über ein VSWR-Meßgerät mit einem in der Leistung regelbaren (5 - 50 W) Steuersender verbunden hat, können alle anderen Spannungen angelegt werden. Im getasteten Zustand, aber ohne HF wird der Ruhestrom auf 200 mA eingestellt.
Mit 5 W Steuerleistung wird nach Abstimmen des Ausgangs auf Maximum (Nur Tune) zunächst der Eingangskreis optimiert Die Einkoppelfahne wird durch Verbiegen, oder sogar durch Verändern der Gröle - bei gleichzeitigem Abstimmen der Kathodenkreis-Abstimmung auf Maximum - auf ein VSWR von kleiner als 1,2 gebracht.Diese Einstellung ändert sich bei höheren Leistungen kaum noch, da dieser Verstärker in der Kathode gesteuert wird, bzw. eine Steuergitter-Schirmgitter-Basis Schaltung ist.
In einem zweiten Schritt wird die Steuerleistung auf 15W erhöht. Bei dieser Steuerleistung kann die Anodenkreis-Abstimmumg optimiert werden. Der TUNE-Flapper ist grundsätzlich immer auf Maximum Ausgangsleistung einzustellen und zwar unmittelbar nach jeder Anderung eines anderen Einstellparameters, z.B. LOAD oder Steuerleistung. Die richtige Einstellung des LOAD-Flappers macht oft Schwierigkeiten. Das einzige Indiz für eine richtige Stellung ist ein positiver Schirmgitter-Strom von ca. 15 bis maximal 40 mA. Dann sieht die Anode genau die richtige Lastimpedanz und Ausgangsleistung sowie Wirkungsgrad sind optimal. Ist der Schirmgitterstrom größer als der angebene Wert, wird zwar oft die Leistung bei gleichem Input noch etwas höher aber das Schirmgitter ist in Gefahr und die Röhre arbeite im überspannten Betrieb, da die Lastimpedanz zu hoch ist. Das passiert, wenn der LOAD-Flapper zu weit von der Anodenstripline entfernt ist. Ist der Schirmgitterstrom zu klein, sinken Ausgangsleistung und Wirkungsgrad, die Röhre arbeitet im unterspannten Betrieb.
| Drive Power | 25 W |
| Output Power | 1000 W |
| DC-Power | 1785 W |
| Efficiency | 56 % |
| Gain | 16 dB |
| Anode Voltage | 2200 V |
| Anode Current | 810 mA |
| Screen Current | 15 mA |
| Control Grid Current | 2 mA |
Bei 25 Watt Steuerleistung werden die Leistungswerte in obiger Tabelle erreicht. Bei der angegebenen Leistung arbeitet die Röhre mit der Hälfte ihrer Kapazität. Soll Betrieb mit anderer Leistung gemacht werden, kann die PA unter Beachtung der obigen Richtlinien neu abgestimmt werden.
Bild 12: Aufbau.
Teil 1 - Teil 2.
OZ9ZI, Steen Gruby.