Před pár lety jsem zakoupil KV zesilovač. Nefunkční, no upřednostnil jsem opravu jako stavbu od začátku a shánění potřebných součástek. Tento zesilovač byl zapojen podle G2DAF, které se zvykne označovat také jako zapojení s pasivní mřížkou.
Dočtete se:
V čem je výhoda zesilovače G2DAF?
Zesilovač G2DAF si vytváří napětí pro mřížku g2 usměrněním části budícího signálu. To znamená, že ne nutným stabilizátor Ug2 a klidový proud elektronky bez buzení je nulový. To se příznivě projevuje na efektivitě, možnosti použít vyšší anodové napětí a mírně vyšší efektivitě.
Nevýhodou je, že zesilovač potřebuje o něco větší úroveň buzení, vhodné řešení vstupního obvodu a sledování stejnosměrných parametrů v provozu, aby byl signál zpracován s co nejmenším zkreslením.
Anodová tlumivka
Původní tlumivka byla zničena. Buď provozem mimo její zatížení nebo v oblasti její rezonance. Tělísko však bylo poškozeno jen minimálně, takže jsem zbytky drátu odstranil, tělísko očistil a navinul novým CuL drátem. Vyžadovalo to trpělivost, neboť závitů je 300 rozdělených v sekcích po 165, 65, 35, 20 a 15 závitů.
Oddělovací VN kondenzátor byl jen očarován kouřem z tlumivky. Ten stačilo očistit. Následovala zkouška s nanoVNA k ověření výstupního pí-článku a vlastních rezonancí anodové tlumivky.
Postup kontroly výstupního pí-článku a vlastních rezonancí anodové tlumivky
- od zesilovače odpojíme napájení Ua (mimořádně důležité!)
- poté anody elektronek zatížíme předpokládaným odporem anodového obvodu
- zesilovač nažhavíme a přepneme na vysílání
- rezonanční frekvence anodové tlumivky si jednoduše změříme při přepnutém zesilovači na pásmo 28 MHz u obou otočných kondenzátorů nastavených na skoro minimální kapacitu
- na obrazovce nanoVNA bude vidět rezonanční frekvence anodové tlumivky. Ty mohou být při menším počtu kroků měření nanoVNA přehlédnutelné. Vhodné je pak měřit ve více rozsazích, například 1 až 10MHz, 10 až 20 MHz, 20 až 35 MHz
- já jsem zaregistroval rezonanci anodové tlumivky až kolem 34 MHz. Pokud však rezonance padne do radioamatérského pásma nebo do jeho těsné blízkosti, zesilovač nelze na tomto pásmu vyladit, případně prská, nebo hoří anodová tlumivka. Taková tlumivka není vhodná a musí se převinout
- je-li anodová tlumivka v pořádku, přistoupíme ke kontrole pí-článku. Ladíme na PSV 1,0 v každém radioamatérském pásmu. Nelze-li takového PSV dosáhnout, pí-článek vyžaduje úpravu
- u mě to vyžadovalo připájet zpět paralelní kondenzátor (jedním vývodem byl odpojen) a změnit odbočku v pásmu 80m. Bez toho pí-článek nebylo možné naladit do tohoto pásma, jeho rezonance byla výše. Ostatní pásma byla správná.
- na závěr nezapomeňte odpojit odpor z anod elektronek a znovu připojit přívod Ua
Problémy s příjmem
Původní majitel reportoval problémy s relé při příjmu. Nechtělo se mu však ve velmi špatně přístupném místě relé vyměňovat. Jelikož občasnou ztrátu příjmu jsem registroval také, pustil jsem se do hledání ohmmetrem. Potěšitelné bylo, že problém způsobuje ne relé, ale propojovací koaxiální kablík mezi vstupním a výstupním relé. Vyměnit 25 centimetrů koaxiálního kablíku bylo mnohem jednodušší.
Zkouška elektronek QY3-125
S elektronkami QY3-125 jsem zkušenosti předtím neměl. Vizuálně nevypadaly moc dobře, ale rozhodl se jim dát šanci. Nejprve jsem je 24 hodin žhavil při mírném ofukování. Potom nastala kritická zkouška: připojení anodového napětí. Elektronky ho vydržely. Jelikož toto zapojení jimi nepustí klidový proud, tak přišlo na další zkoušku.
Uvedení zesilovače do provozu
Zesilovač jsem tedy musel začít budit. Potvrdilo se, že předladění pomocí nanoVNA bylo správné. Zesilovač ihned předával na všech pásmech výkon. Na identický výstupní výkon se však buzení na každém pásmu hodně lišilo. Měření ukázalo, že příčinou bude vysoké vstupní PSV. na 28 MHz bylo PSV až 2,5:1. Pohled na zatěžovací odpory napovídá proč:
Konstruktér použil výkonové rezistory s velkou indukčností. Pokusně jsem je nahradil rezistorem stejné hodnoty v miniaturním bezindukčním provedení a přeměřil pomocí anténního analyzátoru. S takovým rezistorem PSV kleslo pod 1,5 a na více pásmech dosáhlo ideální hodnoty.
Čím nahradit tedy nevyhovující rezistory. Hledáním po internetu jsem na výkonový rezistor s označením RPT100 vyhovujícího odporu. Tyto rezistory jsou označeny jako bezindukční, tedy přesně takové, jaké jsem potřeboval. Realita ale ukázala, že takový rezistor není bezinduční. Naštěstí se mi do rukou dostalo vícero 100-ohmový bezindukčních rezistorů Alcatel 39-4696, takže z trojice jsem vhodný odpor vyskládal. Tento způsob není sice ideální, ale na KV postačuje. Vstupní PSV se tak výrazně zlepšilo. Zesilovač tak dává na většině pásem výkon 500W.
Skříňka pro zesilovač a estetické vylepšení
Jelikož zesilovač musí být na očích, tak záleží i na vizuálním provedení. Některý z původních majitelů navrtal v horním panelu dvě řady děr. Ovšem velmi nevzhledně, různý tvarů a posunů. Po úvaze jsem se rozhodl panel neměnit. V Corel Draw jsem navrhl linie a velikosti děr tak, aby co nejvíce po vyvrtání skryly tyto nepřesnosti. Výslednou šablonu jsem vytiskl na samolepící etiketu. Ta pak představovala vodítko jak díry vybrousit.
Zesilovač dostal také novou barvu. Původní barvu jsem vybrousil. Následoval nástřik základní barvou a následně černou. Vrchní vrstva je navíc překryta bezbarvým lakem ve spreji.
Druhá otázka se týkala předního panelu. Rozměr je větší než A4, který dokážu vytisknout na samolepící etiketu. Pohrával jsem si s myšlenkou hliníkového čelního panelu na míru přes https://www.quickpanel.sk Avšak cena není zanedbatelná. Nakreslil jsem tedy nový čelní panel v Corel Draw. Inspirací jsou řešení jiných zesilovačů. Nákres předního panelu je vytištěn na dvě samolepící etikety. Po nalepení byly opatrně oříznuty okraje a třikrát velmi lehounce nastříkány bezbarvým lakem. Tato metoda zajistí, aby panel byl odolný i vůči oděru a zašpinění. Stříkat je třeba velmi lehounce, neboť etiketa se po nasáknutí má tendenci vlnit.
Ladící kondenzátory a přepínač v pí-článku dostaly nové přístrojové knoflíky. V zásobách jsem měl přístrojové knoflíky TESLA řady WF o průměru 40 milimetrů, které přišly velmi vhod. Tyto staré knoflíky mají velmi dobré provedení a předčí většinu současných přístrojových knoflíků, které lze zakoupit.
Mezi knoflík a přední panel přišly podložky o průměru 25 milimetrů. Jsou vystřižené ze zbytku staré pěnové karimatky. Jejich stisknutím mezi knoflíkem a předním panelem se vytváří třecí síla, která je akurátnější pro pohodlí ladění. Zároveň vyplňují mezeru mezi knoflíkem a předním panelem.
Původně měl zesilovač na předním panelu dvě indikační žárovky v červeném a zeleném držáku. Jedna žárovka chyběla, druhá svítila občas. Do držáků jsem napájel LED diody o průměru 5 milimetrů a doplnil omezovací rezistor tak, aby proud LED byl přibližně 15 miliampérov.
Zesilovač G2DAF v praxi
Klasické zesilovače se vyznačují výraznou snahou o stabilizaci napětí Ug1 a Ug2. Kvalita této stabilizace se výrazně podepisuje pod spektrální čistotu a linearitu zesilovače. Byl jsem proto zvědavý jak se bude chovat v praxi zesilovač, jehož Ug2 se mění v závislosti na budícím signálu. Realizoval jsem srovnání pomocí SDR přijímače s vypnutým a zapnutým zesilovačem. Možná překvapivě, ale na spektru nebylo vidět po zapnutí zesilovače žádné intermodulační produkty, jen výrazně silnější signál. V budoucnu se chystám realizovat i dvoutónovou zkoušku SSB.
Pokud by se Vám zesilovač G2DAF dostal do rukou, tak doporučuji prostudovat „Lineární výkonový zesilovač G2DAF – historie, teorie a praxe“ https://www.radiozurnal.sk/radioamater/download/cisla/2000-6.pdf a https://www.radiozurnal.sk/radioamater/download/cisla/2001-1.pdf
Materiál obsahuje mnoho poznatků a rad, jako takový zesilovač realizovat a jaké má vlastnosti. U elektronkových zesilovačů je třeba mít ale na paměti, že se pracuje s životu nebezpečnými napětími! Chcete-li mít jistotu bezpečí, sáhněte raději po zesilovačích s LDMOS, které pracují s bezpečnějšími napětími.
