Einführung Amateurfunk Modifikationen des nicht-traditionellen Verstärkers G2DAF

Modifikationen des nicht-traditionellen Verstärkers G2DAF

Vnútro zosilňovača G2DAF
Das Innere des G2DAF-Verstärkers

Pred pár rokmi som zakúpil KV zosilňovač. Nefunkčný, no uprednostnil som opravu ako stavbu od začiatku a zháňanie potrebných súčiastok. Tento zosilňovač bol zapojení podľa G2DAF, ktoré sa zvykne označovať aj ako zapojenie s pasívnou mriežkou.

V čom je výhoda zosilňovača G2DAF?

Zosilňovač G2DAF si vytvára napätie pre mriežku g2 usmernením časti budiaceho signálu. Das heißt, že nie nutným stabilizátor Ug2 a kľudový prúd elektrónky bez budenia je nulový. To sa priaznivo prejavuje na efektivite, možnosti použiť vyššie anódové napätie a mierne vyššej efektivite.

Schéma zosilňovača G2DAF
Schéma zosilňovača G2DAF

der Nachteil ist,, že zosilňovač potrebuje o niečo väčšiu úroveň budenia, vhodné riešenie vstupného obvodu a sledovanie jednosmerných parametrov v prevádzke, aby bol signál spracovaný s čo najmenším skreslením.

Anódová tlmivka

Pôvodná tlmivka bola zničená. Buď prevádzkou mimo jej zaťaženia alebo v oblasti jej rezonancie. Teliesko však bolo poškodené len minimálne, takže som zvyšky drôtu odstránil, teliesko očistil a navinul novým CuL drôtom. Vyžadovalo si to trpezlivosť, lebo závitov je 300 rozdelených v sekciách po 165, 65, 35, 20 a 15 závitov.

Pí-článok zosilňovača
Pí-článok zosilňovača

Oddeľovací VN kondenzátor bol len očadený dymom z tlmivky. Ten stačilo očistiť. Nasledovala skúška s nanoVNA na overenie výstupného pí-článku a vlastných rezonancií anódovej tlmivky.

Postup kontroly výstupného pí-článku a vlastných rezonancií anódovej tlmivky

Zjednodušená schéma merania anódového obvodu zosilňovača
Zjednodušená schéma merania anódového obvodu zosilňovača
  • od zosilňovača odpojíme napájanie Ua (mimoriadne dôležité!)
  • potom anódy elektrónok zaťažíme predpokladaným odporom anódového obvodu
  • zosilňovač nažhavíme a prepneme na vysielanie
  • rezonančné frekvencie anódovej tlmivky si jednoduchšie zmeriame pri prepnutom zosilňovači na pásmo 28 MHz pri oboch otočných kondenzátoroch nastavených na skoro minimálnu kapacitu
  • na obrazovke nanoVNA bude vidieť rezonančné frekvencie anódovej tlmivky. Tie môžu byť pri menšom počte krokov merania nanoVNA prehliadnuteľné. Vhodné je potom merať vo viacerých rozsahoch, zum Beispiel 1 až 10MHz, 10 zu 20 MHz, 20 zu 35 MHz
  • ja som zaregistroval rezonanciu anódovej tlmivky až okolo 34 MHz. Ak však rezonancia padne do rádioamatérskeho pásma alebo do jeho tesnej blízkosti, zosilňovač nejde na tomto pásme vyladiť, prípadne prská, alebo horí anódová tlmivka. Takáto tlmivka nie je vhodná a musí sa previnúť
  • ak je anódová tlmivka v poriadku, pristúpime ku kontrole pí-článku. Ladíme na PSV 1,0 v každom rádioamatérskom pásme. Ak nie je možné takéto PSV dosiahnuť, pí-článok si vyžaduje úpravu
  • u mňa si to vyžadovalo prispájkovať späť paralelný kondenzátor (jedným vývodom bol odpojený) a zmeniť odbočku v pásme 80m. Bez toho pí-článok nebolo možné naladiť do tohto pásma, jeho rezonancia bola vyššie. Ostatné pásma boli správne.
  • na záver nezabudnite odpojiť odpor z anód elektróniek a znovu pripojiť prívod Ua

Problémy s príjmom

An´dové stopery, vľavo koaxiálny kábel spájajúci vstupné a výstupné relé zosilňovača
An´dové stopery, vľavo koaxiálny kábel spájajúci vstupné a výstupné relé zosilňovača

Pôvodný majiteľ reportoval problémy s relé pri príjme. Nechcelo sa mu však vo veľmi zle prístupnom mieste relé vymieňať. Keďže občasnú stratu príjmu som registroval tiež, pustil som sa do hľadania ohmmetrom. Potešiteľné bolo, že problém spôsobuje nie relé, ale prepojovací koaxiálny káblik medzi vstupným a výstupným relé. Vymeniť 25 centimetrov koaxiálneho káblika bolo oveľa jednoduchšie.

Skúška elektróniek QY3-125

S elektrónkami QY3-125 som skúsenosti predtým nemal. Vizuálne nevyzerali veľmi dobre, ale rozhodol sa im dať šancu. Najprv som ich 24 hodín žhavil pri miernom ofukovaní. Potom nastala kritická skúška: pripojenie anódového napätie. Elektrónky ho vydržali. Keďže toto zapojenie nimi nepustí kľudový prúd, tak prišlo na ďalšiu skúšku.

Uvedenie zosilňovača do prevádzky

Zosilňovač som teda musel začať budiť. Potvrdilo sa, že predladenie pomocou nanoVNA bolo správne. Zosilňovač ihneď odovzdával na všetkých pásmach výkon. Na identický výstupný výkon sa však budenie na každom pásme dosť líšilo. Meranie ukázalo, že príčinou bude vysoké vstupné PSV. Auf 28 MHz bolo PSV až 2,5:1. Pohľad na zaťažovacie odpory napovedá prečo:

Pôvodné rezistory vo vstupnom obvode zosilňovača
Pôvodné rezistory vo vstupnom obvode zosilňovača

Konštruktér použil výkonové rezistory s veľkou indukčnosťou. Pokusne som ich nahradil rezistorom rovnakej hodnoty v miniatúrnom bezindukčnom prevedení a premeral pomocou anténneho analyzátora. S takýmto rezistorom PSV kleslo pod 1,5 a na viacerých pásmach dosiahlo ideálnu hodnotu.

Vstupný obvod G2DAF zosilňovača
Vstupný obvod G2DAF zosilňovača

Čím nahradiť teda nevyhovujúce rezistory. Hľadaním po internete som na výkonový rezistor s označením RPT100 vyhovujúceho odporu. Tieto rezistory sú označené ako bezindukčné, teda presne také, aké som potreboval. Realita ale ukázala, že takýto rezistor nie je bezindučný. Našťastie sa mi do rúk dostalo viacero 100-ohmový bezindukčných rezistorov Alcatel 39-4696, takže z trojice som vhodný odpor vyskladal. Tento spôsob nie je síce ideálny, ale na KV postačuje. Vstupné PSV sa tak výrazne zlepšilo. Zosilňovač tak dáva na väčšine pásiem výkon 500W.

Skrinka pre zosilňovač a estetické vylepšenie

Keďže zosilňovač musí byť na očiach, tak záleží aj na vizuálnom prevedení. Niektorý z pôvodných majiteľov navŕtal v hornom paneli dve rady dier. Avšak veľmi nevzhľadne, rôzny tvarov a posunov. Po úvahe som sa rozhodol panel nemeniť. V Corel Draw som navrhol línie a veľkosti dier tak, aby čo najviac po vyvŕtaní skryli tieto nepresnosti. Výslednú šablónu som vytlačil na samolepiacu etiketu. Tá potom predstavovala vodítko ako diery vybrúsiť.

Pôvodný predný panel G2DAF zosilňovača
Pôvodný predný panel G2DAF zosilňovača

Zosilňovač dostal aj novú farbu. Pôvodnú farbu som vybrúsil. Nasledoval nástrek základnou farbou a následne čiernou. Vrchná vrstva je naviac prekrytá bezfarebným lakom v spreji.

Druhá otázka sa týkala predného panela. Rozmer je väčší ako A4, ktorý dokážem vytlačiť na samolepiacu etiketu. Pohrával som sa s myšlienkou hliníkového čelného panelu na mieru cez https://www.quickpanel.sk Avšak cena nie je zanedbateľná. Nakreslil som teda nový čelný panel v Corel Draw. Inšpiráciou sú riešenia iných zosilňovačov. Nákres predného panela je vytlačený na dve samolepiace etikety. Po nalepení boli opatrne orezané okraje a trikrát veľmi ľahučko nastriekané bezfarebným lakom. Táto metóda zabezpečí, aby panel bol odolný aj voči oderu a zašpineniu. Striekať treba veľmi ľahučko, lebo etiketa sa po nasiaknutí má tendenciu vlniť.

Práce na zosilňovači
Práce na zosilňovači

Ladiace kondenzátory a prepínač v pí-článku dostali nové prístrojové gombíky. V zásobách som mal prístrojové gombíky TESLA radu WF s priemerom 40 Millimeter, ktoré prišli veľmi vhod. Tieto staré gombíky majú veľmi dobré prevedenie a predčia väčšinu súčasných prístrojových gombíkov, ktoré sa dajú zakúpiť.

Medzi gombík a predný panel prišli podložky s priemerom 25 Millimeter. Sú vystrihnuté zo zvyšku starej penovej karimatky. Ich stlačením medzi gombíkom a predným panelom sa vytvára trecia sila, ktorá je akurátnejšia pre pohodlie ladenia. Zároveň vypĺňajú medzeru medzi gombíkom a predným panelom.

Predný panel zosilňovača
Schéma zosilňovača G2DAF: detail stupnice pre výstupný kondenzátor pí-článku

Pôvodne mal zosilňovač na prednom paneli dve indikačné žiarovky v červenom a zelenom držiaku. Jedna žiarovka chýbala, druhá svietila občas. Do držiakov som naspájkoval LED diódy s priemerom 5 milimetrov a doplnil obmedzovací rezistor tak, aby prúd LED bol približne 15 miliampérov.

Zosilňovač G2DAF v praxi

Zosilňovač G2DAF po úpravách
Zosilňovač G2DAF po úpravách

Klasické zosilňovače sa vyznačujú výraznou snahou o stabilizáciu napätí Ug1 a Ug2. Kvalita tejto stabilizácie sa výrazne podpisuje pod spektrálnu čistotu a linearitu zosilňovača. Bol som preto zvedavý ako sa bude chovať v praxi zosilňovač, ktorého Ug2 sa mení v závislosti na budiacom signáli. Realizoval som porovnanie pomocou SDR prijímača s vypnutým a zapnutým zosilňovačom. Možno prekvapivo, ale na spektre nebolo vidieť po zapnutí zosilňovača žiadne intermodulačné produkty, len výrazne silnejší signál. V budúcnosti sa chystám realizovať aj dvojtónovú skúšku SSB.

Ak by sa Vám zosilňovač G2DAF dostal do rúk, tak odporúčam preštudovať „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 poznatkov a rád, ako takýto zosilňovač realizovať a aké má vlastnosti. Pri elektrónkových zosilňovačoch treba mať ale na pamäti, že sa pracuje so životunebezpečnými napätiami! Ak chcete mať istotu bezpečia, siahnite radšej po zosilňovačoch s LDMOS, ktoré pracujú s bezpečnejšími napätiami.

Anzeige
Vorherige ArtikelUKW PA - April 2024
Nächster ArtikelSSB Liga – Mai 2024
Seit ich in den Amateur-Rennen regelmäßig teilnehmen, getrennt für die ersten UKW -, später in den Club OM3RKP auch VKV. Seit Erlangung der Zugriff auf die TA für die Arbeit in diesem Bereich nur, in erster Linie gegen (CQWW, IARU HF, SSB-Liga, Dippeth und andere) worüber schreibe ich om0a.cq.sk. Ich bin auch der Administrator des europäischen HAMradio-Portals CQ.sk.