|
ELEKTRONKOVÝ ZESILOVAČ PRO PÁSMO 1296 MHz [1975] Pavel Šír, OK1AIY Amatérská technika na velmi krátkých vlnách udělala v posledních letech velký krok kupředu. Přeladitelné vysílače a SSB provoz se používají nejen na 70 cm, ale i na 23 cm, kde získáni většího výkonu přestává být problémem. Následující článek popisuje jednu z možností, jak se z několika miliwattů z tranzistorového budiče (nebo voraktorového násobiče) lze dopracovat k výkonu 10 až 20W. Je popsán zesilovač s. elektronkou PC88 který je možné samostatně použít např. pro zesílení za varaktorovým ztrojovačem výkonem 0,25 W a získat tak výkon až 1,5 W bez nadměrného přetěžování elektronky. Je k dispozici jen malý budicí výkon (5 až 20 mW) musí už být za sebou zařazeny stupně tři. Obrázky a fotografie ukazuji celý řetěz zesilovačů zakončený triodou 2C9, HT323 nebo některým dalším ekvivalentním typem. Tento blok je společně se síťovým napáječem vestavěn v kovové skříňce a potřebné ovládací i indikační prvky jsou vyvedeny na panel. Uvedený kompaktní celek lze zařadit za budič a připojí se pouze vf budící signál a napájecí napětí pro relé, takže celý vysílač se ovládá tlačítkem na mikrofonu. Konstrukce zesilovačů umožňuje pracovat se všemi druhy provozu, doporučuje se však hlavně CW a SSB. Lineární zesilovač s PC88 pro 1296 MHz Jsou-li v pásmu 70 cm se zesilováním jisté těžkosti, jsou v pásmu 23 cm situace daleko obtížnější. Všechny okolnosti, které ovlivňují konstrukci zesilovače (velké kapacity a indukčnosti standardních součástek), doléhají na konstruktéry daleko tíživěji a znemožňují dokonalou funkci zesilovače. O výběru zesilovacích prvků, ať tranzistorů nebo elektronek, už málem nemůže být ani řeč, protože ty, které se profesionálně používají, jsou cenově nedostupné. Řešení se opět našlo ve známé elektronce PC88, která i tady a na těchto kmitočtech dokáže zesilovat. Zapojení je s uzemněnou mřížkou a půlvnnými obvody v anodě i v katodě. Problémy jsou především se vstupním katodovým obvodem, který vzhledem k větší vstupní kapacitě a slabému katodovému přívodu vychází téměř celý uvnitř elektronky. Použije-li se patice s krátkými a širokými kontaktními pery, je potřeba na konci kapacita asi 0,2 až 0,4 pF. Jakýkoliv dolaďovací trimr má svoji počáteční kapacitu větší a tak je potřeba „udělat" kondenzátor s malou kapacitou. Prakticky stačí připájet k vyčnívajícímu peru malý plechový praporek a přihýbat jej ke kostře. Vazba s anodovým obvodem předchozího stupně či se vstupním konektorem je kapacitní. Nastavuje se vzdáleností katodového pera anebo dalšího plechového praporku od anodového obvodu. V Praxi lze zhotovit zesilovač jednostupňový, ale protože signály k zesilování jsou malé - viz obr. 1. Pracovní bod jednotlivých stupňů je určen katodovými odpory, klidový prou je kolem 10mA. Při anodovém napětí 210 V můžeme očekávat výkon asi 1 W, kterým se budí následující výkonový zesilovač.
Výkonový zesilovač pro 1296 MHz Další elektronkou, která je vhodná pro výkonový zesilovač a tyto kmitočty, je koaxiální trioda 2C39 anebo její přesný ekvivalent HT323. Malé kapacity a indukčnosti dovolují realizovat vstupní a výstupní půlvlnný obvod a přijatelných mechanických rozměrech. Elektronka je keramická a její elektrody mají tvar soustředěných válců. Málokdo má však možnost vyrobit koaxiální rezonátor na soustruhu, a tak se objevilo několik způsobů montáže pomocí páskových vedení. Rezonátory pak mají tvar čtverhranných či obdélníkových krabiček, a to je z hlediska jednoduchosti snadno proveditelné a hlavně se vystačí s plechem anebo oboustranně plátovaným cuprextitem. Elektronka je upevněna pomocí pérových objímek, které jsou zhotoveny z nějakého pružného materiálu (např. fosforbronzového plechu), do něhož se udělá otvor a ten se po obvodu nařízne asi do hloubky 3 mm. V přípravku se potom nařezané proužky ohnou zhruba do pravého úhlu. Rozměry je třeba volit tak, aby se pružné proužky dotýkaly po celém obvodu příslušné válcové elektrody. Takto zhotovené kontakt se připájí na větší otvor vlastního anodového rezonátoru. Dotyk má velmi malou indukčnost i je mechanicky pevný a umožňuje snadnou demontáž. Elektronka se dá jednoduše vytáhnout. Na katodový obvod již není třeba dělat takový náročný dotyk. Stačí objímka svinutá z pásku plechu zajištěná malým šroubkem - viz. obr. 4.
Na snímku je celkový pohled na výkonový zesilovač se sejmutým krytem koncové elektronky a jejího výstupního obvodu.
Součástkové ti materiálové rozpisky k obrázkům 1a až 1d C1 - 0,5 až 0,7 pFů C2, C4, C6, C9 a Cv - dolaďovací a vazební kondenzátor podle obr. 2; C3, C5, C7 a C8 - 0,5 až 5 pF keramický; C10, C13, C16, C19, C20, C21, C22 - průchodkový kondenzátor 1n až 1n8; C11, C12, C14, C15, C17, C18, C23 a C24 - průchodkový kondenzátor 47 pF; L1, L2 a L3 - podle obr. 3; L4 - podle obr. 4; L5 - podle obr. 5; L6 - podle obr. 6; tl1 - λ/4; tl2 - feritová perla na spoj. drátu; Lv - vstupní indukčnost (převodní pero + katodový přívod). Materiál pro chassis je ocelový pocínovaný plech ± 0,6 mm a ze stejného materiálu je příruba rezonátoru s výškou 12 mm (obr. 1d). Materiálová rozpiska k obrázkům 2 až 12 Obr. 2 vazební a dolaďovací kondenzátory
- šířka pásku 10 mm
Uvádění do provozu a nastavení Žhavicí napětí se pro první pokusy může ponechat 6 V. U posledního stupně je to jen 5V, protože katoda elektronky je provazem přižhavována. K anténnímu konektoru se připojení zátěž s reflektometrem, na kterém sledujeme výstupní napětí. Není-li k dispozici spolehlivá zátěž, stačí i vyzkoušená anténa. Po jednominutovém nažhavení lze připojit anodové napětí, když předtím jsme nastavili regulační potenciometr P1 od tranzistorového regulátoru na minimum. Pro první pokusy je vhodné začínat s anodovým napětím asi 250 V a do anodového přívodu zařadíme měřící přístroj. Je-li obvod stejnosměrně v pořádku, reguluje potenciometr P1 klidový anodový prou zhruba v rozsahu 5 až 50mA (bez buzení). Ponechá se nastavená hodnota např. asi 10 mA a připojí se napětí k budiči. Není-li katodový obvod rozladěn příliš, zvětší se poněkud anodový proud a anténní měřidlo začne indikovat vf výkon. Potom se už nastavují všechny obvody na maximální výstupní napětí na zátěži. Katodový obvod se naladí na největší anodový proud co nejpečlivěji za současného přihýbání vazebního kondenzátoru C9 a dolaďováním C7 a C8. Anodový obvod i vazební smyčka musí ostře ladit. Vlivem vnitřních vazeb v elektronce neodpovídá největší výkon minimu proudu v okamžiku přesného naladění. Nevede-li se nastavení ihned, je nutno uvolnit vazbu, popřípadě dát vazební smyčku menší či větší. Nastavování je pracné hlavně proto, že pro každý zásah se musí sejmout anodový rezonátor. Se sejmutým andovým rezonátorem obvod nelze nastavit, rovněž tak jen s nedokonale připevněným. Dopadnou-li první pokusy dobře, je možno anodové napětí zvýšit asi na 400 V. Teď je potřeba již elektronku chladit, i když zdánlivě dost vydrží. Nedoporučuje se také nechat téci po delší dobu velký anodový proud. Bude-li výkonový zesilovač pracovat jen SSB a CW, nemusí být chlazen asi do 30 W příkonu. Zvýšením anodového napětí na 800 až 900 V lze dosáhnout až 20 W vf výkonu, ale ne právě s dobou účinností. Je třeba mít jen 1 W budícího výkonu, se kterým stupeň pracoval s nejlepší účinností 30 % při anodovém napětí 450 V. Klidový proud byl jen 18 mA a výstupní výkon 9 W. Jako užitečná pomůcka pro rychlé dolaďování koncového stupně slouží sonda vestavěná do anténního relé. Jde vlastně o část reflektometru (indikace odražené vlny). I při dokonalé zátěži ukazuje přístroj nepatrnou výchylku, s jejíž pomocí lze indikovat výkon, popřípadě stupeň doladit. Špatná zátěž, závady v napáječi anebo na anténě samozřejmě zhorší ČSV a přístroj začne ukazovat velkou výchylky. Schéma celého zesilovače a jednotlivý rozmístění součástek jsou na obr. 1a až 1d. Jednotlivé detaily jsou na obrázcích 2 až 11. Na obr. 12 je boční pohled na celý zesilovač a na obr. 13 schéma zdroje pro napájení zesilovače. Na obr. 14 je graf ukazující výkon elektronky 2C39BA v závislosti na kmitočtu a anodovém napětí. Obr. 15 graficky ukazuje potřebné množství chladicího vzduchu v závislosti na anodové ztrátě a obr. 16 graficky znázorňuje nutnou regulaci žhavicího napětí elektronek 2C39BA v závislosti na kmitočtu a katodovém proudu. OK1AIY RZ 10/1975 v roce 2007 přepsal a upravil pro web OK2KKW Matěj OK1TEH se souhlasem OK1AIY |
