Ett litet rör PA på labbänken QQE06/40 QQE06-40

På labbänken står nu ett nytt litet DIY rörslutsteg som växt fram under våren.
Byggstenarna i detta slutsteg är mest junkboxprylar och några få kompletterande inköp.

Eftersom jag har ett par QRP transceivers som ger 10W och några hembyggda monobandssändare, så vore det kul med ett anpassat slutsteg. Målet med detta steget var 100-200W uteffekt beroende på anodspänning och antal rör. Vore även kul om det var switchbart initialt mellan 7 - 28MHz, men förberett för 3.5MHz senare.

Så här ser slutstegslådan ut nu, frontpanel med ett litet mätinstrument + omkopplare, C1 + C2, bandswitch samt två brytare för standby samt biasström (klass-C, klass (A)B.)

Och baksidan med kylfläkt och diverse kontakter, en 12-polig kontakt för alla spänningar, en RCA för T/R, RFin, RFut samt fläktstyrning.

 På tradera hittades flerpoliga kontaktpar (hona/hane) och lite SO-chassikontakter. En fläkt planerades tidigt eftersom det kommer att bli varmt ju längre detta steg tweakas.
Lådan är hemgjord och bockad nere i pannrummet ;), plåtsvepet är perforerad för kylning och man ser dessutom röret i drift.

Innanmätet, här ser man dom två tetroderna och att det finns en bandswitch

 Där är dom, 2st QQE 06-40 Philips glasrörs tetroder, sammanlagt 4st tetroder parallelkopplade, provkörde först bygget med ett rör för att korta ner inkörningsproblematiken.
Med 10W driveffekt så ger ett rör cirka 60-70W på 14MHz i nuvarande konfiguration.

En liten toroid används av utrymmesskäl

 En vanlig pi-krets som avstämning, C1 har två sektioner, även C2 har två sektioner. En toroid t-200 används på 21MHz och 7MHz men är lindad för att klara 3.5MHz senare när lite mer pF lagts till p C1 och C2.
Anodkontakterna är hemmagjorda av fosforbronsliknande skärmlådematerial, plåten har lite svikt med håller formen vid rimliga töjningar. Det är helt nödvändigt att kyla dessa anodpinnarna när man tar ut max.effekt ur rören. Min IR termometer visar temperaturer högre än tillåtet enligt databladet -  utan dessa kylflärparna, även glaskroppen blir varm enligt IR mätare så en fläkt behövs.

Nätdelen, en kraftigt modifierad Heatkit modell, lämplig som labnätagg.

Den separata nätdelen ger flera olika spänningar, dock inte glödspänningen som sitter inbyggd i botten av slutstegslådan.
I nätdelen sitter även ett 90sekunders delayrör som lägger på anodspänningen sist efter påslag.
Den 12-poliga kontakten är väldigt smidig för olika labbändamål, i kontakten finns -120V för bias, +270V för galler, +650V för anod, en styrspänning på 12V för reläer samt 230VAC matning till glödtrafon i slutstegslådan.

Här är en av dom få databladen som beskriver klass-B data med dessa rören, dessutom i parallelkoppling.

schema (med fel inritade ;:)))

 Ett byggschema, så här ser det ut nu (med reservation för sena modifikationer och fel...) Som det framgår är detta ett trögdrivet slutsteg, som matas i en 50ohm icke-induktiv resistor och den lilla RF driveffekt som krävs läcker igenom seriekondingen till gallren. Fördelarna är bra anpassning, inga fler bandunika komponenter eller bandmkopplare.

Nackdelen är att min 10W drivsändare kanske inte klarar att driva två rör i de max.tester som kommer senare....

har fem lägen på mätinstrumentet, än så länge är fyra lägen inkopplade

Ett litet uV instrument används för flera olika mätpunkter, shuntar och skalresistorer är uttagna och uppmätta för två rör. Har nu lite koll på arbetsvärden under avstämningen av slutsteget.

Några resultat i klotterform

Mätprotokollet visar följande vid +652V på anod under belastning, med två rör i parallel:

• Uteffekten dalar lite över 21MHz, vilket är lite konstigt och nästa steg är ytterligare justeringar.

• På 14MHz och 7MHz verkar QE 06-40 fungera väldigt bra - nästan som om rören är frekvenskänsliga och extra "glada" runt 10MHz ?

• 10W ger Yaesu FT-7 och som bäst får man då ut 130W ut på SSB och CW.  Med bara ett rör och 10W in får man ut runt 70W, så det betyder att det finns mer effekt att hämta med två rör i parallel om man använder en större drivsändare. Nästa steg är att prova med 20W.

• Om steget är helt linjärt vet jag ännu inte, men det ser ut att gå med mycket lite ström på Ig1 och Ig2 håller sig enligt spec. Nästa steg är att göra en linjäritetsmätning.

• På 7MHz stod C1 på max, så där kan det finnas mer att hämta med lite modifieringar.

• På 3.5MHz fattas många pF ännu så testresultatet är bara preliminära. Nån omkoppling för mer pF måste göras om steget ska kompletteras med detta band.

På tal om slutstegsbyggen...813

Ett av mina slutstegsprojekt innehåller 813 - och det är verkligen gamla grejor.
När jag blev med A-certifikatet för många år tillbaka och intresserade mig för DX-jagade, så skaffade jag ett litet monobandslutsteg bakom min TS-520, med ett 813 rör på 14MHz som gav en hel del värme, rött ljus, lite RF-uteffekt ock troligen en del orena SSB signaler...
Det slutsteget är numera R.I.P men på senare tid har jag ett projekt med flera 813 i parallel.

Det nuvarande 813 slutstegsbygget har 3st rör och skall klara 3.5MHz till 28MHz.
I nuvarande version är slutesteget ett traditionellt bygge med pi-krets, C1 och C2 samt en avstämbar ingångskrets. vill man ha max uteffekt på 24 och 28MHz bör man titta på en Pi-L krets istället.
Med 813 så blir det olika Q beroende på frekvens när man räknar fram data på induktansen på anodkretsen. S.k parasit suppressorer på anodkontaktern kan man hoppa över, 813 är inget VHF rör.

Råkade hitta ett par pdf'er på nätet från tiden då 813 var nytt på marknaden.

RCA var ute tidigt och promotade detta rör för hamradio.

Ett nyhetsbrev från RCA, anno 1939, Januari

Jepp - helt klart en ny "Hamdom"-produkt med "amazing performance" redan före 1939...

Ett litet slutsteg för AM och CW entusiasten.....

Mycket enkelt slutsteg, lite 10V glöd och sen 1.6kV så har man en lättdriven förstärkare för AM.....

En liten "SSB linäritetsindikator"

Har en liten kö på labbordet med hembyggda SSB linjära kortvågsslutsteg, ofta går dessa slutsteg på gränsen till vad rören klarar av och driveffekten är inte alltid enligt databladet.

Så hur håller man ett öga på att slutsteget är linjärt, och när det inte är linjärt ?

I teorin har alla slutsteg konstruerats för att vid en viss ineffekt, (t.ex om man har 10W in ) så får man en viss uteffekt (t.ex. 100W ut.), i  exemplet är mao slutsteget konstruerat för att ge 10ggr förstärkning och förutsätts arbeta linjärt.

Två wattmätare används för att mäta driveffekten samt uteffekten på ett slutsteg.

Enligt formeln i bilden ovan, så framgår att man kan använda en konstant som mätvärde för linjäritet, om konstanten varierar för mycket så vet man att slutstget inte längre arbetar som det var tänkt.
Lösningen ovan kräver då två wattmätare inkopplade på koaxerna samt att man gör en liten kalkyering för att få fram "k" baserat på vad respektive wattmätare visar.

Man kan ju även göra en liten RF-sensor och sen använda en spänningsmätare, eller varför inte två parallela RF-sensorer och en centrerad voltmätare med "+" resp. "-" utslag.

Som det brukar vara så har någon redan gjort en sådan konstruktion och jag hittade en artikel från den numera insomnade amatörradiotidningen HamRadio. Där fanns en s.k SSB splattermätare i ett nummer från 1975 men byggbeskrivning, funktion, kalibrering osv.
Iden är hämtad från gamla slutstegskonstruktioner som har en liknande indikator för tuning.

Principen i HR artikeln, ritat med egen penna.

En enkel krets enligt HR artikeln.Man samplar RF från:

• drivsändaren = ineffekt slutsteg
• slutsteget = antennen

Gör en kalibrering som balanserar visarintrumentet i mittläget. Mittläget representerar då normal linjär SSB drift.

• Om visarintrumentet drar åt höger betyder det att man får spurioser/splatterprodukter ut ur slutsteget, vilket normal betyder att slutsteget inte längre gör linjärt enligt design.

• Om visarinstrumentet drar åt vänster betyder det att man driver slutsteget med mer effekt, men slutsteget ger inte mer uteffekt enligt konstanten "k", dvs. man hamnar i saturations/flattopping, vilket normalt betyder att slutsteget inte längre gör linjärt enligt design.

En liten illustration i ämnet.

Enligt artikelförfattaren så ska fullt skalutslag representera 10% avvikelse från "k", dvs distortions produkter -20dB. 

Står mätaren på mitten, är det nära noll % avvikelse från "k", dvs. distortionsprodukter -30dB.

Omkopplaren har flera funktioner, och det normala läget är "k" mätaren.

Hoppsan, bilden envisas med att ligga ner....

Återstår att "miniatyrisera" och prova ut detta lilla tuningverktyg!

Ett liknande instrument står redan på mitt labbord och heter Kenwood SM-220 Station Monitor.
SM-220 fungerar nästa likadant, men istället för ett visarinstrument så har man en CRT som visar en s.k trapetsoid.  Trapetsoiden har två referenspunkter, drivsändaren och slutsteget, mellan dessa två referenspunkterna dras en rak linje på CRT om slutsteget arbetar enligt "k".
Om man avviker från "k" så kommer CRT att visa en böjd linje (konkav/konvex) mellan referenspunkterna, dvs. samma som den enklare mätaren, overdrive/flattopping respektive spurioser/mer uteffekt = non-linear!.

SM-220 har lite mer finesser och tar mycket plats - så det är och förblir ett eget instrument på bordet.

Nytt filter i radiorummet

Med mer uteffekt på kortvåg så har jag letat efter ett begagnat filter att sätta efter slutsteget. Tanken var att dämpa övertoner från dels det fabriksbyggda rörsluteg jag använder  - men även att använda filtret till de rörslutstegsprojekt som står på kö att färdigställas och provköras med antenn och trapetsoid-monitorering.

Ett passande Drake filter dök upp begagnat nyligen och det passar ju bra till L7B PA't.
Filtret har några år på nacken vilket framgår av impedansen är specad. till 52ohm vilket var en vanlig impdans när rg-8/u och rg-58/u var vanliga. Idag har man andra material och specifierar 50ohm. I praktiken gör detta ingen skillnad mellan 50 och 52ohm.

Första åtgärden är en optisk besiktning av innehållet och allt verkar OK.
Det verkar vara ett 5-poligt filter, väl genomfört med separata skärmade kammare.

Kondensatorerna ser ut att tåla en hel del värme och spänningar. Skruven/muttern var åtdragen och de keramiska genomföringarna är inte spruckna.

Kan tyckas vara  lite riskabelt att ha en filterlösning med flera skruvförband i serie mellan varje sektion, men muttrarna var fortfarande åtdragna & lackade samt inga spår av värme syns i förbanden. So far, so good.

En snabb koll i nätverksanalysatorn visar kurvor som inte kommer att ställa med något av det som sänds ut mellan 1.8 till 29MHz. Passerar man 30MHz ökar förlusterna i filtret och över 41MHz så ser  man att det mesta av övertonerna stannar kvar i filtret. Så det är en lågpassfilter med en Fco (cut-off) vid 30MHz.
Den sämsta anpassningen inom passbandet syns på markör M2 -18dB return loss vid 26.12MHz dvs utanför amatörradio kortvågsbanden.

Några noteringar för framtiden med blyerts noterade på lådan.
30MHz har bara -14dB anpassning sen "går det utför" i takt med ökande frekvens.
Förlusterna i filter ligger mellan 0.1 till 0.2dB under 20Mhz och på det dubbla över 22MHz.

Nästa filtertest blir med L7B't på 10M bandet och min 2el yagi i andra ändan.