90tals handapparat duoband FT-727G - lite fix

2008 sedan sattes en aprs tracker ihop, en tinytrack2, lös gpsmottagare och som radiodel köptes en begagnad Yaesu FT-727G duobandhandapparat som sändare på aprs frekvenser.
Helt uppenbart har denna apparat levt ett hårt liv hos tidigare ägare, antennkontakten var misshandlad och även batteripackinfästningen var reparerad. På 434MHz var uteffekten låg.

Nu har aprs trackern legat i bilar, båtar och ryggsäckar under många år och jag är osäker på om den fortfarande fungerar. Varje gång man slår på den så har den tappat minnet och måste programmeras.
Tangentbordet verkar trasig på vissa knappar och det är ett problem när man ska knappa in startkoden efter RAM reset.

När trackern körs på externt batteri så används ett extern 145MHz slutsteg, med 0.5W driveffekt till en -5dB dämpsats får jag ut runt 14-18W beroende på driveffekt, drivspänning och inte minst antennanpassningen.
Slutstegsmodulen är en M57719 och den tål en del VSWR vilket är tur för antennerna som används är ofta lång ifrån optimala.

Eftersom både FT-727G, Tracker och GPS nästan alltid matas via +12V uttaget i bil och båt så blir generatoroljud alltid ett problem.
FT-727G plockar upp det vinande överlagrade ljuden från generator och vid TX så överröstar vinandet APRSmeddelandet.
Gjorde nyligen ett DCfilter på ett labbkort, det har två sorters drosslar och 6 olika kondensatorer. Vinandet från generatorn reduceras nu så att det inte längre stör TX.

Låda med hybridslutsteget och kort för DC matning från cig.uttag.

En sån här gammal apparat är inte lönt att skicka på service, man kan köpa en ny duoband apparat för mindre pengar än vad felsökning och reparation kostar.
Nu kan jag göra detta på egen hand så det blir inga omkostnader alls...

FT-727G uppochner

inget batteripack, direktkopplat till 12V kabel

Ser relativt oskruvad ut inuti, rejäla hålkomponenter blandat med ytmonterade SMD komponenter. Det har två separata mitshubishi hybridsluteg.

Framsidan - här finns problem, vissa tangenter har gett upp helt och det är inte lätt att hitta felet.
Att dela apparaten är inte helt enkelt, man måste löda loss jordstrappar och vanliga kopplingskablar.

RAM batteriet sitter på ett eget kretskort, CR2032-WT6

Felet lokaliserat - hela batteriet satt löst, det var inte fastlött utan snarare klämd på plats. Batteriprovet visar 3.1 volt i lithiumbatteriet så det är långt ifrån slut. Löder fast det ordentligt.

WT6 - dvs man har satt på flärpar på en vanligt CR2032 - inte lätt att hitta sådana och löda fast egna är riskabelt.

Mottagarens känslighet på 144.800MHz - det duger... -118dBm med relativt bra S/N förhållande

Mätte frekvens och lite högt ligger den på 144MHz. Att justera PLL är svårt trots att man tagit av skalet.
1kHz fel

En snabb koll i spektrumanalysator visar inget ovanligt på utsänd signal.

144.800MHz uteffekt läge HIGH

144.800MHz uteffekt läge LOW

434MHz uteffekt läge HIGH
Detta är inte OK, hybridslutsteget kan ge 6W så här borde man göra en undersöking - men det får vara denna gången.

434MHz uteffekt läge LOW

Drivspänning vid mättillfället

Surplusomtriming av PTFA081501 på 1.2GHz

Jakten på slutsteg till 23cm är alltid igång och denna gången så provas en LDMOS från ett surplusslutsteg.

Tanken var att se om det går att köra PTFA081501 över sin specifikation.
PTFA081501 är specad upp till 900MHz, 18dB gain samt 150W CW på 58% verkningsgrad.

Första testen var att  se om LDMOS var hel, och det var den, under 900MHz så blir det 150W ut vilket är helt korrekt enligt databladet.
Provade öka frekvensen till 1000MHz och trimmar om stripline kontinuerligt, nu ger den max 100W ut.
Ökade frekvensen lite till, på 1100MHz fortfarande 100W ut och nu blev det väldigt intressant att förtsätta uppåt i frekvens, kanske går LDMOS'en även på 1296MHz.

LDMOS ser ut så här, provkörde först på orginal stripline 900MHz, senare på ett annan stripline mer anpassad  över 1GHz.

Ökar frekvensen till 1260MHz, nu ger den 50W ut, ökar frekvensen till 1296MHz och nu ger den 20W ut - MEN - oavsett hur mycket anpassar stripline så är det stopp här, max 20W ut med 28.0VDC, 1.1Ampere Idq (2.5V) och matar på med 4-6W. Dåligt resultat.

Status nu:
Troligen är min testmula till stripline lite off och måste göras om.
Näste steg är att att göra en ny stripline på in och utgång som är direkt anpassad för denna typ av LDMOS - samt ge denna LDMOS en chans till att se om den kan prestera på 1296MHz.
Har en layout på papper som ska transfereas till ett lämpligt lågförlust kretskort.

litet rör PA fortfarande - på bänken QQE 06/40 omtag

Update #3: Fix som kvarstår för att färdigställa slutsteget helt.
- fixa nätaggregatet efter krashen, gallerström skum
- nya axelhål på fronten efter ombyggnationen
- nytt T/R RF relä som tål mer effekt och har mer isolation
- lägg till en "padding" konding på respektive 3.6MHz & 7MHz, via omkopplare på disk nr.2
- justera var spoluttaget ska vara på 3.6MHz, 21MHz & 28MHz
- mätuttaget för Vg2 ger konstig värde
- fläktkontrolloch DC matning gör klar.

Update #2: Nätdelsproblem!.
 
Den nuvarande labbänksnätdelen är en kraftigt modifierad Drake AC-4, i den finns -70V, +140  och +650V i en och samma trafo.
+140 (250V) ska ge 175mA vilket borde räcka för mitt bygge, men ändå så dalar spänningen under belastning. +650V ska ge 300mA CW / 500mA peak men just nu så används en extern trafo mest för att få en högre anodspänning (+950V / 1A) under testerna.



Provade lite mer med mätinstrumentet på nätdelen, det ser ut som om nätdelen fick en del stryk efter att uteffekten löpte amok.
+280V trafolindningen ger mycket svag ström och spänningen dalar snabbt vid högre belastning, en 100ohm serieresistor var totalt utbränd och fungerade som strömbegränsare, trafolindningen ska klara 175mA vid 140V, sen sitter en spänningsdubblare och två kondingar samt seriemotståndet.
Verkar som en ny nätdel krävs..... blir till att rota i junkboxen igen....





Omgjort Pi-krets samt olika gallermatningarutprovade.
Antennreläet ej med ännu, direktkopplat in-ut.


Gjorde några enkla prov utan driveffekt med med alla spänningar på TX och steget var tyst, därremot när man gör stabilitetsprovet i TX så finns det ett läge där C1 skapar en självsvängning, inte så kraftig med tydligt synlig på uteffektmätaren i 15W läget.

Kompaktare, kortare ledningar, ny anodkonding, nya parasit supressorer, bättre jord på ovan och undersidan samt en extra skiva på omkopplaren.

En annan vy på ombyggnationen, dämpad belysning ger lite dålig bild..

Lindade även av ett varv på glödtrafon, den gav lite för många volt tidigare.
UPDATERING: parasitsuppressorer är 4st på bilden men det är nu ändrat till 2st, en supressor per rör.

Med ny triming av pi-kretsen så hittades en effekttopp på 14MHz.

Gallermatningarnas utförande är kritiska, rören självsvänger gladeligen om man inte ser upp med dessa. Nuvarande lösning innehåller inga drosslar alls varken på matningarna till G1 eller G2, endast lågohminga kolskiktsmotstånd sitter i serie och lugnar ner självsvängningarna radikalt. Avkopplingskondensatorer för g2 sitter nära röret men på g1 sitter dessa långt från röret efter alla motstånd. Lägger man på minsta induktans i form av drosslar så börjar problemen.

Vad ska man säga, det blev som mest cirka 220W ut med 11W in på 14MHz.

De tidigare 350W  - försvann lika fort som dom kom.....

Så ser rören ut med dämpad belysning och 220W ut.

Det högra röret blir mycket varmare och byter man plats på rören följer den egenskapen med, biasmatningen är ju densamma i båda socklarna men respektive rör skulle behöva en egen justeringsmöjlighet av bias pga. olikheterna mellan varje rör.

Skulle tro att det finns lite mer effekt att hämta ur det ena röret. Så jag gjorde en liten test till, provkör ett rör i taget.
Det röret som blir minst varm, det vänstra på bild, ger 100W uteffekt med lite justering av C1 & C2.
Det röret som blir mest varmt, det högra på bild, ger 120W uteffekt med lite justering av C1 och C2.
Så totalen 220W som uppmätts med båda röret adderar ihop fint.


Provade att mata på 20-25W driveffekt från en annan drivsändare (ic-706), resultatet är lite förvånade, det går inte att pressa dessa två rör ytterligare med endast mer driveffekt med nuvarande biasering, det är mer eller mindre stumt 220W uteffekt oavsett 12 till 25W driveffekt.
Sista provet nu är att mäta biaseringen, hur beteer sig bias under belastning över 12W driveffekt.
Samt göra separata biasjusteringar per rör och sätta en tomgångsströmmen tillräckligt högt utan att riskera rören.
Data med den testen är 950V på anoderna, +280V på G2  samt runt -25V på G1 vid TX, -70V vid RX.

Anoderna lyser varmrött, måste ta reda på tomgångsströmmen och justera den igen. Efter avslutad TX så avtar inte värmeutveckling så snabbt man vill.

Ingångskretsen var kapacitivt jordad på sekundärsidan av bredbandstrafon, men jag satte den direkt på chassit/jord men såg ingen större skillnad på slutresultatet.

Så var dom tidigare uppmätta 350W kom ifrån är lite oklart - kanske ett orent slutsteg ger övertoner som adderas i effektmätaren utan bandfilter.....vi får se....
Det är fortfarande svårt att förstå hur man får ut över 200W ur ett rör med 20W driveffekt....

Ett litet rör PA på bänken - modiferingar provkörda och krash

Update nr. III:




Med den betydligt högre effektnivån i slutsteget som nu går att nå så visar sig en hel del svagheter i mitt labb-bygge, svagheter som inte märkts nere på de effektnivåerna databladet anger som max.data.
Så nu blir det omtag, tänk om och bygg slutsteget som ett PA med högre effekter.
Vissa komponenter måste också bytas ut samtdigt.

Har beslutat göra om pi-kretsen mekaniskt. Med ombyggnationen får jag bättre jordning av C1/C2, en ny bandomkopplare med två wafers en wafer för L och en wafer extra C på det lägre banden. Även fler band går att addera senare om det krävs.
Pi-kretsen blir kompaktare och kortare kopplingsvägar överlag.
På rörsockelsidan blir det bättre jordning även där.

Slutsteget självsvänger gärna nu, någon eller några detaljer orsakar problem.
QQE06/40 är ett känslig rör på grid och screen, verkar vara ett känt faktum när man läser i gammal QQE06/40 rörlitteratur. VHF&UHF är normala frekvenser för detta rör så parasiter i ett HF steg trivs bra här. om dom får chansen.
Troligen är det seriemotstånden på gallren som ersattes med fel modell efter rörhaveriet, måste återställa dessa motstånd samt se upp med avkopplingskondensatorerna på gallren, röret gillar inte heller externa kapacitanser, även drosslarna på gallermatningarna måste vara av annan sort.
 
Parasitdrossel på anoderna är även den misstänkt, borde göra om detta igen.
Mer modifiering krävs, nya komponentval...

Finns ett potentiellt problem till och det är den kapacitiva jordningen av ingångskretsen, inte säkert att den bidrar till stabilitet, direktjordning ska provas.


Då var det genomfört, en ny ingångskrets och provkörning !

Ingångskrets för ett band: 14MHz

Modifierad anodanslutning, endast en parasitsuppressor

Glöden är på, 950Volt på anoderna och en enklare parallelkoppling av de "fyra" tetroderna.

Så vad blev resultatet

Mer än 3dB mer uteffekt!

Så enkelt var det att få mer sprutt på lilla PA't och med samma lilla driveffekt som tidigare.
En bredbandig step-up ingångstransformator (med obetydlig VSWR) samt en parallelresonant krets på 14MHz. Efter en del tuning av C1 och C1 i pi.tanken så blev max uteffekt 350W +/- mätfel.

Båda rören blir enormt varma på den effektnivån med konstant bärvåg, på SSB så ser man peakarna men värme utvecklingen är tydligt lägre.

Tyvärr så är någon komponent underdimensionerad - vilket ledde till en krash på ett av QQE06/40 rören som löpte amok och blev helt rödglödgat 8(
Det är okänt i vilken klass rören arbetade och nu står felsökning på tur.

Så man kan säga att 175W per QQE06/40 gick det att klämma ut med 950V andospänning och 11W input från gamla Yaesu FT-7 på 14MHz.
Detta är långt infrån de höga uteffekter en del redovisar på nätet - med ett rör!

Skador på rör ?

Antydan till värrmepåverkan ?

Ìnterna anslutningar hela ?

Nästa steg nu är
- felsökning
- nya komponenter som tål mer ström
- ett bättre antennrelä
Sen blir det nya prov, får se om lilla PA't håller ihop för 350W PEP eller CW ;)

Var går gränsen samt är det i närheten av linjärt ?

Ett litet rör PA på bänken QQE 06/40 - fortsätter med anpassning efter behov

Reviderade planer, hur driva dessa rör till max....
Eftersom max-testerna inte gav mer effekt än vad rördatabladet anger så krävs några förändringar.
Ingångskretsen är först ut, bort med 50ohms bredbandsingången och in med en bandavstämd ingångskrets. Tanken var ju att driva detta lilla rör PA med en 10W transceiver och som det är nu räcker 10-15W inte till att driva två rör över max.gränserna, mycket av driveffekten termineras i 50ohm motståndet.

Nuvarande utseende, före modifieringar

Anslutningen mellan pi-krets och anodpinnarna görs om vid nästa tillfället.
Provar först med ett band, gör en bandavstämd ingång.

Nuvarande undersida, labbkopplat och lite "rörigt".
Någonstans här inne ska en bandavstämd ingång få en plats.....