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Amplificatore Lineare con GS-35B

 

 

AMPLIFICATORE LINEARE

 

 

HF

 

 

con triodo GS-35B

 

 

 

 


 ATTENZIONE !

 

NELL'AMPLIFICATORE SONO PRESENTI TENSIONI E CORRENTI MORTALI

 

LA COSTRUZIONE DEVE ESSERE ESEGUITA SOLO ED ESCLUSIVAMENTE DA PERSONALE ESPERTO.

 

LO SCRIVENTE NON SI ASSUME NESSUNA RESPONSABILITA' IN CASO QUALCUNO INTRAPRENDA LA COSTRUZIONE DI QUESTO AMPLIFICATORE O PARTI DI ESSO SENZA ESSERE IN POSSESSO DELLE NECESSARIE CAPACITA' TECNICHE E SENZA ADOTTARE LE NECESSARIE MISURE DI SICUREZZA.



Il triodo GS-35B

 

Il tubo impiegato in questo amplificatore è un triodo metallo – ceramico GS-35B di fabbricazione sovietica avente le seguenti caratteristiche:

 

Le condizioni operative limite sono le seguenti:

 

 

 

Il triodo GS-35B è stato fabbricato con specifiche militari sovietiche (OTK) a partire dagli anni '70 e impiegato come tubo trasmittente principalmente nei ponti radio troposcatter operanti sulle gamme UHF (450 – 550 MHz).

 

Caratteristiche GS-35B:

Intermodulation distortion of the 3rd order : - 32 dB

Anode Dissipation : 1.5 kW

Grid Dissipation : 26 W

Cathode- Oxide coated Heater voltage : 12,6V

Heater current : 2.95A

Maximum CW Anode voltage : 4.0 kV

Maximum Instantaneous value Anode voltage : 8.0 kV

Maximum CW Cathode current : 1.4 A

Transconductance at Ua= 2.0 kV Ia = 350 mA -->32.5 mA/V

Capacitance Input /Output /Feed-through / -21 pF /4.4 pF/0.12 pF-

Max.Seal and Envelope Temperature: +200 C

Maximum Length: 177 mm / Maximum Diameter: 100 mm

Weight with heat sink: 2.5 kgs

Operating Position: Any

 

In campo radioamatoriale il tubo GS-35B è stato largamente impiegato nei Paesi dell'Est ma ha fatto la sua comparsa in occidente solo nei primi anni '90 in seguito al crollo dell'impero sovietico. La sua costruzione di tipo planare ne consente l'uso sulle gamme HF – VHF e UHF fino a 1296 MHz.

 

 

Il tubo GS-35B ha una dissipazione anodica di 1500W, in condizioni estreme è in grado di erogare fino a 3000W di radio frequenza. Si tratta quindi un tubo molto robusto ed affidabile, ancora reperibile dai rivenditori Russi ed Ucraini. Oggi giorno nel mondo commerciale degli amplificatori radiantistici la GS-35B, come diversi altri triodi di potenza, ha lasciato spazio ai tetrodi i quali vengono preferiti ai triodi soprattutto per il maggiore guadagno e minore ingombro, caratteristiche peculiari che permettono la costruzione degli amplificatori desktop dal peso e dimensioni contenute che sono più richiesti dal mercato. La GS-35B trova però ancora un largo impiego da parte degli auto-costruttori grazie al basso costo, alla notevole disponibilità, la grande potenza di uscita, e la proverbiale semplicità costruttiva di un amplificatore in configurazione con griglia a massa. Questo tubo non necessita neppure di uno zoccolo specifico. Sono questi i motivi per cui è stato scelto per questa realizzazione.

 

DESCRIZIONE

L'amplificatore HF-1500 è stato costruito in uno chassis Drake L-4B del quale rimane ben poco. Solo il pannello anteriore, gli strumentini e il p-greco sono rimasti quelli orginali, il resto è tutto stato rimpiazzato per la nuova GS-35B. L'amplifcatore opera sulle bande radiantistiche 80 – 40 – 20 – 15 – 10m con un guadagno di circa 13 dB ed una potenza di uscita massima di 1500W key down in classe AB2. La configurazione circuitale è la classica “Griglia a Massa” con ingresso catodico la quale permette una grande stabilità, assenza di neutralizzazione, assenza di tensioni per la griglia.

 

 

L'amplificatore dispone di un circuito di ingresso dedicato per ogni singola banda che garantiscono un'impedenza di ingresso costante, quindi un basso SWR ed una maggiore pulizia spettrale in uscita grazie all’effetto “flywheel” sul catodo. Nelle condizioni di uso normale questo amplificatore rispetta le normative internazionali ITU per le emissioni indesiderate. Qualsiasi emissione diversa dalla fondamentale infatti è al di sotto di -43 dBc. La seguente analisi spettrale dimostra la purezza della emissione radio.

 

 

Misura eseguita con le seguenti apparecchiature:

 

Analizzatore di spettro ATTEN AT-5011A

Wattmetro Bird 4410A

Carico Fittizio Bird DA-75/U

RF sampler – 55dB (tipo W5QN – Collins Radio)

Trasmettitore pilota Icom IC-7300

 

Condizioni operative ottimali servizio continuo:

 

Potenza di pilotaggio  = 90W

Corrente di griglia = 350mA

Corrente di Placca  = 1A

Potenza di uscita = 1500W key down

SWR antenna Max = 1 : 1,5

 

1500W key down

 

Condizioni operative limite:

Potenza di pilotaggio = 120W

Corrente di griglia = 400mA

Corrente di Placca  = 1.4A

Potenza di uscita = 2000W 

 

Si ricorda che in Italia la massima potenza di uscita consentita è pari a 500W

 

Control Board - Bias - Relays

 

Particolare Relays

 

ALIMENTATORE HV REMOTO

 

Per evitare di costruire un amplificatore eccessivamente grande e pesante, l’alimentatore HV (High Voltage) è stato realizzato in un contenitore separato che, dotato di rotelle, funge anche da supporto per lo chassis amplificatore. Esso può essere impiegato per alimentare altri amplificatori. L’alimentatore eroga una tensione continua di 3300 V ed è in grado di fornire fino a 1.5A di corrente (5 kW). All’ingresso di alimentazione è presente un interruttore magnetotermico da 25 A nominali a protezione di tutto il circuito. L’accensione remota avviene tramite teleruttore interno comandato dallo chassis amplificatore quando l’apposito interruttore viene posto in posizione ON. Il primario del trasformatore elevatore 220 / 1200V è dotato di termistore che svolge la funzione soft-start (anti spunto o anti-inrush current). In uscita è invece presente una resistenza di limitazione (glitch resistor) che svolge la funzione di limitare la corrente in caso di “flash” nel tubo oppure di corto circuiti tra sistema HV e lo chassis dell’amplificatore. A monte della resistenza è presente un fusibile da 2A a protezione di rincalzo. Un altro fusibile da 2A avente la stessa funzione è collegato sul catodo del tubo ed è collocato sulla Control Board nel vano inferiore dello chassis amplificatore. La linea HV è collegata allo chassis amplificatore tramite un cavo specifico per Alta Tensione con connettore BNC anti svitamento accidentale.L’alimentatore provvede alla misura della tensione di rete, corrente assorbita nonché a fornire alimentazione al sistema di ventilazione necessario al tubo. Le spie sul fontale avvertono della presenza di rete, stato di accensione generale e presenza alimentazione della ventilazione. Al suo interno è presente un timer di post ventilazione che spenge entrambe le ventole 3 minuti dopo che l’amplificatore è stato spento. Questa funzione serve a riportare il tubo alla temperatura ambiente.

 

 

COMMUTAZIONE RX – TX

Il passaggio tra ricezione e trasmissione (change over) è di tipo elettronico. L'amplificatore quindi necessita di connettere a terra uno dei due ingressi PTT e la corrente di commutazione è nell'ordine di pochi mA. Su uno qualsiasi dei due ingressi PTT è possibile collegare un pedale in modo da poter utilizzare l'amplificatore con qualsiasi apparecchio ricetrasmittente senza avere bisogno di un cavo specifico. Nell'amplificatore sono presenti 4 relè con funzioni e temporizzazioni diverse studiate per ottimizzarne il funzionamento e la durata dei componenti. La sequenza di commutazione è la seguente:

 

 

Il relè di antenna ANT è di tipo sotto vuoto (Siemens VR-311) il quale garantisce alto isolamento e ridotto tempo di chiusura (8 mS o inferiore). Quest'ultimo parametro assicura che l'amplificatore sia connesso all'antenna prima che la potenza sia presente alla sua uscita ed in questo modo si evita qualsiasi problema di “hot – switching”, ovvero di arco elettrico nei contatti di antenna dovuto al passaggio di radiofrequenza mentre il contatto non è ancora completamente chiuso. Questo fenomeno, assolutamente da evitare negli amplificatori di potenza, può provocare la distruzione del relè.Lo stesso relè di antenna viene riaperto per ultimo, in modo da assicurare che non ci sia nessun segnale in antenna al momento di ripristinare la ricezione. Gli altri relè presenti sono Finder 46.61.9.012.0040 che garantiscono un tempo di chiusura di 15 mS, quindi superiore al tempo di chiusura del Siemens VR-311 pur restando in un tempo ragionevolmente breve per una normale operatività radio. Per fare in modo che la sequenza di timing rispetti quanto sopra, è necessario che il TX Delay, ovvero il tempo che intercorre tra l'attivazione del PTT e l'uscita di potenza dal trasmettitore, sia superiore ai 15 mS dei relè Finder; in questo modo si evita che il trasmettitore eroghi potenza prima che il relè di ingresso sia chiuso. È consigliabile un settaggio compreso tra 20 e 30 mS.

 

ISTRUZIONI OPERATIVE

L'accensione avviene prima predisponendo su ON l’alimentatore HV remoto. Successivamente si pone l'interruttore dello chassis amplificatore su ON il quale contemporaneamente accende l'alimentatore HV remoto e lo chassis stesso.Al momento dell'accensione si illuminano gli strumenti dello chassis amplificatore, si accende il led rosso ON e si avvia il timer di WARM UP (preriscaldamento del tubo) pari a 3,5 minuti, segnalato dal led giallo lampeggiante WAIT. Questo intervallo di riscaldamento è necessario in quanto il tubo è dotato di catodo a riscaldamento indiretto. Durante questo tempo di preriscaldamento l'amplificatore è inibito dalla trasmissione. Trascorsi i 3,5 minuti un segnale acustico di 5 secondi avverte l'operatore che l'amplificatore è pronto all'uso. Contestualmente al segnale acustico il led giallo WAITsmette di lampeggiare e si accende il led Verde READY. Per porre l'amplificatore nelle condizioni operative bisogna attivare l’interruttore STAND BY. La condizione operativa è segnalata dall'accensione contestuale del led Verde ST.BY. Per porre in trasmissione l'amplificatore bisogna mettere a massa uno dei due connettori PTT presenti sul retro. Quando l'amplificatore è comandato in trasmissione si accende il led Rosso TX. Il termostatodigitale presente sul pannello anteriore monitora la temperatura dell’aria in uscita dall’anodo del tubo e comanda la ventola ausiliaria posta sul coperchio superiore. Questa si attiva quando l'aria in uscita dal tubo supera i 33°C e si disattiva quando questa scende sotto i 27°C. La ventola interna è invece sempre attiva.

 

ALC e GRID TRIP

L'amplificatore è dotato di allarme di sovra pilotaggio e protezione. Al superamento dei 300mA di corrente di griglia il led giallo O.L. Inizia a blinkare avvertendo l'operatore che si sta operando in zona di alta potenza, per cui si potrebbero verificare distorsioni dovute al Clipping (sovra pilotaggio dell'amplificatore). In questa situazione è opportuno verificare che non si stia eccedendo con il pilotaggio (max 80W). Se il pilotaggio aumenta ulteriormente la corrente di griglia può raggiungere il limite impostato di400mA;in questo caso interviene la protezione di griglia (GRID TRIP) la quale, disinserendo il PTT, pone l'amplificatore in posizione di STAND BY. Contestualmente il led giallo O.L. si accende in regime intermittente avvertendo l’operatore dell’intervento della protezione. In questo modo si evita il danneggiamento del tubo per eccessiva dissipazione di potenza nella griglia.La protezione O.L. di norma interviene a causa dell’eccessivo pilotaggio, ma può intervenire anche in caso di:

 

- malfunzionamento dell'antenna (alto SWR);

- sintonia errata dell'amplificatore;

- mancanza di tensione anodica.

 

In tutti i casi si verifica un assorbimento anomalo da parte della griglia ed è quindi necessario controllare cosa abbia provocato questo evento. Premendo il pulsante RESET l'amplificatore torna al funzionamento normale e la protezione si ripristina pronta ad intervenire nuovamente.

 

SSB / CW

Il deviatore SSB/CW permette due livelli di tensione di BIAS diversi, uno per l'uso in SSB(fonia), l'altro per l'impiego in CW (telegrafia). Entrambi i livelli sono regolabili in modo indipendente tramite due potenziometri multi giri collocati sul lato destro dell'amplificatore e operabili dall'esterno.La regolazione deve essere effettuata ponendo l'amplificatore in trasmissione MA senza potenza in ingresso. Si raccomandano i seguenti livelli di corrente di riposo per operare alla massima linearità:

 

SSB = 120 mA

 

CW = 60mA

 

 

SINTONIA

L'accordo dell'amplificatore avviene dapprima selezionando la banda operativa, poi posizionando il comando TUNE in prossimità della banda medesima. Premere il pulsante STAND BY per predisporre l'amplificatore alla trasmissione. Mandare in trasmissione l'amplificatore con una potenza in ingresso non superiore a 15W, agendo rapidamente sul comando TUNE si trova il punto di MINIMA corrente di placca e con il comando LOAD si trova il MASSIMO valore di potenza in uscita. Aumentando gradualmente il pilotaggio bisogna fare dei piccoli aggiustamenti su entrambi i comandi TUNE e LOAD per ottenere la massima potenza in uscita. Si consiglia di non superare i 10 secondi di trasmissione ogni volta che si compiono queste manovre. La potenza massima in ingresso a sintonia ultimata è 100W.

Durante la sintonia è consigliabile tenere sotto controllo il led O.L. in modo da assicurarsi che non si ecceda nel pilotaggio oppure che si stia facendo sintonia dell'amplificatore in presenza di alto SWR (antenna errata, fuori accordo o non funzionante).

 

 

 

 

 

 

 

Manuale completo in formato PDF: HF-1500 Manual

 

 

73 Fabio, IK0IXI - 2021

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