УМ KL-203 переделка на КВ

[Darkstar]

Всё никак руки не дойдут до обширных слесарных работ по усилителю на 4-х ГУ-50...
Пока подходит тяжёлая артиллерия, решил дополнить походный FT-817 малогабаритным лёгким усилителем.
После просмотра готовых изделий, выбор пал на RM KL-203.

Почему именно 203-ий?
- малые габариты: 109 x 125 x 35 мм,
- малый вес: 315 грамм,
- высокая выходная мощность: до 100 Вт,
- требуемая мощность раскачки: до 5 Вт, хорошо стыкуется с возможностями FT-817,
- двухтактная схемотехника,
- недорогие транзисторы, можно заменить на IRF520.

Минусы конечно тоже есть:
- дешёвые ключевые транзисторы искажают сигнал. На выходе много мусора (внедиапазонных излучений). Создаются помехи (в том числе и ТВ-приёму).
- отсутствие на выходе даже простейшего фильтра усугубляет предыдущий недостаток.
- в первых версиях иногда "залипал" при работе на передачу,
- в оригинальном виде не работает на частотах ниже 20 МГц.
Так что требуется доработка.

Не буду подробно расписывать, что да как измерял.
Кому интересно, посмотрит вот тут.

Изменения:
- убрал конденсаторы 270 пФ с затворов полевиков,
- заменил штатный входной трансформатор Т1. Новый сердечник из одного кольца FT50-43. Обмотки : I-4 вит, II-2 вит, намотал МГТФ-ом.
- конденсатор первички Т1 (180 пФ) заменил на 82 пФ,
- параллельно вторичке Т1 (между затворами плеч) поставил резистор 33 Ом.
- убрал (закоротил) разделительный конденсатор 180 пФ на выходе усилителя.

Ток покоя пока не менял.
Источник сигнала FT-817 в режиме FM.
Напряжение питания FT-817 при передаче 10,2 В (от отдельного Li-Ion АКБ).
Уровень согласования FT-817 с усилом оценивал в кубиках КСВ по индикации на FT-817.
УМ питается от гелевого АКБ 12Вх7Ач (от бесперебойника).
Прямую мощу замерял проходящим измерителем мощности.

Промежуточный итог:
1,9 МГц - КСВ = 0 кубиков - 120 Вт.
3,5 МГц - КСВ = 2 кубика - 90 Вт.
7,1 МГц - КСВ = 3 кубика - 50 Вт (тут замерил потребляемый ток 6,8 А, питание усилителя проседает до +11,4 В - АКБ уже подразряжен).
10 МГц - КСВ = 0 кубиков - 45 Вт.
14,2 МГц - КСВ = 1 кубик - 40 Вт.
18,0 МГц - КСВ - 4 кубика - 30 Вт.
21,2 МГц - КСВ = 3 кубика - 25 Вт.
24,5 МГц - КСВ = 1 кубиков - 25 Вт.
28,5 МГц - КСВ = 0 кубиков - 20 Вт.
50 МГц - КСВ = 7 кубиков - 0 Вт.

График согласования FT-817 с усилом (жирная линия):

График выходной мощности (жирная линия):

Тонкие линии - это результаты обмера входной цепи усилителя на приборе АА-330М. Без увеличенного тока покоя слабый сигнал АА не открыл транзисторы усила, поэтому графики получились не очень достоверными.

Тем не менее, плюс-минус лапоть, но на КВ попал :dance2:

И остался невыясненным вопрос - 3...4 кубика по шкале FT-817 это много или мало?
Судя по разметке шкалы, которая идёт до 7 кубиков, 3...4 это ещё терпимо.
Где-то видел табличку, что 1...2 кубика это КСВ=2, а 3...5 кубиков - это КСВ=4.

 

[Samolet22]

Darkstar
Уже хороший результат. Надо на скобочках прицепить усилитель к брюшку FT-817.
А так видно, общее усиление убежало вниз. Может чуть вернуться назад....
И горбик по не-согласованию на 7 мгц...
Транзисторам то все равно, чего усиливать, скорее с LC поиграться не спеша..
... еще чуть чуть и из FT-817 получится FT-857 ardon:

 

[Darkstar]

На 160 метров просто шикарно
Ага, надо мотать в другую сторону.

 

[Silent hill]

Darkstar, Поздравляю, классная работа!!
А что по работе в SSB ? Слышал, что дешевые KL- ки не приспосблены для работы....
Получается что, если нет SSB, то нет возможностей и в "цифре" работать?
А в AM или FM на Кв кого встретишь??

 

[Darkstar]

Silent hill, да рано ещё про SSB вспоминать
Это ж промежуточный результат.
Смещение на транзисторах стоит минимальное - ток покоя по 45 мА на транзистор. Они, фактически, закрыты. То есть, режим С.
Попозже поддам им току. Правда будет кушать искричество и при этом греться... Но зато работа станет более линейной. Вот тогда и вспомним про SSB.

А транзисторы там ключевые, типа IRF 520.
Да ещё и не выходе фильтров нет. Никаких.
Вот и срут помехами.

Я пока входные цепи вгоняю в нормальную работу. Ну и проверил, что моща действительно выходит

 

[Samolet22]

Конечно, сначала по несущей все выставить, а уже потом попробовать смягчить режим.
А то эти IRF-520 может и хороши для FM, ключевые от природы, КПД высокий, форма
синусоиды ближе к квадратной- и гармоник будет куча. Может если не пойдет поменять на недорогие, по мягче...
Все таки всегда легче ковыряться в готовой коробушке, чем все городить с нуля...

К стати в моем FT-817 чуток жестковатый звук по НЧ. Похоже экономят на токах покоя.
Купил тут карманный осциллограф EM-125. Если найду время и желание надо залезть во внутрь
817, пощупать по НЧ.. Хотя для такого малыша может звук на прием не главное..

 

[Darkstar]

Заменил резистор делителя смещения с 3,3 кОм на 3,9 кОм.
Общий ток покоя вырос до 0,65А. На каждый транзистор по 150 мА. Уже кое-что.
Нагрузочный резистор по вторичке Т1 (между затворами плеч) поставил 51 Ом 1 Вт.

В результате получил вот такой график на анализаторе:

Выходная мощность подросла, и более равномерно распределилась по диапазонам:

Замеры КСВ по индикатору FT-817 сильно зависят от мощности возбуждения.
На минимальной мощности индикации почти нет.
На максимальной получил:
1,9 МГц - КСВ = 0 кубиков - 120 Вт.
3,5 МГц - КСВ = 2 кубика - 90 Вт.
7,1 МГц - КСВ = 4 кубика - 60 Вт.
10 МГц - КСВ = 2 кубиков - 60 Вт.
14,2 МГц - КСВ = 0 кубиков - 50 Вт.
18,0 МГц - КСВ - 4 кубика - 25 Вт.
21,2 МГц - КСВ = 4 кубика - 25 Вт.
24,5 МГц - КСВ = 1 кубик - 50 Вт.
28,5 МГц - КСВ = 1 кубик - 50 Вт.
Думаю, нет смысла добиваться лучшего согласования по входу, т.к. надпись HiSWR загорается при рассогласовании более 7-ми кубиков. Возможно позднее проведу замеры нормальным КСВ-метром.

Далее, по форме сигнала.
На диапазонах 1,9 МГц и 3,5 МГц в сигнале присутствует множество высших гармоник. Видимо без фильтра работа возможна только из леса
На остальных диапазонах почище, но нужно проверять в эфире.

Радиатор быстро нагревается. Работа дольше 1-2 минут без вентилятора не рекомендуется.

Без нагрузочного сопротивления получал на выходе мощность до 140 Ватт (на 1,9 МГц), но на всех диапазонах добавлялось по одному кубику.

Есть мысль убрать этот резистор, а взамен поставить отключаемый аттенюатор по входу. Пока думаю над этим.

 

[Samolet22]

Darkstar
Сколько из леса работаю, реально для комфортной работы больше 50-60 ват и не требуется.
Это для 40-80 м. А на ВЧ-20м и выше- там и 30 ват пробивает.

Это Я про связь до 1000-1500 км. Главное использовать правильную ( диполя) антенну повыше и подальше от деревьев.
Большая мощность быстро сажает аккумулятор и приходится чаще смотреть, сколько осталось.
А 5 ват тоже слышно, уровень в эфире конечно ниже и иногда тяжеловато "пробиться к своим "...

 

[Darkstar]

Оставляю только нижние КВ-диапазоны.
Поставил бинокль из шести колец 10х6х4,5 1000НН.
Первичка 4, вторичка 2 витка.

Мощности возбуждения распределил вот так:
первая ступень - 0,5 Вт, выход на 3,6 МГц = 17 Вт, потребляемый усилом ток = 4 А.
вторая ступень - 1 Вт, выход на 3,6 МГц = 40 Вт, потребляемый усилом ток = 7 А.
третья ступень - 2 Вт, выход на 3,6 МГц = 70 Вт, потребляемый усилом ток = 11 А.
четвёртая ступень - 4 Вт, выход на 3,6 МГц = 90 Вт.
В принципе, меня всё устраивает.
Получилось усиление +15...16 дБ по мощности. На четвёртой ступени уже идёт небольшой перегруз.
Подавать на вход больше 2,5 ватт смысла мало.

Вот схема. Красным пометил изменённые элементы:

КСВ по входу везде - 0 кубиков, аттенюатор всё выровнял.
Огибающая АМ искажается только на четвёртой ступени.

 

[Samolet22]

Во, во !!
А Я тоже думал дать такой совет, поставить на входе тупой резистор в 50 ом или около того...
КСВ будет единица, даже когда все спят ardon:
50-70 ват максимума, больше и не надо.
.... пощупать бы колца, хоть чуток греются, а то может феррит взять 400НН для 7 мгц ?.
Судя по графику НЧ край хорошо проходит, а на 7 мгц чуток валится..
Или индуктивность уменьшить... По схеме то бинокль работает чисто как трансформатор. Тут свойства феррита важны.
Это же не ШПТЛ, где все идет даже на НЧ ферритах...

... Еще одна идея пришла, а если заземлить середину вторичной обмотки через конденсатор типа 0.01 ??( движемся в сторону ШПТЛ )

 

[Darkstar]

Кольца все холодные.
Думаю, что ключевые полевики с изолированным затвором имеют большущую входную ёмкость, порядка 330 пФ каждый. В оригинальном исполнении усила, она была зашунтирована малой индуктивностью вторички входного транса. В результате получалась настройка на Си-Би диапазон.
Когда же мы ставим низкочастотные ферриты на вход, резонанс уходит в самый низ КВ-диапазона. И поправить это никак нельзя (не заменив транзисторы).

Вот огибающая в АМ от двухтонального сигнала на 7 МГц, при мощности до 50 Вт:

Вот несущая на 7 МГц в режиме ФМ, при мощности до 50 Вт:

А вот уже огибающая на 1,8 МГц в режиме АМ, при мощности 90 Вт:

Несущая 1,8 МГц, в ФМ при 90 Вт:

В последних осциллограммах видно, что происходит ограничесние огибающей. И ещё какая-то бяка в несущей.
При снижении мощи до 50 Вт огибающая выправляется, а вот ступеньки в несущей на 1,8...3,5 МГц остаются.
Ступеньки более-менее подправились установкой кондёра в 1000 пФ на первичку выходного транса (при этом немного завалил отдачу на 7 МГц). Но совсем не ушли...

Да и ещё - при всех тестах (этих и проводимых ранее) при входной мощности более 2 Вт на диапазонах 20-28 МГц окружающее оборудование вело себя странно: лабораторный блок питания уходил в защиту, вентилятор охлаждения останавливался, клавиатура пикала об ошибке ввода, изображение на мониторе шло полосами :russian_ru:

Мой осцилл на частотах выше 5...7 МГц форму сигнала различает очень плохо, не могу проконтролировать результат. Видимо прут гармошки.
В частности, и по этому отказался от частот выше 8 МГц.

Поставив АТТ по входу и навесив 1000 пФ более-менее поправил положение.
Единственно - остаётся искажения формы сигнала несущей (ступеньки) на частотах от 1,8 до 3,6 МГц.