KV PA 4x GU50.

Volba zapojení: Z hlediska jednoduchosti a spolehlivosti bylo zvoleno zapojení s uzeměnými mřížkami. Vlastní provedení se u různých konstruktérů nepatrně liší. Porovnal jsem provedení několika konstrukcí viz. odkazy [1-6] Největším úskalím se ukázala volba zapojení vstupního obvodu pro buzení do katod. U jednotlivých konstrukcí jsou vstupní obvody řešeny různě, ale po řadě pokusů žádné zapojení nevyhovovalo pro všechna pásma, aby bylo PSV vyhovující pro vstupní impedanci 50 Ohm. Nejvhodnějším se zdálo zapojení podle pramenu [1], ale kompenzační kondenzátor u vstupního toroidního trafa také nedokázal srovnat impedanci na přijatelnou hodnotu PSV pro všechna pásma. Když byla vstupní impedance 50 ohm na 160m, byl problém na horních pásmech a naopak. Přidání otočného kondenzátoru ovládaného z předního panelu mi z hlediska konstrukčního provedení nevyhovovalo. Nejlepší řešení by bylo přepínání Pí-článku na vstupu, ale to je pro moji konstrukci neřešitelné z prostorového hlediska. Jako nejvhodnější, i když s rozdílnou vstupní impedancí na jednotlivých pásmech (dokáže ji kompenzovat ATU budícího TRXu) mě inspiroval zdroj [3] (LY2BOK) a moje varianta je zřejmá z následujícího zapojení (pro zvětšení klikni na obrázek):

Obr. 1 Schema zapojení Poznámka: TR1 je navinut bifilárně 2x19 závitů drátem průměr 0,6mm CuLb na toroidu N1 (PRAMET Šumperk) průměr 25mm. TL6/TL6A ve žhavení je odrušovací tlumivka 6A/250V 2x1mH Anodová tlumivka (Tl1+Tl2) má dvě sekce drátem CuL průměr 0,41mm na teflonovém tělísku průměr 17mm x 121,5mm. horní sekce má 90 závitů (l=33,5mm,indukčnost 42uH)spodní sekce čítá 132 závitů (l=56mm,indukčnost 67uH a celková indukčnost obou sekcí dohromady je 117uH).

Obr. 2 Schema Pí-článku Poznámka: LK= kompenzační cívka pro 28MHz (1,75 závitu drát průměr 3mm CuAg D=45mm) Tabulka přednastavení Pí-článku byla spočítána podle [8] pro odhad Ua=980V/0,8A, t.j. Ra=655 Ohm /Rant 50 Ohm. Při uvádění do provozu se ukázal tento předpoklad chybný - podle dosažených výsledků by byl přesnější výpočet pro 920V/0,7A, t.j. Ra 703 Ohm. Vzhledem k tomu, že ani odhad předpokládaného Q cívek pro výpočet není přesný, na přednastavení Pí- článku a prvotní orientaci při seřizování se to dá použít.

Zapojení VN zdroje je standardní můstkový usměrňovač, filtrace 3x 330MF/400V sériově, měření Ia sériově v záporné větvi zdroje na bočníku R1 = 0,68Ohm/5W. Nastavení správných údajů přepínaného měřidla pomocí trimrů R10 a R11. Obr. 3 VN zdroj Poznámka: Hlavní transformátor byl objednán a vyroben firmou  JK-ELTRA a je navinut na toroidu s těmito parametry: P230V/stínění/ S1 700V/0,8A (pro VN) S2 13V/3,5A (žhavení elektronek) S3 19V/0,5A (24V pro relátka a PTT). Cílem tohoto řešení bylo ušetřit místo. Lepším technickým řešením by bylo použít samostatný transfotmátor 230V/13V/4A na žhavení elektronek a součastně pomocné ovládací napětí 12V (při změně typu relátek K1,K2 a K1 časovače z 24V na 12V)a samostatný VN transformátor s napětím cca 700 - 800V min.600VA. Výhodou takového řešení by byla možnast nechat žhavit elektronky ve "STBY" módu při vypnutém VN. Za zmínku stojí předimenzované pojistky na vstupu a výstupu VN zdroje 1,5A, z důvodu pulzního zatížení při vybuzeníPA (původní pojistky 0,8A pravidelně hořely při zaklíčování a CW provozu).

Obr. 4 - schema PTT, Zdroj 24V s ovládacím trafem pro časovač a zdroj 24V pro ovládání relátek K1 a K2 v PA. Poznámka: Pro ovládání časovače při spouštění VN trafa je použit zdroj s TR1 - malé trafo do DSP 230V/2x18V/1,5W s dvojcestným usměrněním a jednoduchou filtrací. Zdroj 24V pro PTT a relátka K1 a K2 v PA je napájen z VN trafa (18V), můstkový usměrňovač a IC2 7824. PTT je ovládáno uzemněním optočlenu IC1B (druhá možnost spouštět PTT kladným napětím z TRX není využitá).Propojení PTT v PA je blokově zaznamenáno na obr.1.

Následuje zapojení obvodu ALC: Obr. 5 obvod ALC Poznámka: Obvod ALC je umístěn na společné destičce s relátkem K1 a jeho propojení je blokově zaznamenáno na obr.1, úroveň omezení se nastavuje trimren R4 (M1) tak, aby začalo nasazovat podle typu budícího TRX (většinou -4V, ale například u TS570D cca -8V) a nedocházelo k přebuzení PA. Má význam hlavně při provozu SSB. Pokud je budící výkon nastaven max. do 60W mám ověřeno, že většinou k přebuzení PA nedojde a ALC není nutné připojovat.

Následuje zapojení obvodu časovač a rozvod 230V: Obr. 6 obvod časovače a rozvod 230V Poznámka: Obvod časovače je umístěn na samostatné destičce a zkratuje předřadný odpor, který omezuje nárazový proud při zapnutí VN trafa. Varistory používané k omezení nárazového proudu nabízené při objednávce výkonového transformátoru se mi prakticky neosvědčily, při potřebě resetovat zařízení vypnutím a opětovným zapnutím napájení nestačí včas vychladnout a při jejich téměř nulovém odporu v teplém stavu po opětovném zapnutí nárazovým proudem explodují. Proto je lépe vždy použít omezovací odpor a se zpožděním jej vyřadit z obvodu relátkem. V mém případě je použito celkem standardní zapojení, proto jsem jej převzal téměř beze změny od OM6BB viz[1]. Napájení 24V je zajištěno z pomocného zdroje 24V napájeného z integrovaného ovládacího trafa TR1, na desce PTT (Obr.4), který je aktivován po zapnutí hlavního spínače S1. Stabilizovaný zdroj +24V na desce PTT je aktivní po zapnutí VN zdroje spínačem S2 a je použit na kompenzaci pro nastavení úrovně ALC a ovládání relátek K1 a K2. Součastně se spustí chladicí ventilátor, jehož výkon a tím hlučnost je snížena předřadným odporem 3k8/15W, který lze vyřadit spínačem S3 a tak docílit maximálního chladicího výkonu ventilátoru při vysílání. Pro připojení napájení 230V~ je použit síťový konektor s integrovaným filtrem (230V/16A). Pokud není k dispozici, je vhodné vřadit před S1 tlumivku s blokovacími kondenzátory.

Poznámky ke konstrukci a uvedení do provozu: Mechanické provedení: K dispozici jsem měl profesionálně zhotovenou ocelovou skříňku fy.ZACH určenou pro stavebnici PA se 4xGU50. Rozměry skříňky jsou 352x160x287mm. Povrchová úprava práškovou barvou je perfektní. Otvory pro 2 měřicí přístroje, vypínače a osky ovládacích prvků na předním panelu a otvory pro konektory a pojistkové pouzdro na zadním panelu byly již připraveny. Ve dně skříně je připraven čtvercový otvor pro přístup pod sokly elektronek GU50 ve čtvercovém uspořádání na vyvýšeném subchasis. Pohled na skříňku a původní přední panel je na obrázku č.7. Na obrázku č.8 je pohled na původní zadní panel.

Obr. 7: Původní skříň	Obr. 8:Pohled na původní zadní panel
Obr. 9: Upravený zadní panel - vnitřní strana:	Obr. 10:Upravený zadní panel vnější strana:

Na pravé straně za elektronkami viz. Obr.9 jsem vyřízl otvor pro ventilátor 90x90x37mm, z vnitřní strany je zakryt Al mřížkou, na levé straně nahoře za VN zdrojem jsem vyvrtal 4 řady otvorů průměr 6 mm kterými saje chladící vzduch. Otvor pro pojistkové pouzdro je vyvrtán výš a na jeho původním místě je vyříznut otvor pro síťový konektor s odrušovacím členem.Vedle síťového konektoru je na čtyřechb distančních sloupkách délky 8mm umístěna destička časovače (dle obr.6). Na vnější straně zadního panelu viz Obr.10 jsem provedl změny: Koaxiální konektor ze středu panelu ja přemístěn v levo dolů a původní otvor jsem zakryl kouskem Al plechu 1mm. Pod větrák jsem přidal zemnící svorku, nad ventilátorem je přišroubován Al "U" profil 10x10x10mm, pod kterým je ukryt kabel k ventilátoru. Ventilátor je umístěn zezadu tak, aby vzduch z vnitřku skříně sál. Konektor ALC je vedle ventilátoru a konektor PTT "JACK" 6mm je ve spodní části panelu cca v prostřed vedle vstupního koaxiálního konektoru.

Mezipanel na obr.11 byl dodán k původní stavebnici.	Na Obr.12 je provedení stupnic měřících přístrojů pomocí programu METER viz [7] a jsou vytištěny na samolepící fólii a nalepeny na čistou zadní stranu původních stupnic, které jsem otočil. Použitá měřidla jsou 200 mikro Ampér DHR70. Levý má 2 stupnice 1. do 1A a 2. do 1200V a jejich funkce se přepíná páčkovým přepínačem na předním panelu. Pravé měřidlo je indikátor vyladění VF na výstupu z PA.
Obr.11:mezipanel na 4 GU50	Obr. 12:Stupnice měřících přístrojů.

Obr. 13: Přední panel. Popis předního panelu je nakreslen v programu EAGLE, v černobílém vyexportován ve formátu BMP a barevně upraven v programu MALOVÁNÍ a v poměru 1:1 vytištěn na dva samolepící aršíky A4, které jsou nalepeny vedle sebe na přední panel. Na celé ploše předního panelu je nalepena tenká průhledná samopepící fólie, která chrání štítek s popisem proti otěru a umožní vyplňování tabulky přednastavení Pí-článku popisovačem na CD nosiče, nebo lihovou fixou, které se dají lihem odstranit a údaje aktualizovat podle použité antény.

Na obr.14 je předběžné rozvržení obvodů jak mají být umístěny ve skříni. V levé zadní polovině je nad VN transformátorem na distančních sloupkách umístěna deska VN zdroje dle obr.3, Vpředu na dně je deska PTT dle obr.4. Vprostřed je skříň přepažena Al plechem 1mm, v přední části navazuje děrovaný plech do "L" a asi 10mm za předním panelem tvoří mezipanel, na kterém jsou připevněny ovládací prvky Pí-článku - C1, přepínač pásem a přídavné kondenzátory. Vpravo od přepážky uprostřed je anodová tlumivka (horkým koncem dolů), za ní je deska ALC dle obr.5 a v zadní části jsou v přepážce průchodkové kondenzátory pro žhavení elektronek, měření VF, ovládání relátek K1 a K2 a +24V pro ALC.Mezi deskou ALC a zadním panelem je toroidní trafo TR1 pro buzení katod elektronek. Vpravo vzadu je na distančních sloupkách mezipanel pro elektronky GU50. Na pravé straně krytu mezipanelu je připevněno relé K2.

Obr.14: Rozvržení obvodů PA.

Obr.15: Osazení zdrojové části..	Obr.16: Box PA.

Levá část PA (Obr.15) vzadu na distančních sloupkách je VN deska z obr.3, na které vlevo vzadu je vstupní pojistka 1,6A, na téže desce blíže k přednímu panelu je výstupní pojistka 1,6A. Na dně skříně pod touto deskou je umístěný VN transformátor (na toroidním jádru) a pod měřidly mezi předním panelem a VN trafem je na distančních sloupkách cca 10mm deska PTT se zdroji 24V z obr.4. Zelený odpor umístěný na přepážce vpravo je předřadný odpor pro omezení otáček ventilátoru, který je zakreslen na obr.6 v obvodech doplňujících časovač pro start VN trafa a vysokého napětí. Keramický "vybuchovací" odpor 10 Ohm/20W je umístěn na izolačních úhelníčkách veprostřed nahoře na stínící přepážce oddělující obě části přístroje a je zapojen v sérii mezi výstup 1000V a anodovou tlumivku - chrání zdroj proti zkratu při "šlehnutí" v elektronkách. Pravá část PA na Obr.16: V přední části na mezipanelu, který je cca 12mm za předním panelem je Pí-článek. Blíže ke středu vlevo vespod na mezipanelu je umístěn C1, vpravo na dně je C2. Červené kondenzátory vlevo nahoře jsou přídavné C5 a C6 pro pásma 160 a 80m. Přepínač pásem je použit keramický přijímačový typ se čtyřmi pakety, kde hlavní paket je zdvojený z důvodu větší proudové zatížitelnosti. Cívka rovnoběžně s předním mezipanelem je pro pásma 7 - 28 MHz, cívka pro 1,8 - 3,7MHz je na keramickém tělísku připevněná ke dnu přístroje. Diskový oddělovací kondenzátor C12 z Obr.1 je umístěn vprostřed vespod a je zapojen mezi kompenzační cívkou a otočným kondenzátorem C1 a výstupem anod z boxu pod elektronkami. V levé zadní části pod děrovaným krytem je deska ALC s relátkrm K1. Ne dalších obrázkách je patrný postup montáže:

Obr. 17: C1 Pí-článku, přepínač a přídavné kondenzátory	Obr. 18: - přepínač s přídavnými kondenzátory	Obr. 19: C2 v popředí, vprostřed anodová tlumivka, za ní uprostřed a nahoře jsou blokovací C.
Obr. 20: Provedení vstupního trafa s vazebním C.	Obr. 21: pohled pod pomocné chasis na sokly elektronek	Obr. 22: Umístění destičky ALC s K1, vpravo trafo z obr. 20

Obr. 23:  Postup montáže, společná zem pomocí Cu pásku, umístění subchasis, vpředu anténní relé K2. Katody jsou vyvedeny na konektor a kabelem RG174 propojeny s TR1. Pin vprostřed subchasis je pouze pájecí bod.

	Na obr.25 je pohled pod subchasis, v levém horním rohu je profi - tlumivka žhavení a blokovací kondenzátory, žhavení a katody jsou propojeny koaxiálem RG174."Stopery" od anod jsou propojeny na centrálním pájecím bodu. Ve finále je otvor pod subchasis zakryt Al plechem 1mm.
Obr. 24: Finální provedení	Obr. 25: Finální provedení

	Na obr.27 jsou přípravky použité při hledání odbočky na cívkách při nastavování Pí-článku. Nahoře pro připojení k L1 a dole pro připojení odbočky na L2. Jsou zhotoveny z bronzovéhé fólie, lze použít péra z kontaktů starých vyřazených relátek.
Obr. 26: Finální provedení - cívka L2 Pí-článku pro 80 a 160m	Obr. 27:

Postup při oživování PA: Oživení zdrojů a PTT: Před první zkouškou osadíme pojistky , rozpojíme spoj VN od výstupní svorky VN zdroje! , osadíme elektronky (pozor na správné natočení v soklech). Seřízení měřících přístrojů je jednoduché, při přepínači na předním panelu přepnutém do polohy Ia a ještě při vypnutém přístroji připojíme monočlánek 1,5V přes sériový odpor cca 1,5-2 Ohmy a multimetr přepnutý na rozsah 1A paralelně k odporu R1 na desce VN, na panelovém přístroji hodnotu proudu zobrazenou multimetrem nastavíme pomocí trimru R10 (na téže desce). Následně přepneme přepínač měřícího přístroje do polohy Ua, vysokonapěťovou sondu multimetru připojíme k výstupnímu konektoru (X-5)na desce VN, připojíme napájecí kabel 230V, zapneme hlavní vypínač a vypínač VN zdroje. POZOR!!! JIŽ PRACUJEME S VYSOKÝM, ŽIVOTU NEBEZPEČNÝM NAPĚTÍM MĚJTE NA PAMĚTI VŠECHNA BEZPEČNOSTNÍ PRAVIDLA, POKUD NEVÍTE O ČEM JE ŘEČ, PŘIZVĚTE SI K DYLŠÍM ÚKONŮM PROFESIONÁLNÍHO ELEKTRIKÁŘE!!!!! Za případnou újmu na zdraví, ani materiální škody nemohu nést žádnou zodpovědnost! Pokud bylo zapojeno vše správně, multimetr zobrazí skutečnou hodnotu vysokého napětí - tuto hodnotu nastavíme trimrm R11 na meřidle na předním panelu. Ještě zkontrolujeme funkci PTT (při aktivaci PTT musí přepnout obě relátka K1 a K2 v PA. Změříme žhavící napětí elektronek, přístroj vypneme a můžeme přistoupit k seřízení Pí-článku. Postup při nastavování Pí-článku: 1.-Ve fázi montáže viz Obr.17, 18, 19 a 23 (při zabudovaném kompletním předním panelu se stupnicemi C1 - "PLATE" a C2 - "LOAD") a připojenými přídavnými kondenzátory na přepínači pásem, připojíme C-metr k C1 a pro každé pásmo nastavíme vypočítanou kapacitu dle tabulky v Obr.2 a poznačíme polohu knoflíku na stupnici předního panelu do pomocné tabulky. Totéž provedeme s kondenzátorem C2. Máme-li poznačené polohy kondenzátorů pro jednotlivá pásma, přikročíme k bodu 2. 2.-Na cívkách L1 a L2 si výpočtem např. podle [9], nebo měřením určíme přibližnou polohu odboček pro jednotlivá pásma. Připojíme cívky Píčlánku - L1 i L2 mezi C1 a C2 při propojení C2 - K2 a anténní konektor. Mějme na paměti, že při umístění cívek je vhodné dodržet pravidlo minimální vzdálenosti 10mm od okolních kovových částí (krytů a přepážek). 3.- Z VN zdroje vyndáme vstupní pojistku! POZOR!!! Nastavování Pí-článku provádíme při VYPNUTÉM anodovém napětí !!!!! 4.- Mezi výstup anod elektronek a zem připojíme ekvivalentní odpor s hodnotou vypočtené impedance elektronek RZa viz. Obr.2 (složený z několika sério paralelních odporů) a k anténnímu konektoru připojíme "anténaskop" (můstek pro měření impedance nastavený na 50 Ohm), v mém případě SWR ANALYZER MFJ-259B s přídavným filtrem MFJ-731 a aktivujeme PTT (relé K2 musí být sepnuté). 5.-Při nastavování Pí-článku postupujeme od nejvyššího pásma dolů, t.j. 10m (28MHz)12m, 15m, 17m,atd. Přednastavíme ovládací prvky PLATE (C1) a LOAD (C2) na vypočítané hodnoty podle tabulky, odbočku na cívce propojíme k přepínači pásem nastaveném na seřizované pásmo pomocí přípravku z Obr.27 v místě předpokládané indukčnosti pro nastavované pásmo. Posouváním odbočky po cívce kolem přednastavené polohy se snažíme nastavit na SWR ANALYZERU připojeném k výstupnímu konektoru a naladěnému na frekvenci začátku nastavovaného pásma (jako první 28,0MHz) RZ = 50 Ohm a nejmenší PSV. Lze si pomoct mírným doladěním otočných kondenzátorů. Po nalezení správné polohy odbočky na cívce nahradíme pomocný vodič s "klipsem" pevným (definitivním) spojem, pomocný spoj přeletujeme k přepínači pásem na nejblíže nižší pásmo a postup opakujeme na začátku tohoto nižšího pásma, až skončíme na 1810 kHz. 6.- Po nastavení Pí-článku odpojíme PA od elektrické sítě, odstraníme anodový odpor (viz bod 4.), vrátíme pojistku na vstup VN zdroje odstraněnou dle bodu 3, odpojíme SWR ANALYZER. Kontrola a oživení koncovýchn elektronek: V následujícím kroku přistoupíme k oživení koncových elektronek. Pokud elektronky GU50 nebyly delší dobu v provozu, je téměř vždy potřeba tyto elektronky "zahořet". Bez anodového napětí je několik hodin, až desítek hodin žhavíme. Potom mezi VN zdroj a PA vřadíme odpor cca 3 kOhm/50W (například dle obr.28) a necháme opět bez buzení, ale při aktivním PTT několik desítek minut, až hodin. V tomto režimu již teče klidový proud řádu mA. Pokud by anodový proud vykazoval nekolik desítek až stovek mA, nebude s některou elektronkou cosi v pořádku. Vadná elektronka pravděpodobně bude uvnitř svítit intenzívním modrým výbojem. Pokud bude vše v pořádku, připojíme TRX ke vstupnímu konektoru, k výstupnímu konektoru připojíme přes PSV/Wat-metr (např. DAIWACN-101L) umělou zátěž - 50 Ohm (já používám MFJ 1250).Výstupní výkon TRX nastavíme na 5W a můžeme se pokusit PA pomalu vyladit. Je-li vše v pořádku, postupně zvyšujeme budící výkon cca po deseti watech, dolaďujeme Pí-článek při sledování anodového proudu. Je-li vše v pořádku, vypneme VN, vypneme hlavní vypínač, odstraníme odpor vložený do cesty vysokého napětí, přístroj zakrytujeme, opět zapneme a můžeme pokračovat v kontrole naladění na jednotlivých pásmech. Hodnoty nastavení PLATE a LOAD zapíšeme do tabulky na předním panelu. Při kontrole příkonu (Ua*Ia) a výkonu na výstupním Watmetru jsem dospěl k účinnosti PA cca 55-62%. Budící výkon pro dosažení max. Ia 0,8A je 50-60W. Dosažený výkon je 300-400W na všech pásmech. Co se týče vyladění na 10m, nebylo nutné odstranit hliníkové čepice z elektronek, jak je to u některých konstrukcí doporučováno.

Obr. 28 Použití přepínatelného odporového bloku pro zahoření elektronek. Tyto řádky jsem nepsal s cílem vytvořit podrobný návod na stavbu zesilovače, ale s cílem podělit se o své zkušenosti a usnadnit případným zájemcům o podobnou konstrukci rozhodování při řešení a překonávání konstrukčních úskalí. Vím, jak je někdy obtížné rozhodnout se, jaké zapojení zvolit, jakou součástku použít a kde ji v projektované konstrukci umístit.

Obr. 29 Takto doplnil HAMSHACK mého bratra OK1SF.

Použité odkazy: [1]- OM6BB: http://om6bb.bab.sk/ [2]- DH1TST: http://www.dh1tst.com/ , [3]- LY2BOK: http://www.qrz.lt/ly2bok/Konstrukcijos/PA%204%20x%20GU-50/PA%204%20GU50.htm [4]- OK1DLY: (Radioamatér 1/05 str.28)http://www.radiozurnal.sk/radioamater/download/cisla/2005-1.pdf [5]- OM6KW: http://www.hamradio.sk/hardware/4xGU50_uprava.htm [6]- UA9XBI: http://www.cqham.ru/pa_gu50.htm [7]- Jim Tonne W4ENE METER [8]- Jim Tonne W4ENE Pi-El [9]- OK1CJB Výpočty - Vzduchová cívka V Chomutově 2013 OK1AMF