PA QRO 2m à tube GS-23b de F1AFJ

 

                            Description technique de la version 2010

 

L’étage de puissance est équipé d’une tétrode  GS-23b de fabrication Russe . Elle est montée en grille commune , la drive est donc injectée dans la cathode ( ce circuit est plus stable que le montage à cathode commune  )   L’écran et la grille sont découplés  par des capas annulaires ( sandwich cuivre téflon ) , doublées par des capas périphériques . Le circuit d’entrée est on ne peut plus classique , le circuit anodique se compose de deux capas variables et deux lignes quart d’onde en parallèle . A noter qu’ il n’ y a qu’ une seule capa de liaison HF , cette capa est de type " door knob "   elle est de très haute qualité !

 

 

L’organisation des alimentions de l’étage de puissance , est composée comme sur le schéma qui suit :

 

 

 

 

On peut y voir :

 

-         la mesure et l’ affichage de la tension sur la HT ( 3450V )

-         la mesure et l’ affichage du courant sur la HT ( 1Amp )

-         la mesure et l’ affichage du courant sur la grille G1 ( 50mA )

-         la mesure et l’ affichage du courant sur la grille G2  ( -10+30mA )

-         la mesure du courant bidirectionnel sur la gille G2 ( sécurité )

-         la protection de l’écran par un MOV de forte puissance

-         la résistance de fuite G2 ( 56K ) qui crée l’ offset de l’affichage

 

Alimentation des grilles G1 et G2 :

 

 

 

 

 

Les deux alimentation sont de type shunt , si celle de la grille G1 est très classique , il n’en est pas de même pour celle de la grille G2 . Cette alimentation à été étudiée selon les dernières avancées techniques de EIMAC et les recommandations de  G3SEK . La grille G2 est alimentée au travers d’ un pont de résistances  régulé par un transistor  ballast . Ceci évite la casse par les effluves et les petits flashs qui se produisent dans le tube . Une résistance de 10 K shuntée en TX , permet de garder la régulation sous tension , sans chauffe excessive  du pont résistif en position RX . Une résistance (56K) sur l’écran (G2) dérive un courant à la masse en TX , ce qui crée un offset du zéro de l’affichage (- 10 + 30mA ) . Le filament est alimenté  au travers d’une faible résistance ( non portée sur le schéma ) cette résistance (0,05 Ohm ) ajuste la température de la Cathode . La tension au filament du tube est de 5,8 V ce qui donne le meilleur compromis .

 

 

Alimentation haute tension ( attention danger ! ) :

 

 

 

 

 

 

 

 

Très classique , cette alimentation  délivre  2850V 0,9A en charge .

On remarquera qu’il n’y a pas de résistance d’équilibrage sur les diodes .

Dans sa version d’origine il y en avait , un jour , une s’est coupée  et la branche du pont s’est retrouvée en court circuit par la mort en cascade des diodes  ! Ayant vu de nombreux montages qui n’en possédaient pas . J’ai pris la décision de ne pas en mettre , et  ça marche depuis 6 mois . Le fusible de  1,5A est à haut pouvoir de coupure  ( du genre de ceux que l’ on  trouve dans les fours à micro-onde ) . La résistance de 10 Ohms en série dans la haute tension limite le courant en cas d’ effluves ou de petits flashs dans le  tube . A noter que  la mise en route se fait en deux temps , le premier permet un chargement soft des capas , le second établit la puissance en shuntant la résistance de 6,8 Ohms .

 

 

Le circuit des sécurités et de temporisation :

 

 

Une temporisation de démarrage permet de ne pas pouvoir passer en TX avant 160 secondes , ( ce qui évite de détruire la cathode , en démarrant trop froid ) . Un petit cavalier permet de passer cette temporisation à 15 secondes , ce qui est bien pratique pour les essais et la maintenance . Rien  à dire de plus sur ce très classique montage à NE555 !  Il  agit au travers du relais , en coupant la ligne de commande TX , il reçoit (pin4) une ligne de forçage à zéro venant des relais de sécurité . La sécurité de la G2  comporte un relais à auto-maintient , commandé à "1" par un 4N25  , opto-coupleur bien connu qui isole les circuits . La mesure du courant de la G2 est bi-directionnelle , car ce tube ne peut dissiper que +/- 12,5W dans son écran , soit ~24mA / 480V.  La sécurité air est basée sur le même principe , une cellule redressement filtrage est placée en amont de l’opto-coupleur , ce qui lui permet d’ être commandé par un courant alternatif . Ceci nous amène naturellement au circuit de détection de pression d’air . Un pressostat différentiel est connecté au plénum d’arrivée de l’air , il fournit un contact qui commande un relais , dont les contacts établissent le chauffage du tube .  En cas de manque de pression , le filament est coupé et une tension de 6V alternative est envoyée vers l’opto-coupleur . Ce qui signale le défaut en interdisant la mise en TX .

 

 

Les mesures :

 

 

 

Commentaires sur le tableau des data’s :

 

La puissance a été limitée volontairement , suite à la mort d’un tube , après un coup de colère sur un "pileup" , l’alimentation est passée en mono 220 V (auparavant elle était en triphasé et permettait 3450V/1,5A)

La conduite de ce genre de PA à tétrode est un peu particulière , le " tune for max " est à proscrire sous peine de mort programmée du tube ! Le maillon faible de la tétrode est la grille écran ( G2 ) toute la conduite est faite en surveillant le courant de G2 . Cette surveillance est assurée par le circuit de sécurité . Le courant écran est l’indicateur de tout ce qui se passe dans et autour du tube , ( il réagit à l’accord , au ROS , à la drive  ) ce qui en fait l’élément incontournable du réglage du PA . Pour ma part , le galva  est toujours en position  Ig2  et je conduis à partir de ces indications . Bien sûr je contrôle les autres paramètres , afin de rester dans les limites ! Réglage du circuit de sortie : le réglage de " Load " agit sur le courant G2 , donc faire le compromis entre gain et Ig2 ( surveiller Ig1 ! ) pour ce tube une puissance de drive de 30/35W est un maxi . Dans ces conditions de travail , la durée d’un tube est très grande . Ici après un an de trafic EME ( ~100 heures en TX ) aucun paramètre indique que le tube a faibli , c’est donc plutôt bon signe !

 

 

Croquis et dimensions mécaniques :

 

 

   Attention au pliage ! ( bien visualiser la forme avant commencer )

 

 

                                        Cavité vue de coté

 

                                             Cavité vue de dessus

 

 

Commentaires :

 

Cette partie du PA est très compacte ! elle m’a été imposée par le fait que au départ j’étais parti sur un circuit à self , ce afin de gagner de la place dans le coffret , que je ne voulais pas trop grand  ( truc du genre W6PO ) . Dans ce volume ( 250x160x120 ) j’ai réalisé pas moins de 8 ou 9 design différents avant de trouver celui ci !  Ce design est vraiment perso , je ne l’ai jamais vu dans aucune description . Le circuit anodique est malgré ces petites dimensions , d’ excellente qualité , pour preuve : le rendement de l’étage est de ~60% en classe AB2 . La reproduction ou la copie est autorisée pour un usage personnel , mais interdite  pour tout  usage industriel sans accord de ma part .

 

A suivre une série de photo afin de mieux comprendre .

 

                                     Vue de la ligne "tourmentée"

 

                                        Vue de la ligne en place

 

                                 Vue complète de l’intérieur

 

                                              Vue par l’arrière

 

                                Gros plan sur le tube GS-23b

 

                                          Coté grille/cathode

 

                                     Le pressostat sécurité air

 

                      La cheminée de refroidissement

 

                                  Coté des alimentations

 

                                Fabrication du support du tube

 

         Les tests du PA ( à gauche , le caisson de ventil déporté  )

 

     Adaptation  antenne anode  ( environ 60dB de return loss ! )

 

                          Une " chtite " vue de la station F1AFJ