Amplificador HF-200 SS - Filtros Pasabajos

En dos amplificadores anteriores me he construido yo mismo los filtros pasabajos, bobinando los toroides.

La primera vez una placa de kit con cinco bandas con conmutacion manual, sin reles para 100w.

La segunda, placas independientes  compradas en Communication Concepts con unos toroides que te cabe el meñique y que yo creo que al menos soportan 1 Kw. Tampoco vienen con relés, los tienes que poner de tu cosecha.

El resultado en las dos experiencias anteriores es agridulce. Aunque he seguido al pié de la letra las instrucciones detalladas para bobinar y soldar cada toroide. Y lo he hecho con la paciencia de un monje tibetano, repasando y contando las vueltas tres veces. Midiendo inductancias y capacidades. Al final unos tienen la frecuencia de corte bien y otros no del todo. Y modificar esto cuando ya está soldado y cortado el cobre es frustrante. No siempre consigues llevarlos a paso de banda pretendido aunque separes y acerques espiras. Yo al menos no me considero un triunfador en este campo.

Por este motivo, yo que suelo comprar por Internet modulos de desguace de equipos irreparables, me puse al acecho de algúna etapa de LPF de algún equipo de radioficionado de los años 80, que tuviese todas las bandas de 160 a 10 mts, con sus relés, la mínima lógica digital posible, y ya por pedir, que tuviese acopladores direccionales para medir potencia directa y reflejada. O sea TODO JUNTO y FUNCIONANDO, no quería cagarla despues de montar todo el power.

La caza funcionó y en verano del 2020 ya había conseguido una etapa LPF de un Kenwood TS440 muerto, un equipo con una mítica reputacion y que ademas daba potencia si le abrías el grifo. Por tanto sus 6 filtros deberían estar en sintonía con las características del transceptor. El precio no era un regalo, pero bien se podía pagar y solucionar definitivamente esta etapa constructiva.

Disponía de todo lo que yo quería, e incluso de algun circuito que no iba a usar para ALC. todo era muy compacto. Y claro la información sobre esta placa estaba bien documentada en el manual de servicio del TS-440. Perfecto.

Esta placa estuvo metida en una cajita 6 meses sin tocarla, y tambien sin darme cuenta que alguien ya había intervenido en ella. No estaba virgen. Cuando empecé con el montaje y pruebas de mi ampli, detecté comportamientos extraños y me puse en alerta. ¡Mecagoentodo!, cuando mire con la lupa gorda había al menos una soldadura bajo un relé haciendo corto en la corriente de conmutación. una de la inductancias de desacoplo de RF en la alimentación de los relés hizo de fusible. Pof!

Soldadura cortocircuitada

Lo reparé y parece que la señal atravesaba los filtros. Pero no lo medí con un analizador. conmuté todas las bandas,  Probé transmisión en  40 y 20 mts  y chutaba. Seguí montando el amplificador. Los filtros van a ir montados boca abajo, y soportados en una chapa de aluminio que los tapa, los blinda y los separa de la etapa de control que va montada encima. Como un sarcófago de alumino con salida frontal y trasera para los cables.

  

Midiendo el espacio para los filtros LPF entre ambos bloques. Caben perfectamente.

Los filtros Kenwood cableados y sujetos a una bandeja de aluminio que los blinda.

Alojamiento para instalar la placa de filtros boca abajo, atornillada en perfiles de aluminio.

Ya con el uso diario del ampli en pruebas he detectado anomalías en el funcionamiento de los filtros en algunas bandas, donde baja sospechosamente el rendimiento, al contrario de otras como 40, 60 o 20 donde el ampli funciona a pleno rendimiento. Queda pendiente la sustitución de los latiguillos coaxiales para continuar el estudio de esta etapa. Puede que se trate de un defecto en la ubicación donde los he montado, con proximidad a un elemento metálico. 

Quizas hay que someter esta etapa al análisis de un VNA o analizador de antenas.

Este capítulo por tanto sigue en construcción, hasta que todas las bandas funcionen mas menos igual.

Amplificador HF-200 SS - Fuentes de alimentación.

 No tenía ninguna fuente de 50 volts, y necesitaba algo urgente. Miré hacia China, pero como estabamos en Navidades las entregas se demoraban en un plazo muy superior al de mi impaciencia cuando me meto en uno de estos fregados. 

La cuestíon es que tendría que ser una conmutada para que el ampli no fuese ni muy grande ni muy pesado. Y empecé a mirar las Meanwell, que son chinas de buena reputación con filtro de red, y con todo tipo de protecciones, pero mirando en suministradores europeos salían por un pastón.

Me puse a buscar en el mercado de segunda mano y al tercer día apareció una por el levante español a un precio de saldo que daba 12,5 amperes y hasta 50 v. La compré y llegó perfecta, solo la faltaba un tornillo de la caracasa. La abrí por si las moscas y estaba impecable, sin mucho polvo, sin mucho uso. La probé y encendió a la primera. Lo mas dificil estaba resuelto. 

Como el ventilador de la fuente era bastante fogoso le metí en serie una resistencia y empezo a sonar mas agradable.

La cuestión es que tendría que salir flujo de aire caliente por los agujeros de su parte frontal. De manera que el frente del ampli tendría que tener una rejilla o todo se iba a sobrecalentar cuando le usase "a fondo". Y estas fuentes si se calientan se protegen y se paran.

La fuente de 12 volts que tiene que dar servicio a los ventiladores, a las bases del ampli, los relés de la bandeja LPF, y alguna cosa mas, la resolví con una conmutada compacta de tipo industrial DFI02512. Tiene el tamaño de un paquete de tabaco y aguanta 2 amperios. Comprada en un comercio local por 10 euros para no esperar un mes a que viniese de oriente. También está protegida de cortos y sobrecargas.

Para el suministro de 5 volts a toda la parte lógica digital, en principio pensé en dos reguladores 7805 dependientes de la fuente de 12 voltios. Pero me acordé de alguna catástrofe anterior que me destrozó una radio y muchas horas de trabajo. Y busqué entre mi chatarra un pequeño alimentador de 5v proveniente del cargador de una afeitadora. Con un amperio valdría para mantener alimentados, el microprocesador y algunos periféricos digitales alimentados de forma independiente. Por si acaso deje los dos 7805 instalados, ya que iba a a poner todos los relés de 5 voltios, y a lo mejor me pasaba de consumo y tenía que echar mano de ellos para dar de comer a la electromecánica. Y siempre podía tener encendida esta pequeñaja y que pilotase las fuentes grandes mediante electrónica y conmutación. "Fuente Piloto", coño, que termino mas bonito acabo de encontar en mi cabeza.

Puse el amplificador y las dos fuentes sobre una tabla de 40x30 para haceme una idea de lo que iba a ocupar físicamente el proyecto. Con las partes mas grandes en los extremos de la tabla, las separé un poco dejando un pasillo donde irían alojados los filtros y encima el Arduino Mega para controlar todo.

Primer paso: Calcular el espacio necesario situando los bloques de RF y Alimentación

 El bloque de la fuente de 50v era similar al modulo amplificador, algo mas largo. Pero del módulo tendrían que salir por detras los conectores BNC y los coaxiales. es decir, el la práctica, necesitan el mismo espacio.

Había un riesgo evidente de que cualquiera de las tres conmutadas metiese ruido en el receptor, pero no había tiempo que perder.  Ya solucionaremos los problemas cuando lleguen.

En ese espacio de dos dimensiones cabía todo bastante ajustado. A pesar de ser un ampli de no demasiada potencia, en cuanto metes todo lo necesario junto, abulta bastante.

 Lo siguiente fue una prueba del amplificador en crudo sin filtros ni relés, excitando con 2 vatios de RF desde mi Racal y la salida RF a una carga artificial. Inserté en serie un amperimetro de aguja de 10 amp. Cuando empecé a hablarle al micro, aquello respondía muy contundentemente multiplicando por cien cada vatio de input. El amperímetro llegaba al tope sin gritar mucho, mientras el vatímetro en posicion PEP sobrepasaba los 200 con holgura. Daba gusto ver el baile de las agujas al compás de voz, es bastante hipnótico y yo creo que engancha a la vista del operador.

Despues de un buen rato  de hablar solo al micro con todo tipo de expresiones, "Hooooola y guan-chu- zri-for" junto con relato de lo que iba pensando en alto, toque con mis dedos la fuente y el ampli con prudencia. El ampli estaba caliente pero se podía dejar la mano en él. La fuente estaba templada pero por su boca frontal salía un aliento bastante caliente. Todo parecía ir bien, y olia a aire calefactado, pero sano. En un ratito igual, el módulo de potencia recuperó la temperatura ambiente con sus ventiladores constantes y silenciosos, y  la fuente también.

Subí un poco la potencia de excitación a 3 vatios y en el primer silbido, el aperímetro y el vatímetro de 200w se dieron un ostión por la derecha y la fuente se protegió y se apagó.  No problem, tranquilo amigo,  apagas y enciendes y se resetea todo. Como en los dibujos animados de antes: una voz diabólica en mi cabeza me dice que ese módulo con cuatro transistores es capaz de proporcionar el doble de lo que dice, pero otra voz angelical en mi cabeza me dice que no lo haga. La fuente MEANWELL con limitador de potencia obedece firmemente a la segunda voz de la prudencia para que todo no arda  en una jornada de "Smoke on the Table" como dice el amigo Juan EB1BB. 

Primera prueba: fuentes 48v, 12v y ampli con ventiladores conectados.

 

Reflexioné acerca de lo bueno que hubiese sido una fuente lineal con un solo transformador y tres salidas de tensión  y sus respectivos rectificadores y filtros. Quizás en un futuro habra que pensar en ello si las conmutadas meten interferencias....

La fuente piloto de 5v junto a la de 12v y algunos relés de 5v

Encendí un receptor SDR y miré el espectro  en varias bandas, apagando y encendiendo la fuente. Solo ví alguna raya tenue que se desplazaba lentamente por la banda de 80. No parecía una interferencia muy amenazadora.  Ya veremos.... 😕

De momento, empiezo sujetando los bloques metálicos a la tabla con unas escuadras de acero, para seguir construyendo la siguiente etapa.