Przystępując do budowy wzmacniacza mocy, jak wielu innych konstruktorów miałem dylemat, jaką koncepcję wybrać – czy ma to być wzmacniacz lampowy, czy może już tranzystorowy. Jednak okazyjny zakup lamp na zjazdach krótkofalarskich, najpierw GS31, a później GS35B, przeważył o wyborze wersji lampowej. Zaprojektowanie go i wykonanie zajęło mi prawie dwa lata, jednak długi czas spowodowany był długimi przerwami w pracach konstrukcyjnych, może trochę moim lenistwem, a przede wszystkim tym, że po wykonaniu i uruchomieniu części w.cz. wzmacniacza długi czas pracowałem na nim bez automatyki, strojąc go ręcznie za pomocą pokręteł.
W chwili obecnej wzmacniacz jest niemal ukończony, w pełni funkcjonalny, jednak jak przystało na hobbystę- konstruktora cały czas go udoskonalam, tym bardziej, że usprawnienia obecnie polegają głownie na pisaniu oprogramowania odpowiedzialnego za sterowanie wzmacniaczem i wprowadzania nowych funkcji.
Lampa GS35B sterowana jest w katodzie, przy napięciu anodowym wynoszącym 4.4 kV oddaje moc ponad 1300W. Przełączanie odczepów Pi-filtra odbywa się za pomocą przekaźników (bardziej styczników) próżniowych. Kondensator od strony anody – próżniowy JENNINGS -500pF 10kV, natomiast kondensator antenowy – klasyczny płytkowy o maksymalnej pojemności 1060pF. Na najniższych pasmach dołączane są za pomocą przekaźnika próżniowego dodatkowe pojemności.
W zasilaczu wykorzystano toroidalny transformator wysokiego napięcia (2 uzwojenia po 750V), wykonany na zamówienie. Napięcie z tego transformatora 1500V podane jest do podwajacza napięcia wykonanego w klasycznym układzie. Wykorzystano 12 sztuk kondensatorów elektrolitycznych o pojemności 470 uF i napięciu 450V. Oprócz głównego transformatora zastosowano dwa mniejsze – jeden 12.6V do żarzenia lampy oraz drugi 2x12V do modułu zasilacza niskiego napięcia dającego 5, 12 i 24V.
Funkcje wzmacniacza.
- Przełączanie poszczególnych pasm 1.8MHz – 29 Mhz odbywa się całkowicie elektronicznie za pomocą klawiatury, ekranu dotykowego LCD, lub za pomocą transceivera Yaesu. Metodę przełączania pasm wybiera się menu.
- Procesorowa kontrola zasilania wzmacniacza – nagrzewania i studzenia lampy, kontrola temperatury, sterowanie turbiną chłodzącą, zabezpieczanie przed błędami operatorskimi (np włączenie QRO bez nagrzania lampy, czy przy braku HV)
- Kondensatory Pi-filtra poruszane precyzyjnie za pomocą silników krokowych.
- Pamięć ustawień kondensatorów Pi-filtra na poszczególnych pasmach – przełączenie pasm powoduje automatyczne ustawienie kondensatorów na wcześniej zapamiętane pozycje. Oczywiście funkcję automatycznego strojenia można wyłączyć.
- Połączenie (PTT, band decoder, strojenie) transceivera Yaesu FTDX3000 (FT950, 857) wykonane poprzez transoptory zabezpieczające.
- Pomiar i wyświetlanie na ekranie LCD parametrów wzmacniacza – moc, SWR, prąd anodowy, prąd siatki, napięcie anodowe, temperatury, pozycje kondensatorów, prąd żarzenia.
- Zamiast mierników analogowych zastosowano dwa bargraphy LED 40-to diodowe – pierwszy, górny służy tylko i wyłącznie do graficznego pokazania mocy, natomiast drugi dolny może pokazać pozostałe wartości – moc, SWR, prąd anodowy, prąd siatki, napięcie anodowe, temperatury, pozycje kondensatorów, prąd żarzenia. Możliwość wybierania tego w menu LCD
- Przy budowie wykorzystano szereg gotowych modułów, które doskonale sprawdzają się tego typu konstrukcjach- Meduino Mega 2560 Pro mini, Arduino Pro mini, panel LCD Nextion 3,5″, przetwornice napięcia DC, moduł 4 przekaźników, moduły pomiaru prądu z czujnikiem halla ACS723, ACS712, 16-chanel Analog multiplexer 74HC4067, klawiatura 3×12, joystick i w inne.
- Wzmacniaczem można sterować praktycznie z samego ekranu LCD Nextion, który połączony jest łączem szeregowym UART z płytą główną. Dlatego też nic nie stoi na przeszkodzie, aby do wzmacniacza zrobić dodatkowy panel zdalnego sterowania (połączony przewodowo, poprzez BT, czy nawet poprzez WiFi). Dorobienie takiego panelu planuję zrealizować w najbliższej przyszłości.
