excitados por cátodo
Partimos de la base que la Administración sólo nos autoriza a poner en el aire la potencia eficaz de doscientos cincuenta Watios en determinadas bandas.
Como trabajamos en la modalidad de SSB, nos obliga forzosamente a proyectar nuestros amplificadores para que trabajen en clase B, el rendimiento del amplificador en clase B es tan sólo del sesenta por ciento.
El circuito de un amplificador excitado por cátodo es sencillo, el circuito de placa es el convencional para cualquier amplificador; no así el circuito de cátodo, porque es el electrodo por donde inyectamos la señal de excitación procedente del transceiver, difiere totalmente de un circuito normal, porque el cátodo no se puede conectar directamente a masa, cuando en todos los amplificadores de potencia el cátodo siempre está conectado directamente a masa. Y, cómo lo conectamos a masa para que funcione? ... El problema se soluciona intercalando entre el cátodo y la masa un choque de radiofrecuencia, que presenta poquísima reseistencia al paso de la corriente continua y grandísima resistencia al paso de la corriente de radiofrecuencia.
El circuito de corriente continua recorre desde la fuente de alta tensión el circuito de placa, la resistencia interna de la válvula, el cátodo y el choque a masa, osea perfecto. Pero, y el circuito de radiofrecuencia? ... Por donde se desarrolla? ... Por el circuito de carga de placa, por la placa, por la resistencia interna de la válvula, por el cátodo, por el choque no pasa, osea que se queda abierto y no podría funcionar por quedar interrumpido. Entonces por dónde cerramos el circuito? ... Veamos, ya hemos dicho que la señal de excitación procede del transceiver, llega al cátodo por medio de un pedazo de cable coaxial de 52 Ohmios, el polo vivo se conecta la cátodo y la malla se conecta a la masa del amplificador; ahora podemos ver por donde se cierra el circuito de radiofrecuencia. La señal sale del transceiver, pasa por la línea que está conectada al cátodo , pasa por el cátodo, por la resistencia interna de la válvula, por la placa, por el condesador de sintonia de placa que está conectado a masa, recorre la masa del amplificador, recorre la malla de la línea y entra en los circuitos del transceiver. Perfecto, pero no tan perfecto ... porque el recorrido que hace es tan grande y existe tanta desadaptación de impedancias que las pérdidas son muy grandes y esta es una de las causas de el por qué nos obliga a tener que excitarlos con tanta potencia, de tal forma que para alcanzar los 700 Watios de entrada producidos por una válvula normal, se precisa, poco más o menos, unos 100 Watios de excitación. Está claro que por algún medio tenemos que reducir la longitud del circuito.
Si intercalamos un circuito resonante (un "PI") en la frecuencia de trabajo entre la línea de alimentación y el cátodo logramos este propósito, adaptamos las impedancias de entrada y reducimos las estacionarias, de esta forma en vez de cerrarse el circuito en el transceiver, se cierra en el condensador de sintonia de este circuito que hemos intercalado, pudiendo reducir en parte la potencia de excitación.
Porqué se utilizan los amplificadores excitados por cátodo en vez de los amplificadores excitados por reja de mando, como se hace normalmente? porque con el excitado por cátodo se consigue reducir la distorsión del orden de 5 a 10 dB en los armónicos impares, no se precisa fuente de alimentación para las rejas pantallas, se logra mayor estabilidad de señal, no precisa neutralización. El único inconveniente que tiene es que al trabajar con válvulas en paralelo, aumenta mucho la capacidad parásita del circuito y esto hace que en frecuencias altas el rendimiento sea pobre, sobre todo en la banda de 10 metros y que precisan potencia para excitarlas convenientemente, pero nuestros transceivers dan suficiente potencia, para con ella alcanzar la potencia autorizada.
La construcción de estos amplificadores es bastante sencilla y funcionan a la primera si se tienen en cuenta algunos detalles importantes. El método que empleo es el siguiente:
1.- Selecciona la válvula o válvulas que sean capaces de entregar la potencia deseada. Entre las válvulas de media potencia tenemos la 6146, 6DQ5, 6JE6A y 6MJ6. Y para alta potencia tenemos la 811, 813, 3-500-Z, 4CX250, etc. Ahora bien, la que más se está utilizando en la construcción de los amplificadores caseros es la EL519, que con cuatro conectadas en paralelo se consigue alcanzar la potencia autorizada; éstas válvulas cuestan poco dinero; las demás salen muy caras.
2.- Conocida la potencia y la válvula tenemos que proceder a dimensionar la fuente de alimentación; esta es importante, más de lo que creen algunos ... porque al tener que alimentar a un equipo que trabaja en SSB está sometida a grandes variaciones de intensidad y si esta no está bien diseñada fluctua la tensión haciendo que trabaje mal el amplificador, luego está claro que no se puede trabajar con fuentes raquíticas. Yo las monto en una caja individual, pues no me gusta meterla en la caja del amplificador.
3.- Seleccionamos los condensadores y resistencias necesarias capaces de soportar la potencia de trabajo. OJO! no vale cualquier condensador simplemente porque tenga la capacidad necesaria.
4.- Las bobinas y los choques tienen que estar dimensionados para la potencia que tienen que soportar.
5.- Seleccionamos los relés, los instrumentos de medida, los conmutadores y el pequeño material, como interruptores, fusibles, ventilador, etc.
Una vez reunido el pequeño y gran material, se dimensiona el chasis teniendo en cuenta que los materiales que componen el amplificador requieren una posición determinada; no vale montarlo de cualquier forma, si esto no se respeta, el fracaso es seguro.
La práctica me ha demostrado que el circuito más delicado es el circuito de cátodo, osea, el choque y el circuito resonante de adaptación entre el transceiver y el amplificador, este circuito tiene que estar perfectamente diseñado y el método que empleo para su ajuste es el siguiente:
- En el circuito PI el condensador más alejado del equipo y el próximo al amplificador (el "load") ha de tener una capacidad aproximada de 1,5 pF por metro de la longitud de onda, es decir para 10 metros serían 15 pF. La bobina se lleva a resonancia con este condensador. El otro condensador tiene un valor de 1,5 veces el valor del condensador anterior. La mínima relación de ondas estacionarias en la línea del excitador se consigue variando la capacidad de este condensador, o retocando la bobina. El choque tenemos que tener la certeza que es capaz de cortar las frecuencias 30 MHz para abajo y que es capaz de soportar la intensidad de trabajo (que por cierto será grande). Yo les suelo fabricar con núcleos de ferrita. El conjunto de este circuito tiene que quedar metido en una caja totalmente cerrada.
En el circuito de placa, tengamos en cuenta que la conexión que une el electrodo de placa con el condensador de aislamiento y el de sintonia de placa que es variable y la bobina, tiene que ser extremadamente corta, porque si no se hace así el rendimiento en altas frecuencias es muy pobre, porque la capacidad parásita de ese conductor más la capacidad parásita de las válvulas se hace tan grande que imposibilita el funcionamiento en alta frecuencia. La bobina destinada a trabajar en 10 metros, así como la de 15 m., se fabrican con hilo de cobre de por lo menos 4 mm. de diámetro o también se pueden fabricar con tubo de 4 mm. de diámetro más o menos; las tomas de masa y las soldaduras tienen que ser perfectas. Este circuito; osea las válvulas, los condesadores variables y las bobinas del "pi" de salida los meto en una caja metálica fabricada de tal forma que circula perfectamente el aire para la ventilación de las válvulas.
Insisto, el mueble o caja metálica que encierra todo el conjunto del amplificador debe adaptarse a las medidas del amplificador, no el diseño del amplificador a las medidas de la caja metálica.
Este estudio presenta las características más relevantes que son necesarias tener en cuenta a la hora de fabricar el amplificador.
Podiamos estudiarlo más a fondo y más tecnológicamente, pero entonces no sería un pequeño estudio.
73 y DX de EA1GW