Op een Dag van de RadioAmateur in Apeldoorn heb ik eens een geopende Heathkit SB-200 lineair gezien. Dit type is omstreeks 1965 op de markt gebracht en wordt nog bij veel zendamateurs gebruikt. Het antennerelais wordt met een negatieve spanning van ongeveer 120 V door een transceiver geschakeld en moderne sets (zonder relais) zijn niet allemaal geschikt als stuurzender. In dit artikel wordt dat nog besproken. Opengeklapt ziet de inhoud van deze versterker er ruim opgezet uit en daarom leek het geschikt om als ombouwproject te dienen voor Russische buizen GU-43B, GS-35B en GI-7B. Regelmatig heb ik dan ook uitgekeken naar een gebruikte versterker voor een redelijke prijs en onlangs is via eBay een SB-200 uit Duitsland gekocht.

Dat blijft een gok en het eerste dat hier gecontroleerd wordt, is transformator en meters omdat andere onderdelen meestal wel te vervangen zijn. De buitenkast had gelukkig geen deuken of diepe krassen, alleen waren er op sommige plaatsen kale plekken en de frontplaat vertoonde slijtagepleken rond de twee grote knoppen. Mijn versterker mist een grote knop en daarvoor is (fig») door een vorige eigenaar de knop van REL PWR SENS gebruikt. Na een schoomaak en controlebeurt zag alles er weer gaaf uit, ook trafo en meter waren in orde. Later bleek dat ook de twee buizen evengoed waren als mijn eigen 572B's van een andere eindtrap. De buitenkast is een soort koffermodel met openklapbaar deksel en de binnenhoogte is 15.5 cm. Helaas bleek er slechts een 10.5 cm hoge ruimte te zijn in het gedeelte waar de twee 572B zendbuizen horizotaal gemonteerd zitten in de binnenkast. Zonder veel zaag- en breekwerk is het niet mogelijk om een GU-43B of GS-35B te monteren. Alleen 2 × GI-7B kan maar of er meer uit komt dan met de oorspronkelijke buizen wordt betwijfeld. Daarom is voorlopig besloten om de versterker in goede werkende staat te brengen door veranderingen, eventueel met nieuwe componenten. Al lezend zult u merken dat er veel geëxperimenteerd is en wellicht zijn er modificaties bij die u ook nuttig vindt.

Dit artikel bestaat uit vier delen:

–Deel 1 omvat modificaties die naar mijn mening een goede toevoeging zijn op het oorspronkelijke ontwerp.

–Deel 2 beschrijft een mogelijke uitbreiding naar de 160 m band. Deze mod werkt maar is nog niet ingebouwd.

–Deel 3 gaat over een behoorlijke verandering van het ontwerp zoals dat door mij ontworpen is. De versterker is in zijn huidige vorm volgens dat schema omgebouwd inclusief de modificaties van deel 1.

–Deel 4 geeft algemene informatie.

Deze moderne typen zijn zo klein dat er zelfs onder het chassis plaats voor is! Dan kan de ruimte waar het oude spul gemonteerd was mogelijk gebruikt worden voor iets anders: een andere gloeistroomtrafo of een andere buis. Als de pertinax printplaat verwijderd wordt is de 15.5 cm inbouwhoogte gelijk aan de binnenafmeting van de buitenkast.

Het was niet nodig om de gelijkrichtdiodes te vervangen. Deze serieschakeling is opmerkelijk omdat vroeger altijd elke diode overbrugd werd met weerstand en condensator. Met de huidige verbeterde fabrikageprocessen van diodes is dat niet meer nodig maar vroeger was het een standaard schakeling.

WEERSTAND EN ZEKERING IN ANODE

In elke versterker wordt hier als eerste maatregel een weerstand en zekering in de toevoerleiding naar de anode (fig») geplaatst. Dat bleek weer eens een goede beveiliging te zijn want binnen 5 minuten nadat de lineair in bedrijf was ging er een flits door één van de buizen. De zekering was kapot maar de buizen mankeerden niets. Met te veel sturing gebeurde later hetzelfde maar toen lag ook de 10 W weerstand eruit en weer bleven de buizen heel! Als u 10 W te weinig vindt, monteer dan een steviger model. Zelf gebruik ik zo'n weerstand als tweede zekering en wordt zonder bezwaar wat vaker vervangen tijdens het experimenteren. Een paar dagen erna, de versterker was niet gebruikt, bleek na het inschakelen dat de zekering weer doorgebrand was. Met deze buizen komt dat in de beginperiode, als zij lange tijd niet gebruikt zijn, regelmatig voor. Later als een versterker goed werkt en stabiel is brandt de zekering nog maar zelden door. Als u de extra weerstand ontkoppelt met 4.7 nF/3 kV dan vormen beiden een extra filter.

Vergroot de ontkoppelcondensator C10 (1 nF,3 kV) van smoorspoel RFC1 met nog een condensator van 4.7 nF/3 kV. Door een verbeterde ontkoppeling zal er meer output zijn op de 80 m band.

C12 (20 nF) staat normaal over de gloeidraad smoorspoel maar kan beter verplaatst worden zoals in mijn schema is aangegeven.

BESCHERMEN METER

Een tweede maatregel die meteen gedaan wordt met elke versterker is het beschermen van meter(s) met twee minimaal 3 A antiparallel geschakelde («fig) diodes. Zij moeten HF ontkoppeld worden met minstens 10 nF. In plaats van twee diodes kan ook een brugcel volgens bijgaand schema gemonteerd worden.

Een derde verandering die zo snel mogelijk aangebracht wordt is een zogenaamde soft start of inschakelvertraging. Zo'n systeem beschermt diodes en gloeidraden en maakt het mogelijk om een kleinere zekering aan de ingang van de voedingstransformator te plaatsen. Één van de vorige eigenaars was zo verstandig om dat al aan te brengen. Een beschrijving daarvan of een van een ander schema moet nog voorbereid worden.

De ingangsplug voor verbinding met de stuurzender is een tulpplug die onmiddellijk vervangen is door een BNC chassisdeel. Het gat heeft daarvoor de juiste diameter en er hoeft dus niets geboord of gevijld te worden. Dat kwam mij goed uit want hier wordt vanwege het vele experimenteren zoveel mogelijk met BNC connectoren gewerkt.

METEN HOOGSPANNING

De condensator van 1 – 1.5 nF kan vergroot worden voor nog meer output maar dan wordt de aanbevolen anodestroom overschreden. Bovendien verandert de ingangsimpedantie van beide 572B's aanmerkelijk en wordt het moeilijker om met de ingangskringen de SWR op een acceptabele waarde af te regelen.

De aanwezige mica 200 pF ontkoppelcondensators van de roosters waren qua formaat aan de krappe kant voor HF stromen die zij moeten verwerken. Tijdens het experimenteren ontstond in één ervan (fig») een kortsluiting. Dat is niet zo best voor de 120 volt negatieve voeding en tijdens ontvangst is de spanning te laag om de buizen volledig dicht te drukken. Het is verstandig om de oude exemplaren te vervangen door condensatoren van ten minste 250 VDC die een behoorlijke HF stroom kunnen verwerken. In mijn versterker heb ik ouderwetse keramische buistypen geplaatst van 1.5 nF/1 kV. Monteer ze met zo kort mogeljike draadeinden zo dicht mogelijk bij een buis.

INPUT CIRCUIT

Na het aanbrengen van eerder vermelde veranderde aarding van de roosters zijn de input circuits met kern en condensators zo goed mogelijk afgeregeld op een zo laag mogelijke SWR in het midden van elke band.

Niet vergeten moet worden dat alles afhankelijk is van de wijze waarop een bedrading aangelegd is. Vooral op de hogere banden kan dat bij u anders uitpakken voor een goede SWR. Het gemakkelijkste is als u tijdelijk of permanent 100 pF keramische of (gele Philips) kunststof trimmertjes gebruikt om de kringen af te regelen. Deze typen kunnen zonder problemen een HF stuurspanning van 100 W verdragen.

Na verschillende goed werkende circuits voor 10 en 12 m geprobeerd te hebben was ik nog niet tevreden want het moet met een pi-filter goed lukken. De zelfinductie van L1 is eigenlijk te klein en dat is uiteindelijk vergroot naar ongeveer 620 nH door L1 (3 wdgn) te vervangen door een spoel van 6 windingen van 1mm dik draad. Maak eerst op een 9 mm boor een spoeltje zodat het daarna klemmend op de pertinax vorm geschoven kan worden. Fixeer eventueel met een druppel secondenlijm. Merk op dat C38 vervangen is door 100 pF. Door goed af te regelen kan men SWR < 1.2 op 10 en 12 m bereiken, zelfs SWR = 1 op één van beide banden is mogelijk.

INPUTCIRCUIT 15 m

Het zal opgevallen zijn dat het draaien aan de kern bij 10 en 15 m niet zoveel invloed heeft. Dat komt omdat er op die banden teveel capaciteit aanwezig is door bedrading en de wijze van monteren. Door het monteren van een pi-filter (2 × 150 pF + L) wordt die capaciteit een onderdeel van dat circuit en is de SWR minder afhankelijk van genoemde coaxkabel. C36 is dan 150 pF minus strooicapaciteiten. L2 moet ±750 nH zijn en dat wordt bereikt met 10 windingen van 1 mm draad in plaats van de oorspronkelijke 5 windingen. Als u ook mijn 20 m modificatie aanbrengt kunt u zich werk besparen door het 20m spoeltje L3 (10 wdgn) voor 15 m te gebruiken en L2 (15 m) over te wikkelen. Door aan de kern van L2 te draaien en C 36 te veranderen is een SWR< 1.3 op 15 en 17 m te verkrijgen. Een goed compromis dat bij mij toevalligerwijs met de originele C 36 = 76 pF bereikt werd. Regelt men 15 m af op SWR = 1 dan wordt dat op 17 m SWR > 1.3. Een heel gedoe maar het loont de moeite (vind ik) als men bedenkt dat één ingangscircuit dienst doet op twee banden. Het eenvoudigste is om in het midden van de 15 m band af te regelen op SWR = 1 en daarna over te schakelen op 17 m en dan met een trimmer (C36) op SWR < 1.5 in te stellen.

INPUTCIRCUIT 20 m

In mijn SB-200 wordt bij het zenden of testen op 20 m de draad en kern van L3 na een paar minuten heet en een trimsleutel van kunststof bleef zelfs in de kern plakken. De Q van deze ingangskring is vermoedelijk te hoog en door wijziging van het pi-filtercircuit is dat omlaag gebracht («fig) met 100 pF op de plaats van C34 (200 pF) en de laatste wordt gebruikt om C33 (360 pF) te vervangen. Het windingaantal van L3 moet vermeerderd worden tot 13 windingen voor ± 1.2 µH. L3 heeft 10 windingen en het eenvoudigste is om deze 15 m spoel op de plaats te monteren van L2 (20 m) voor de modificatie van het 15 m inputcircuit.

De 15 m spoelvorm kan dan met 13 windingen gebruikt worden voor deze 20 m modificatie. De 20 m spoel wordt nu minder snel warm maar is toch meer dan normaal hoger in temperatuur dan de spoelen van de andere banden. Het is mij nog steeds niet duidelijk waarom dat zo is.

Als in mijn versterker alle ingangskringen zo goed mogelijk afgeregeld zijn kom ik op een eindresultaat dat voor de (fig») duidelijkheid in één overzicht is afgebeeld.

GLOEIDRAADSMOORSPOEL

Een nadeel is dat de ingangskringen opnieuw afgeregeld moeten worden voor een lage SWR en dat de invloed het grootst is op 40 en 80 m. Merk op dat C32 (310pF) van de 40 m kring is vervangen door 240 pF en dat C30 (470pF) van de 80 m kring is vervangen door 440 pF.

De aarding van de tuning condensator C25 is in feite afgeschermd door de achterwand en HF stromen moeten een omweg maken om de geaarde stuurroosters te bereiken. Daarom is een directe verbinding met een dikke draad gemaakt van C25 naar het aardpunt dicht bij de buisvoeten. C26 wordt met de bandschakelaar geaard aan de frontplaat en dat is veranderd met een dikke draad naar het frame van C25. Het een en ander is op de foto's en tekening in rood gemarkeerd.

REDUCTIE STUURVERMOGEN

Voor zo'n oud beestje geen slecht resultaat, toch? Eigenlijk is het uitgangspi-filter op de 15 m band beter geschikt voor 12 m maar het inputcircuit van 15 m geeft op 12 m een veel te hoge SWR. Als het circuit speciaal voor 12 m afgeregeld wordt, komt er op die band 700 – 750 W uit deze versterker.

Door spannigsverdubbeling in de HV voeding zijn anodespanning en uitgangsvermogen sterk afhankelijk van de momentele netspanning. Bij mij kan dat wel 100–150 W in output schelen. Soms zelfs 200 W omdat de spanning gemeten aan het stopcontact bij belasting door de lineair zakt naar 220 VAC!

ROOSTER ONTKOPPEL CONDENSATOR

Er was het voornemen om deze versterker geschikt te maken voor 160 m met een Pi-L anodecircuit en een apart ingangsfilter. Het zal opgevallen zijn dat de loading-condensator (C28A, C28B) niet een ontvangertype is maar een exemplaar dat een grotere plaatafstand heeft. Daarom is bedacht dat deze condensator best geschikt zou kunnen zijn voor een Pi-L filter. Dat bleek ook zo te zijn maar de zelfinductie voor 80 m was te klein om te dienen als deel van een 160 m Pi-L filter. Ombouw gaat wel maar is behoorlijk ingrijpend en daarom is er toch maar vanaf gezien. Om het eenvodig te houden is gekozen voor een pi-filter met een Q = 5 in plaats van een Q = 10 voor 160 m. Er kan dan volstaan worden met een klein relais voor het ingangscircuit en een groter relais om een 160 m spoel kort te sluiten of een condensator bij te schakelen. Voor 160 m wordt een spoel met ringkern in serie bijgeschakeld. Dat heeft geen uitwendig veld en maakt een compacte bouwwijze mogelijk. Montage kan onder het chassis bij de opening naar de loading condensator. Daar hoeft alleen de verbinding van spoel naar bandschakelaar onderbroken te worden om een verbinding naar de extra spoel te monteren. Het schema is een voorlopig ontwerp dat nog in een teststadium verkeert. Bij veel experimenteren krijgt men te maken met een vorm van bedrijfsblindheid en worden zaken over het hoofd gezien of vergeten. Toen ik voor de eerste keer de anodesmoorspoel zag, dacht ik die is vrij klein, moet ik toch eens opmeten, is dus niet gedaan. Het lukte maar niet om op 160 m meer dan 150 W output te halen, ondanks mijn ervaring met de dimensionering van uitgangscircuits. Tot mijn oog viel op de kleine smoorspoel (50 µH) en dat had ik kunnen weten want een te lage zelfinductie was bij een eigenbouw versterker ook al eens voorgekomen. Even een tweede smoorspoel in serie gezet en er was al 500 W output! Geen slecht resultaat want op dat moment was de lichtnetspanning zo laag dat er maar 600 W op 80 m uit kwam. Bovendien werd de 80 m ingangskring gebruikt door met een tuner af te regelen op SWR = 1 voor 160 m. De roosterstroom is minder dan op de andere banden en het zou mij niet verbazen als de gloeidraadsmoorspoel voor 160 m ook een te kleine zelfinductie heeft. (inmiddels gemeten, is maar 10 µH)

Er zijn twee goedwerkende pi-filters (fig») voor 160 m getest. In figuur a betreft het een circuit met een Q factor van ongeveer 5 met het voordeel dat de totale tuning capaciteit voor 80 m (C25 + C26) wordt gebruikt en alleen een extra condensator parallel aan de loading (C28A/B) erbij komt. In figuur b is de Q factor ongeveer 10 en dan moet er aan de tuning condensator niet alleen 100 pf (C26) maar ook nog 250 pF parallel geschakeld worden.

EENVOUDIGER ONTWERP VOOR 160 m

Op internet wordt aanbevolen om het LC–ingangscircuit voor 80 m te wijzigen in een PI–filter. Hoewel ik ook niet zo'n voorstander ben van een LC kring aan de ingang, moet ik vaststellen dat het circuit op die band in mijn SB-200 goed werkt. Aan de bandgrenzen is de staande-golf-verhouding slechts SWR = 1.2. Waarschijnlijk werkt zo'n LC–kring ook goed in het kleine 160 m bandje. Een uitbreiding naar 160 m kan dan vereenvoudigd worden door de 80 m spoel (L5) als een gedeelte van een 160 m spoel te laten werken. Het een en ander is verwerkt in het ontwerp hiernaast maar moet nog getest worden op zijn praktische werking voor de vereenvoudige ingangskring. De ringkernspoel van 13 µH kan gemaakt worden met een AmidonT200-2 ringkern (of groter model) met 32 à 33 windingen. 

De nieuwe ALC schakeling geeft een spanning af van 0 tot ongeveer –35 V. Condensator C3 is door een nieuw en kleiner formaat vervangen. De overspanningsbeveiliging (SG) is een op een neonlampje lijkend type van Siemens. In de testperiode is SG niet gebruikt en er is toen niets misgegaan maar bij de definitieve ombouw is deze arrestor voor de zekerheid toch maar gemonteerd (hoek onder links op de foto). Voor montage van alle onderdelen is de draadsteun bij de buisvoeten verplaatst naar de onderkant dichtbij de ventilator. De luchtverplaatsing van beneden naar boven koelt de beide transistoren.

Omdat er bij een aantal lineairs voor de amateurmarkt anodes van 572B's gevoed worden met ongeveer 2700 VDC, is dat bij deze versterker ook gedaan door het inbouwen van een scheidingstransformator 230 VAC/0.6 mA.

Zoals eerder gemeld kan daarvoor de ruimte gebruikt worden waar onder andere de oude elco's geplaatst waren. Een hier aanwezige trafo die aan de eisen voldoet past er ruim in. Deze tweede trafo wordt opgenomen in serie met 800 VAC van het (fig») spanningsverdubbelingscircuit. Met een eventuele schakelaar kan men kiezen uit normaal vermogen of "turbo" output. Vanwege de hogere anodespanning moet het condensatorpakket uitgevoerd worden met 8 × 220 µF/400 V. Met een externe voeding is een proef gedaan met deze verhoogde anodespanning en met "key down" kwam er ongeveer 125 W meer uit en met SSB was dat 200 W PEP. Dat is niet bepaald spectaculair maar de negatieve roosterstroom werd een stuk minder en dat betekent een betere instelling van de buizen. Na het inbouwen van de extra trafo is het uitgangsvermogen gemeten met key down en bij een optimale lichtnetspanning: 2250 VDC met 850 W output op 80, 40, 20, 17 en 15 m, 750 W op 10 m en 725 W op 12 m. Met SSB was de gemiddelde gelijkspanning 2550 VDC en dat is, bij een rendement van 62%, een PEP output van ongeveer 950 W. Bij telegrafie met een serie snelle punten was de gemiddelde spanning 2450 V. Met 50 W van de transceiver kwam er nog 600–650 W uit deze "opgevoerde" SB-200. Onbelast was de anodespanning 2950 VDC. De ingangs SWR veranderde weinig en ook aan de instellingen van tuning en loading condensatoren hoefden niet veel veranderd te worden. Het voordeel van deze hogere anodespanning is dat de output nu stabieler en minder afhankelijk is van variaties in de netspanning. Overigens is het verstandig om het draaggolfvermogen te beperken tot 800 W output.

De eigenschappen van de originele gelijkrichtdiodes zijn mij onbekend maar in de test met de verhoogde anodespanning bleven zij heel. Uit voorzorg zijn zij echter vervangen door 10 × BY225 (1300 V/3 A). De ombouw duurde langer dan verwacht omdat er toch noch geschipperd moest worden met de ruimte om een nette ombouw te realiseren. Op de foto is te zien hoe de transformator gemonteerd is en acht condensators hun plaatsje gevonden hebben onder de meter tussen transformator en frontplaat. Alle acht zijn met hun parallelweerstanden op een epoxyprint gemonteerd die zodanig geplaatst is dat vier elco's boven en vier elco's onder het chassis uitsteken. Een print met diodes en meetweerstanden is bevestigd in het chassis onder de extra transformator. Nadat alle ingangskringen nog een keer waren gecontroleerd door aan de kernen te draaien was de SWR als volgt:

Met twee nieuwe buizen en 221 VAC is de output 800–900 W bij key down.

Omdat in- en uitgangsimpedanties van een versterker met SSB/CW of key-down niet aan elkaar gelijk zijn zal de SWR in beide omstandigheden ook anders zijn. U kunt u voor spraak en telegrafie nog een fijnregeling voor de SWR toepassen. U seint zo snel mogelijk punten met een (electronische) seinsleutel en kijkt dan naar de SWR meter. Waarschijnlijk ziet u dat de naald toch enige uitslag vertoont. Als dat zo is regelt u het ingangscircuit af tot de naald bijna niet meer beweegt.

(EXTRA) VENTILATOR

De originele ventilator kan gesmeerd worden en het verdient aanbeveling om dat ook regelmatig te doen. Bij mij voldoet de koeling goed ook met de verhoogde anodespanning tijdens de langdurige testen. Er worden door mij voldoende pauzes ingelast om af te koelen. Hoewel een versterker bij mij in de praktijk weinig of kortstondig gebruikt wordt heb ik als proef een kleine 12 V ventilator met een tweezijdige plakstrip naast een buis («fig) geplaatst om de lucht onder de buizen weg te blazen. Daarna is de ventilator liggend onder de buizen naast de propellor van de originele ventilator gezet. Dat ging goed alleen op de 15 m band ging het toerental achteruit door HF straling.

Ten slotte is een PC ventilator (6 × 6 × 2.5 cm) aan de motor van de andere (fig») ventilator vastgemaakt met twee eraan gesoldeerde messing strookjes.

De voeding is verkregen door gelijkrichting en verdubbeling van de 6.3 VAC gloeidraadspanning. Merk op dat plus- en minpolen "zweevend" zijn. Voor normaal gebruik lijkt mij deze plaats van de assisterende ventilator een goede oplossing zonder al te veel veel mechanische bewerkingen. Als u van plan bent om deze PA veel en langdurig te gebruiken, is het misschien verstandiger om op de kast boven de buizen een externe grotere ventilator te laten asssisteren. Dat is het meest effectieve middel en gemakkelijkste methode. In artikelen op internet vervangt men de bestaande ventilator door een krachtiger 120 VAC type op dezelfde plek of men vervangt door een gelijkwaardig 12 V type.

De apparatuur van Heathkit heeft een aparte groene kleur die maar zelden kant en klaar te koop is. In de USA worden spuitbussen te koop aangeboden voor $9 – $12. Toen ik onlangs aan het winkelen was bij Praxis zag ik dat zij een huismerk voor verven en lakken ingevoerd hebben onder de naam: DE KEUZE VAN PRAXIS.

In de afgelopen jaren werden hier alleen 2dehands buizen van het merk CETRON aangeschaft en zij worden naar tevredenheid gebruikt in mijn versterkers.

Slechts één keer heeft een Duitse zendamateur (uit voormalig YU) mij een 572B geleverd met («fig) los zittende voet en een defect vacuüm.

Bij mij krijgen deze (Chinese?) zendbuizen er behoorlijk van langs tijdens het veelvuldig experimenteren, langdurig proberen en testen zonder dat zij het af laten weten. Het zijn echt sterke buizen en zeer geschikt voor zelf te bouwen lineaire versterkers. De gegevens die ik gevonden heb over CETRON 572B's staan in tabel hiernaast en voor zover ik kan nagaan zijn het specificaties voor ICAS toepassingen.

Uit de tabel blijkt dat twee buizen met maximaal 60 W uitgestuurd mogen worden. In de praktijk zijn er allelei verliezen door constructie, montage en componenten en dan kan 60 W te weinig zijn. Met ongeveer 100 W uit een set zit u redelijk aan een effectief stuurvermogen van ongeveer 60 W maar dat is eigenlijk alleen goed te zien op een scoop of dat net niet teveel is.

Vaak ook is dat hoge uitgangsvermogen niet mogelijk omdat in van veel versterkers de anodespanning in elkaar zakt bij volledige uitsturing.

Als de ruststroom lager wordt kan dat een signaal zijn dat de emissie van één buis of van beide aan het afnemen is. Tegelijkertijd wordt de SWR tussen transceiver en versterker steeds slechter. Als u aanstuurt met een continue draagggolf (key down) tot de buizen rood worden is te zien welke buis aan het verslijten is. De slechtste buis wordt niet zo rood als het goede exemplaar.