EINDTRAP, EXPERIMENTEN EN VERANDERINGEN (PC-500A, PC-500D, PC-520)

Voor Q504 en Q505 werden fabrieksmatig CTC CD2545, CTC A50-12 of CTC S70-12 gemonteerd!

Ter informatie worden hier originele schema's van twee eindversterkers getoond. Voor zover ik mij kan herinneren was, afgezien van het printontwerp, het PC-520 model vrijwel hetzelfde als een PC-500D. In tegenstelling tot het PC-500A type, heeft een PC-500D door Q507 een extra beveiliging tegen een slechte SWR.

Het bedradingplan van ATLAS 210x/215x.

Toen ik voor de eerste keer met een geleende Atlas-215x aan de gang ging, was hier nog maar weinig informatie over het apparaat ter beschikking. Het viel op dat het uitgangsvermogen op de laagste twee banden aan de lage kant was.  Omdat niet alle regelorganen goed toegankelijk waren, was een meer uitgebreid onderzoek nodig. Het bleek aan de eindtrap te liggen. Op print PC-500 kan een frequentie afhankelijke tegenkoppeling van transistor Q501 (MPS6514) geregeld worden met trimmer C505 (37–250 pF). Bovendien was de instelling van het eindtrapjes is nogal kritisch, vooral op de 80 en 160 m banden.

De fabrikant ontdekte dat ook en in latere versies werd de vaste condensator C505 (270 pF) vervangen door een trimmer. Later vond ik op internet een servicebericht over condensator C505. De fabrikant schreef dat het uitgangsvermogen 25% kan afwijken door spreiding in de eigenschappen van de eindtransistors. Sommige sets leveren 80 W terwijl anderen er 100 W uit gooien en het zendvermogen is kennelijk ook afhankelijk van C505. Door de onderlinge spreiding van onderdelen kon het eindtrapje wel eens oscilleren door teveel versterking op de lagere banden. Door C505 te veranderen was dat te verhelpen. Wordt R509 teveel ontkoppeld, dan kan de versterker oscilleren als er een antenne in plaats van een dummy load wordt aangesloten.

Mijn ervaring is dat het oscilleren ook al eens voorkomt met de bereikschakelaar op TRANS. DE S-meter wijst dan een hogere SWR aan. Vaak gebeurt dat instabiele gedrag ongemerkt en dat zal wel de reden geweest zijn dat bij veel van deze versterkers Q504 en Q505 de geest gaven. Het uitgangsvermogen op de andere banden neemt ook toe met een grotere waarde van C505. Als u meer vermogen op genoemde banden wenst, doe dat dan niet zonder een extra tegenkoppeling. Dat kan door het aanbrengen van één winding op T502 met naar elke collector (Q504, Q505) een 100 Ω weerstand. De stabiliteit van de versterker wordt beter en het uitgangsvermogen op 80 m wordt beperkt. De verkregen output van deze PC-500D hoeft niet representatief te zijn. Het in bovenstaande tabel bereikte resultaat werd behaald met C505 = 270 pF + 270 pF , maar uw versterker geeft mogelijk een nog beter resultaat op het bereik boven de 80 m band.

Met een 13.8 V voeding was de output:

Band

15

20

40

80

160

m

Unmod

80

80

80

65

50

W

Mod

80

100

100

100

100

W

Verder experimenteren met een extra condensator wees uit dat met 820 pF de output op alle banden bijna 100 W werd en op 160 m was dat ongeveer 80 W. Verder werd één winding toegevoegd aan de drie secundaire windingen van uitgangstrafo T503. In de tabel is het effect weergeven van beide veranderingen. Omdat de eigenaar weinig op 15 m en meer op 160 m werkte, werd in een later stadium vier windingen van dunner met Teflon geïsoleerd draad op T503 aangebracht. Hoewel het mogelijk is om zelfs tot 110–115 W output op te schroeven, is gebleken dat een schoon zendsignaal behouden blijft bij 80 à 90 W. Stel het maximum vermogen in met ALC of regel op de laagste frequentieband af op 80 W met condensator C505. Bij langdurig zenden met 100 W worden de ferriettrafo's te warm, een indicatie dat voor deze set 80 W al veel is. Wil men met meer vermogen zenden dan zijn grotere ferrietringen voor deze trafo's en andere eindtransistors aan te bevelen.

Als een versterker er op 80 m er veel uitgooit regel ik het vermogen terug. In deze versterker is dat gedaan met een extra tegenkoppeling (fig») van de stuurtrap Q503. Met een 1 kΩ potmeter en een 820 pF condensator parallel aan trimmer C505, werd het uitgangsvermogen zodanig afgeregeld dat er niet meer uit komt dan ongeveer 90 ΰ 95 W.

Als het koelblok met een ventilator gekoeld wordt, kunnen de originele Q504 en Q505 heel wat hebben. Tijdens mijn testen kon het langdurig geven van een draaggolf niet voorkomen worden, maar de ventilator heeft de transistors gespaard! Is het aan te bevelen om in een warme omgeving zoals een auto in de zon de versterker met een ventilator te koelen.

Uw versterker is beter beveiligd als u per band de ALC zodanig instelt, dat draaiend aan de ALC potmeter, het maximale vermogen per band net iets terugloopt.

PC500/PC520 MET ANDERE TRANSISTORS (Atlas-210 = PC520C, Atlas-215x = PC500/520)

Test Q503 = 2SC1969.

Test Q503 = 2SC1306 Q504, Q505 = 2SC2879.

DRIVER

Als transistor Q503 (40446) vervangen moet worden, heeft u een probleem. Het ontwerp van PC-500 was goed uitgekiend met zo weinig mogelijk (vier) versterkertrappen na het laatste bandfilter. In een Atlas wordt de versterking per trap optimaal ingesteld met het nadeel dat er bij de geringste verandering iets oscilleert. In een moderne transceiver is zo'n systeem meestal met in totaal 5 trappen uitgerust die elk ingesteld zij op middelmatige versterking. Hier werden twee eindtrapjes met defecte Q503, Q504 en Q505 onder handen genomen. De laatste twee werden vervangen door 2SC2879, maar voor Q503 werd nog geen goed equivalent gevonden. Als voor deze transistor verschillende typen CB transistors geplaatst werden, oscilleerde het versterkertje in combinatie met 2 × 2SC2879. Het gaat beter met de originele CD2545. Tot nu toe voldeden uit mijn eigen voorraad transistors een 2SC1306 en 2N3632 het beste, maar het uitgangsvermogen op 10 en 15 m was beneden peil. Bij beide transistors moest met tegenkoppeling het oscilleren onderdrukt worden. Verder werd de emitter direct aan massa gelegd. Een 2SC1969 deed het minder goed dan een 2SC1306. De laatste was een stuurtor voor het verouderde type 2SC1307. Een 2N3632 heeft het voordeel dat hij precies past in een van de schroefgaten van de originele transistor.

POWER TRANSISTOR (Atlas-210 = PC520C, Atlas-215x = PC500/520)

Twee 2SC2879 zitten in de eindtrap van een Kenwood TS50S HF transceiver en het type komt veel voor in HF lineairs en andere transceivers. Eeen TS-50 heb ik al 16 jaar en het apparaat wordt veelvuldig gebruikt voor proeven met antennes, antennetuners, dummy loads en HF lineaire versterkers. Ondanks al mijn verkeerde handelingen en montagefouten tijdens het testen hebben deze transistors alles nog steeds overleefd. Dat gaf mij de overtuiging dat zij mogelijk goede vervangers zijn van beide eindtransistors (Q504, Q505). Bovendien zijn 2SC2879's goedkoper dan oudere typen transistors die op internet als modificatie voor een Atlas worden aanbevolen. Eigenschappen: collector dissipatie 175 W/25°, levert 100 W op 10 m met 12.5 V voedingsspanning bij een minimum versterking van 13 dB!

Pas in juli 2006 ontdekte ik al surfend dat een Motorola MRF453 (niet een MRF453A) een vervanger kan zijn van de CTC 2545, CTC A50-12 of CTC S70-12 die in eindtrapjes van een Atlas voorkomen.

12.5V 28 MHz

Brand

Class

Pout

Ic-max

Gain (Gp)

MD3

Replacement for:

MRF453

Motorola

HF communication

60 W

15 A

13 dB

A50-12 CD2545

2SC2879

Toshiba

AB

100 W

25 A

13 dB

-24 dB

2SC2290

Toshiba

SSB

60 W PEP

20 A

11.8 dB

-30 dB

HF75-12

ASI

AB

75 W

20 A

13.5 dB

-30 dB

MRF454 SD1405

HF100-12

ASI

C

100 W

20 A

13 dB

-30 dB

HF50-12F

ASI

C

55 W

12 A

10 dB

-30 dB

SD1446

SGS

C

70 W 50 MHz

12 A

10 dB

?

NTE317

NTE

HF communication

70 W

15 A

13.5 dB

?

Als u weinig ervaring heeft met transistor eindversterkers dan raad ik u, gezien mijn ervaring opgedaan met 2 × 2SC2879, eigenlijk af om deze transistors in een Atlas versterker te plaatsen. Zonder de door mij aangebrachte tegenkoppelingen was het eindtrapje moeilijk stil te krijgen. Het lijkt het mij vooralsnog verstandiger om een van de originele types te verwerven of een ouder type transistor (misschien MRF453?) te monteren.

Goede vervangers zijn mogelijk: ASI type HF75-12, een Class AB & C HF Power Amplifier gespecificeerd als vervanger voor MRF454 & SD1405. Dissipatie 270 W/25°, bestand tegen een SWR = 20, levert 75 W op 10 m met 12.5 V voedingsspanning. Hetzelfde merk levert ook HF50-12F en HF100-12 maar zij zijn als klasse C getypeerd. Andere duurdere types die eventueel in aanmerking komen zijn: NTE317 en 2SC2290. Klasse C transistors kunnen vaak goed lineair werken als er voldoende ruststroom ingesteld wordt. Een SD1446 van SGS-Thomson komt veel voor in versterkers voor de CB band.

Omdat de vermelde transistors een stootje kunnen verdragen zijn zij in de tabel opgenomen, maar dat wil niet zeggen dat andere typen ongeschikt zouden zijn voor een Atlas set.

Bij wijze van experiment werden in eerste instantie de eindtransistors van een Atlas-215x vervangen om de versterker wat robuuster te maken. Gelukkig konden 2SC2879's zonder aanpassingen in plaats van de originele CTC CD2545 gemonteerd worden en was er nog maar net ruimte over voor de grotere uitgangstrafo T503. Van de laatste werd van de boven en onderkant een paar millimeter afgeslepen omdat er te weinig ruimte was tussen print en kast. Na montage in de Atlas-215x werd een voorlopige outputmeting gedaan. Later werden ook in een Atlas-210 2SC2879's geplaatst. Links een Atlas-210 met 2 × 2SC2879 en de originele breedband trafo's en rechts een Atlas-215x met 2 × 2SC2879 en groter formaat uitgangstransformator. Beide uitgangstrafo's werden voorzien van 4 secundaire windingen.

Atlas-215 2SC2879

CW

Class AB

Feedback Class AB

160 m

200 W

125 W

150 W

80 m

200 W

125 W

150 W

40 m

200 W

125 W

150 W

20 m

130 W

125 W

125 W

15 m

75 W

75 W

75 W

Het uitgangsvermogen was een verrassing want bij 12 V was het al veel en het werd 200 W bij 13.8 V! Dat komt omdat moderne HF transistors een hogere versterkingsfactor hebben dan de oudere typen. Er was echter flattopping bij SSB met meer dan 125 W uitgangsvermogen. Verder bleek dat op sommige banden een vorm van terugwerking optrad als de transceiver aan een antenne gekoppeld werd omdat vermoedelijk de nieuwe transistors te veel versterkten. Daarom (fig») werd een tegenkoppeling aangebracht van collector naar emitter. Met die maatregel waren beide verschijnselen verholpen en bij een voedingsspanning van 13.8 V kwam het uitgangsvermogen tot een niveau zoals dat in de tabel is weergegeven. En versterker met 2 × 2CS2879 kan volgens de specificaties 200 W leveren. Met maximaal 150 W bij 13.8 V/15 A is een Atlas over gedimensioneerd en daarom werd het daarbij gelaten. Eventueel is het vermogen met ALC terug te regelen tot ongeveer 50 W. Ook kan het vermogen beperkt worden tot ongeveer 100 W door bij de laatste stuurtransistor (Q503, 40582) één van de emitter weerstanden (1.1 Ω) los te solderen.

UITGANGSVERMOGEN (Atlas-210 = PC520C)

Ouput

12 V

13.8 V

Mod

2SC2879

80 m

60 W

90 W

100 W

140 W

40 m

58 W

90 W

95 W

130 W

20 m

55 W

84 W

90 W

115 W

15 m

48 W

74 W

85 W

100 W

10 m

20 W

40 W

54 W

20 W

Toen PC200A en PC300B afgeregeld waren, werd het uitgangsvermogen vastgesteld. In de tabel is te zien dat met een 1.5 V lagere voedingspanning de output met ongeveer 50% afneemt! Als u met een losse accu werkt zit u al gauw aan de opgegeven belaste voedingsspanning van 12 V. Het maximale stroomverbruik is dan 10 A en dan kunt u behoorlijk lang van zo'n voeding gebruik maken. Opgemerkt dient te worden dat de zender input tuning circuits (PC900A) nog niet waren afgeregeld. In dit setje werd dat nog uitgerust met vier afstembare bandfilters voor 15, 20, 40 en 80 m op de print. Die kringen kunnen alleen verstemd worden als de naastgelegen steekkaart PC100 met een haakse (speciale) plug uitgerust wordt. Naast PC900 zit op het chassis een toegankelijk bandfilter voor de 10 m band dat wel afgeregeld werd.

Het uitgangsvermogen op 10 m is nogal laag en vaak kan dat op één of twee banden verhoogd worden («fig) door spoelen van breedband in en uitgangstrafo's met een condensator in resonantie op te brengen op die frequenties. Dat is bij deze Atlas-210 gedaan aan de secundaire kant van T501 op print PC500. Monteer een 220 pF condensator van basis naar massa van de stuurtransistor Q503 (40582). Het effect is te zien in de tabel want de output vermeerderde op twee banden: 10 m, 40 W è 54 W en 15 m, 74 W è 85 W. Het hogere uitgangsvermogen op 40 en 80 m was al eerder bereikt door een nog betere afregeling dan de eerste keer. Bij het testen met een tweetoon generator leek het wel of de eindtrap bij laag vermogen een bepaalde drempel moest overwinnen. Dat lag niet aan de instelling van de ruststroom. Omdat over trafo T501 een 180 Ω (R513) dempingweerstand zat werd geprobeerd om de versterking van Q503 te verminderen zonder R513 en met een extra tegenkoppeling. Dat bleek een goede wijziging te zijn, de drempel was er niet meer en de output bleef vrijwel hetzelfde.

De CD2545 eindtransistors zijn goed bestand gebleken tegen een foutieve aanpassing of het ontbreken van een belasting. Waar zij niet goed tegen kunnen is een te groot stuurvermogen.

VERVANGEN MET 2SC2879

Door allerlei (langdurige) experimenten met het eindtrapje werd toch een CD2545 beschadigd want het uitgangsvermogen werd ongeveer 20% minder. Één van beide transistors werd duidelijk warmer en dat bleek ook de schuldige te zijn. Het oorspronkelijke plan om de "oude" transistors te vervangen door 2SC2879 werd uitgevoerd en het uitgangsvermogen is in de voorgaande tabel te zien. Hier werd een eerdere tegenkoppeling toegepast en dat systeem geniet mijn voorkeur.

 Een extra draad («fig) door alle ringkernen (T502) is één winding en vormt met beide 47 Ω/2–3 W weerstanden een tegenkoppeling van collector naar basis. Deze grijze draad ziet u op de foto uiterst rechts boven de windingen met blauw draad. Van belang is dat de twee weerstanden van 4.7 Ω die beide deel uitmaken van het ruststroomcircuit, parallel gemonteerd zijn of worden aan de basissen van de transistors. Op diverse PC500/520 printen zijn zij niet altijd door de fabrikant op dezelfde plek gemonteerd.

De bedoeling ervan is dat de Q van het ingangstrafootje gedempt wordt met ongeveer 10 Ω (4.7 + 4.7 Ω) zodat er minder kans is op spontaan oscilleren van de versterker en de output niet te groot wordt. Op de linkse foto ziet u aan de "kale" plek rechtsonder dat op veel printen van de PA de weerstanden aan de primaire kant van de ingangstrafo gemonteerd waren. Op mijn PC500C zijn volgens het schema verplaatst naar de secundaire tussen de eindtransistors. De oorspronkelijke onjuiste montage door de fabrikant heeft naar mijn mening veel defecte eindversterkers veroorzaakt. Als op uw PC500 deze weerstanden nog op de foutieve plek gesoldeerd zijn, is het verstandig om ze alsnog tussen basis en emitter te monteren!

De uitgangstrafo (T503) werd voorzien van 4 in plaats van 3 secundaire windingen. Het is nog niet gelukt om op 10 m er meer vermogen uit te krijgen dan 20 W zonder de schakeling drastisch te wijzigen met frequentieafhankelijke tegenkoppeling in alle trappen van de versterker. Kennelijk levert een 2SC2879 meer uitgangsvermogen dan een CD2545 maar heeft voor 30 MHz meer sturing nodig.

Q504 en Q505 werden vervangen door 2SC2879.

Verder werden in plaats van twee secundaire windingen op T501 voor een betere aanpassing drie windingen aangebracht en voor de zekerheid tijdens het experimenteren de eerste voorversterker Q501 vervangen door een 2N3866.

Het is een kleine moeite om 200 W output te halen op 40 en 80 m door bij voorbeeld de ontkoppeling van de emittor (R509) van Q501 (fig») te vergroten. In mijn Atlas-210 zat alleen een 1000 pF condensator zonder trimmer. Deze ontkoppelcondensator werd zelfs verkleind tot 560 pF om een gelijke output te verkrijgen van ongeveer 100 W op 80, 40, 20 en 15 m.

560pF//R509

80

40

20

15

10

m

Ouput

115

105

115

95

20

W

Het resultaat in de tabel werd verkregen nadat alle zender inputfilters op PC900A werden afgeregeld met behulp van een spectrumanalysator. Met zo'n meetinstrument heeft men voor het afregelen niet beslist een haakse connector nodig voor de ernaast gelegen PC100/120. In tegenstelling tot modernere uitvoeringen van PC900, heeft PC900A per band twee trimmers om de bandfilters correct in te stellen.