miércoles, 2 de septiembre de 2015

Amplificadores de RF con reja a masa

Hace algún tiempo me encuentro trabajando en un nuevo proyecto, el que consiste en la implementación primero o en una primera etapa como un Amplificador valvular para SSB multibanda HF quien una vez funcionara debidamente daría curso a una segunda etapa para transformarse como un etapa de RF de lo que seria mi nuevo transmisor de AM. Mirando el material que tenía disponible, recordé tenía cuatro válvulas un tanto desconocidas en el ámbito de la radio afición, se trataba de las válvulas de Phillips QE08/200. La idea era disponer las cuatro válvulas en configuración paralela. La QE08/200 es robusta, de baja tensión y alta corriente de trabajo, es un tetrodo. Rápidamente comencé a trabajar en en la construcción del gabinete, siguiendo la máxima que dice "La función determina la forma", continué proyectando los transformadores y la respectiva fuente de poder.

Una vez que todo estaba dispuesto, las bases de las válvulas ya casi estaban instaladas, debía comenzar al cableado de la circuiteria correspondiente al tipo de amplificador, cuatro válvulas en paralelo.......que potencia entregaría ese artefacto, pensaba !!!!. Cuando ya casi, cautin en mano estaba listo a soldar los primeros componentes en las bases de los mencionados tubos llego hasta mi mente una serie de preguntas inquietantes ¿la excitación seria por grilla o por cátodo? ¿si era por grilla que hay de aquello respecto a las autoscilaciones indeseadas o parásitas?¿triodo o tetrodo? ¿reja a masa? ¿excitación por cátodo? en definitiva ¿que? y ¿porque?. Bueno a estas alturas todos quienes ya tienen algo de experiencia en la construcción de amplificadores de RF de potencia, digamos potencia considerable, prefieren trabajar con el sistema denominado "AMPLIFICADOR CON REJA A MASA" sostienen que dicha configuración esta exenta de los problemas propios de los sistemas acoplados a alta impedancia como lo es la excitación por grilla. También es conocido que aun cuando se tienen disponible Tetrodos o Pentodos, los mismos son tratados como si fuesen Triodos, simplemente en la configuración reja a masa toman cuanta grilla encuentren y las juntan en el plano de tierra o GND respectivo.

Obviamente un sistema tradicional con excitación en alta impedancia o atravez de la grilla de control es fácil de comprender pero al mismos tiempo muy difícil de hacerle funcionar de forma optima cuando no se tiene la experiencia y los conocimiento adecuados. En esta configuración no son menores los problemas cuando se trata de neutralizar correctamente el dispositivo no lineal, pero en síntesis, es repito muy fácil de comprender como trabaja dicha configuración. En cambio mucho mas común es ver una disposición de reja a masa aún cuando la generalidad de las personas que arman dicha configuración tienen escasa idea de saber a ciencia cierta como es que trabajan dichos sistemas. Es facíl dicen, solo debes preocuparte de conectar la o las grillas a tierra, excitar el cátodo y tener un buen circuito para acoplar la placa a la carga y bueno obviamente polarizar el cátodo correctamente para los modos de Rx y Tx .......y ya está todo se hace muy rápido y con mínimo esfuerzo..........que idea mas equivocada !!!!!! cuando he preguntado a alguien si me puede explicar como es que funciona en RF un amplificador excitado por cátodo o reja a masa miles de grillos se escuchan, el silencio es eterno y lo que parecía tan fácil en la practica, deja de serlo.

La cuestión en primera instancia consiste en saber como es el recorrido que la RF efectúa o dicho de otra forma como está cerrado el circuito de RF en este tipo de amplificador. Las siguientes figuras acusan como es que funciona este tipo de circuito, solo basta con mirar detenidamente y bueno las palabras sobran.



Como decimos en mi tierra "Aquí está la madre del cordero" dicho así entonces me decidí a trabajar esta última configuración. A si, ahora esta claro !!! o no ???.........mmmmm pensé nuevamente, pero si estaba claro, pero y la impedancia de entrada de cuanto es ????. Llegado hasta aquí me sumergí en cuanto texto y Handbook tenia a la vista y todos repetían la misma tontera " la impedancia de entrada es baja del orden de 60 a 300 o mas ohm" pero cuanto, a ciencia cierta cuanto? 61,5 ohm 326,3 ohm ¿cuanto exactamente cuanto? por mas que busque no encontré nada de nada que pudiese dar luces de mis inquietudes, las que por formación abordo, no para hacer mas difíciles las cosas, sino para manejar las situaciones de forma correcta y consensuada. Ante la falta de información de llegar, tomar y aplicar me decidí a establecer un largo camino que proporcionara una idea mas acabada del problema, de tal forma de obtener el conocimiento necesario que permitieran saber que es lo que realmente estaba haciendo. Lápiz y calculadora en mano comense a escribir una serie de ecuaciones de equilibrio que permitieran llegar a los resultados esperados, la tarea no fue fácil en principio, pero después de analizar detenidamente el circuito propuesto la cosa se hizo mas amigable y en definitiva obtenía los resultados esperados y ahora si sabia cual era la impedancia de entrada a ciencia cierta de la entrada o excitación por cátodo. Maravilloso me dije y de verdad que en la red no había logrado encontrar nada al respecto. Después de meditar de todo lo acontecido, tenia la inquietud de saber si alguien mas había profundizado en esta materia, cambie la forma de búsqueda de información y después de muchas horas de navegar  por fin obtenía resultados y que los mismos eran tal cual yo había antes anticipado.

En atención a lo obtenido entonces comparto la información recavada, seguramente a mas de alguna mente inquieta le podrá servir.

 información técnica clic aquí

algunas imágenes del proyecto:









4 comentarios:

Unknown dijo...

Excelente tu trabajo amigo te felicito, sobre todo el hecho de no tragar entero y hacer un diseño de ingeniería con matemáticas, me pocrias explicar como esta construido el choke rf?

Daniel Morales dijo...

Luis en pocas palabras la idea del choke de rf es que sea una fuente de alta impedancia a la frecuencia de trabajo, de tal manera que la misma sea un camino difícil de recorrer por la señal amplificada y que ella entonces no termine en la fuente de que alimentación de la placa de la válvula. Entonces la tarea es determinar un impedancia tan alta como sea posible que en términos de concepto sea "infinita", claro que sabemos que nada es regalado y que todo tiene un costo y que si instalamos un choke muy grande tendremos el inconveniente de las capacidades asociadas entre espiras y ello podría terminar por malograr los resultados esperados y que el conjunto de LC en dicho choke mas alguna inestabilidad de operación del amplificador, termine por ser un lindo oscilador de alto nivel. Pareciera ser que un compromiso de entre 5 a 10 veces la impedancia de carga es un buen valor.........respecto de la construcción del choke, el está hecho sobre una forma de 30 mm de diámetro por 150 mm de longitud y el material es Technyl. Sobre esa forma bobine el alambre de tal manera de obtener los 200 uhy que requería.

sistecom dijo...

Prospero y Feliz año 2020. Lei en forma muy interesada los artículos sobre amplificadores reja a masa llevado precisamente por la inquietud de como determinar la impedancia de entrada no en forma empirica. En una primera busqueda, recorriendo circuitos de equipos comerciales me llamo la atención en un amplificador lineal GLA1000B construido con cuatro compractones de deflexion horizontal de TV color con la reja 1 de control conectada directamente a cátodo el cual se polarizaba e ingresaba la señal de excitacion. Desde ya las rejas 2 y 3 a masa.
Comence a conjeturar guiado por la distancia de los electrodos entre si y como posibilidad de simular lo más cercano posible a un triodo,
Tiene en claro cual es la ventaja u objeto de tal disposición?
Muchas gracias y exitos.

LU3AGI

sistecom dijo...

Por lo que pude ver si se conecta la reja de control al cátodo reduce la corriente de placa sin señal y puede tener el efecto de reducir la potencia que tiene que disipar la reja de control. Se ha observado que cuando están las tres rejas unidas y puestas a masa para continua en los picos se sobrecarga la Reja 1.
De unirse la reja 1 con el cátodo como el Deltron Gla1000b habria que polarizar cátodo aunque quedaría una posibilidad, levantar la reja 2 y 3 de masa para la continua e ingresar tensión negativa en esas rejas y llevarlas a masa con capacidad para la señal.

LU3AGI