AMPLIFICATEUR 800 watts  50 MHz   2 x GI7b

          Avec l’ouverture prochaine de la bande 50 MHz en France, l’heure est venue pour les OM Français de s’activer pour être opérationnel dès que le " top " sera lancé par les autorités. Il s’agit pour l’instant d’écouter pour ne pas dire " scruter " la bande des 6m qui se situe entre la bade HF et la bande VHF, donc, assez particulière en matière de propagation et non moins surprenante.

La description qui suit permettra à l’OM averti de construire son PA 6m mais aussi de modifier un vieil ampli CB qui possède dans ses entrailles une bonne partie des composants nécessaires.

Le choix des tubes s’est porté sur une paire de triodes Russes GI7b qui coutent vers les 20 euros pièce sur le marché du neuf et la moitié d’occasion. Ce sont des tubes bon marché mais dont le gain est intéressant et la mise en œuvre assez facile pour le bricoleur.

De plus, ils fonctionnent avec une tension plaque entre 1500V et 2200V, les amplificateurs CB qui utilisent des EL509 ou EL519, fonctionnant sous 1000V environ sont parfaits avec un doubleur de tension.

Les modèles d’ampli CB à 1 X EL519 ne conviennent pas (pas assez puissant pour une GI7b)

Les modèles à 2 X EL519 (Zétagi BV135) ou 3 X EL519 (Zétagi BV603) conviennent pour 1 X GI7b

Les modèles à 4 X EL519 (Zétagi BV2001) ou 5 X EL519 conviennent pour 2 X GI7b

        Ci dessus, l'amplificateur Zétagi BV2001 en cours de démontage

1/ le schéma :

Le schéma est vraiment très simple : le montage est un montage en grilles à la masse faisant appel à deux tensions : celle des filaments (12,6V) et d’une tension anodique de 2000V. La HF arrive sur les cathodes via une capacité de liaison au mica de 10nF 1500V, pas besoin de circuit d’adaptation d’impédance car l’impédance d’entrée des deux GI7b en parallèle est très proche des 50 ohms conventionnels de nos TX et en pratique le ROS entre TX et ampli ne dépasse pas 1,3/1.

2/ Nomenclature des composants :

R1 : 1k ohms 2w

R2 : 560 ohms + 560 ohms + 680 ohms 10w chacune montées sur une platine à proximité du flux d’air.

R3, R4 : 680 ohms

R5 à  R16 : 270 k ohms 2w

R17, R18 : 2,2 ohms 4w céramique

C1 : 10nf 1500 V au mica

C2, C3 : 1nF 1 kV céramique provenance alimentation à découpage, soudés directement aux bornes des filaments des tubes.

C4, C5 : 4,7nF 2 kV céramique provenance alimentation à découpage

C6 : 2nF 8 kV céramique

C7 : 2200µF 16 V

C8: 10nF

C9: 47µF  16 V

C10: 10nF 4 kV

C11 à C22: 330µf 200V provenance alimentation à découpage

D1 à D4 : 1N4001 ou pont de diode  basse tension.

D5 à D10 : BY255 ou P600

D11 : 1N4148

DZ1, DZ2, DZ5, DZ6 : diode zener 10V 1,3W

DZ3, DZ4 : diode zener 5,6V 1,3W

DL1, DL2 : diode LED rouge

Q1 : BDX66C ou TIP147 ou BD246 ou BD912 ou transistor PNP équivalent (j’ai utilisé un 2N1136A que j’avais dans mon stock, c’est un vieux transistor au germanium mais qui fonctionne à merveille ! son collecteur est directement fixé au châssis, donc, à la masse, sans isolant) Un montage sur radiateur est préférable.

RL1 : relais 12V 2RT genre Finder de puissance.

RL2 : relais 12V1RT de 8A

CV1 : 6pF à 15pF

CV2 : 15pF à 200pF

L1 : cuivre de 3,5mm d’épaisseur : 5 spires diamètre intérieur 27mm, longueur 60mm

L2 : cuivre de 2mm d’épaisseur : 5 spires diamètre intérieur 12mm, longueur 30mm

T1 : 230V – 800V 1A, 11V 1A

T2 : 230V – 12,6V 4A

RFC1 : voir texte

RFC2 : voir texte

3/ La polarisation :

               Ci dessus, le détail sur les diodes zener et leur commutation.

La polarisation est nécessaire pour une linéarité parfaite, elle est obtenue avec un transistor PNP suivi de 6 diodes zener avec une commutation par relai pour bloquer les tubes pendant les phases de réception. La tension bias se situe à 25,6V pour un courant de repose de 80mA et en réception la totalité des diodes zener sont actives pour une tension de 51,2V, les tubes sont ainsi bloqués. Juste deux diodes zener de 25V chacune environ (une pour le courant de repos de 80mA et l’autre pour le blocage des tubes) auraient convenu, j’ai fait par rapport à mon stock.

4/ La haute tension :

Elle rebute souvent les constructeurs d’ampli mais c’est un passage obligé pour un résultat optimum et il faut toujours penser SECURITE. Le transfo du Zétagi BV2001 offre trois tensions : 6,3V CA (filaments des EL519) qui ne servira pas, 11V CA qui est trop faible pour les filaments des deux GI7b mais qui sera redressé filtré pour les accessoires et enfin 800V CA parfaitement dimensionné pour deux GI7b. Le transfo sera refixé verticalement pour un gain de place. Le 800V donne suite à un doubleur de tension constitué de 12 condensateurs chimiques(C11 à C22)  de 330µF 200V en série (récupération alimentations à découpage PC), soit une capacité équivalente de 27,5µF et 12 résistances d’équilibrage qui ont aussi un rôle de bleeder pour décharger les capacités lors de la mise hors tension. Une bardée de 6 diodes BY255 (D5 à D10).

L’ensemble est collé sur une platine en plexiglas fixée au châssis avec des petites équerres, des morceaux de plexiglas seront collés sur le dessus, toujours dans un but de sécurité. La haute tension obtenue est de 2200V et 2000V en pleine charge même avec porteuse FM ! , le contrat est bien rempli !

5/ La tension filament,

Elle sera obtenue avec un transfo additionnel de récupération lampe de chevet basse tension, offrant une tension de 13,5V à vide et 12,5V en charge avec les deux filaments, (voir en bas de la photo ci dessus) n’importe quel transfo fournissant entre 12V et 13V en charge sous 4A fait l’affaire.

6/ Le pi de sortie :

Je me suis inspiré du pi de sortie de 9A6C, il a fonctionné du premier coup avec CV1 de 15pF obtenu en utilisant le CV plaques d’origine du BV2001 en enlevant les ailettes du CV pour n’en laisser qu’une ! Ce qui fait un CV de 6pF (capacité résiduelle) à 15pF. L1 est bobinée avec du coaxial rigide avec l’âme téflon  inutile électriquement mais qui offre une certaine rigidité et qui fait une jolie self non aplatie. Pour CV2, j’ai utilisé un CV de récupération de 75pF fort isolement et une capacité additionnelle de 58pF 7,5kV. L2 est réalisée avec du cuivre plein de 4mm2.

Pour effectuer la liaison entre les anodes et la self de choc HT, j'ai taraudé les anodes pour visser des vis de 3mm en laiton, cosses et tresses argentées.

7/ La détection de puissance :

Le galvanomètre d’origine du BV2001 possède une échèle 0 à 1000 watts qui est adaptée ici et qui va être réutilisée. La détection se fait par une petite portion de ligne de couplage à la sortie du pi de sortie, qui prélève un peu de HF qui sera redressé par D11 puis filtré par C9 et découplé par C8, l’étalonnage se fait avec VR1, cet étalonnage se fait à mi-puissance, soit 400w pour une déviation à mi échèle environ offrant ainsi plus de précision.

8/ Les capacités de liaison :

La capacité d’entrée doit être de bonne qualité, le mica est recommandé, la valeur n’est pas critique : entre 4,7nF et 10nF 500v à 1kV. Faire attention de bien mettre la HF sur les cathodes et non sur l'autre côté des filaments. La mise en parallèle entre les deux tubes se fait avec du fil de cuivre de 2,5mm2 nu, soudé directement sur les filaments, ça se soude très bien pas besoin d'un fer trop puissant, un 30w suffit, on profite de cette opération pour y souder les capas de 1nF 1kV au plus court.

La capacité de sortie doit être à très fort isolement céramique et non plastique (mauvais comportement HF), la valeur n’est pas critique et doit être comprise entre 500pF et plus, j’ai utilisé une capacité céramique de 2nF 8kV qui provient d’un autre ampli CB.

9/ Les selfs de choc :

La self de choc haute tension : c’est la self de choc du BV2001, si elle convient pour le 11m, elle convient forcément pour le 6m ! Qui peut le plus peut le moins.

Les dispositions de sécurités doivent être prises : un morceau de plexiglas sera collé au pied de la self et la capa de découplage sera soudée directement à cet endroit, ici, une 10nF 4 kV (pas critique, on peut descendre jusqu’à 2nF, et comme il n’y a pas de HF, on peut utiliser des capa plastiques.                     

La self de choc filament est un enroulement de 30 spires deux fils en main de cuivre émaillé 15/10^ème sur barreau de ferrite 10mm de diamètre longueur 10cm. Cette self de récupération d’un ampli HF est surdimensionnée pour cet ampli 6m et une self de 5cm de long avec du cuivre émaillé de 10/10 conviendrait parfaitement. Les capacités C4 et C5 de découplage  sont des capacités de récupération alimentation à découpage de 4,7nF 2kV. La self est collée sur une entretoise isolante en plexiglas le plus près possible des cathodes.

10/ La commutation émission/réception :

Elle se fait par mise à la masse d’une fiche RCA à l’arrière de l’ampli, commandée par le TX (PTT GND) le +12V étant permanant sur les deux relais RL1 et RL2. Un interrupteur " stand by " se trouve au milieu et a une fonction " by pass " commandé depuis le panneau avant.

RL1 et RL2 proviennent du BV2001, j’ai cependant effectué une modification sur le relais RL1 pour qu’il ait une allure un peu plus " HF " : j’ai supprimé les fils de retour entre les lamelles et le socle du relais pour les souder directement sur les SO 239 entrée et sortie via des petites tresses argentées, cela a imposé l’usinage pour ajourer le capot plastique du relais, le tout en image:

Pour RL2, un simple relais 1RT convient, il s’agit juste de court-circuiter les trois diodes zener de blocage des tubes en émission.

11/ La ventilation :

C’est un point crucial si l’on veut disposer de la puissance maximum disponible. Il faut un débit d’air important, soit en insufflant par le dessous avec un gros ventilateur ou une turbine (dans un compartiment clos), soit en aspiration par le dessus, le plus important est de canaliser le flux d’air au travers des ailettes d’anodes des tubes. Vu que j’ai construit un support de tubes simplifié avec une simple tôle d’aluminium, il est impossible de " mettre en pression "  l’air par le dessous, le système de refroidissement par aspiration s’impose donc. 

 J’ai installé des hottes en feuille de téflon 1mm d’épaisseur et découpé les formes correspondantes sur le capot afin de n’aspirer uniquement l’air provenant de l’intérieur des hottes:

  Le refroidissement est très efficace mais j’ai tout de même mis en place des résistances céramiques de puissance en série dans le primaire du ventilateur commutables depuis la face avant offrant ainsi deux vitesses au ventilateur, et un bruit réduit pour des puissances de 150w à 200w HF.

12/ Les réglages :

Il s’agit de vérifier le courant de repos de 80mA qui est obtenu pour une tension bias de 25V à 30V environ, le courant de repos se situe alors entre 80mA et 100mA. Pour cela, un milli ampère mètre est inséré dans le circuit de cathode provisoirement.

Si on respecte les cotes pour le pi de sortie, on doit trouver l’accord rapidement bien qu’il soit très pointu. Attention à ne pas sous-dimensionner CV1 et CV2. J’ai juste eu un peu de mal au début car n’ayant pas de capacité de 200pF (pour CV2), j’ai utilisé un CV de 75pF et une capa additionnelle de 58pF. Au final, j’ai trouvé l’accord parfait avec 10pF pour CV1 et 100pF pour CV2 (les deux CV étant à peu près à mi course).

SECURITE : toujours avoir à l’esprit qu’une intervention ne peut avoir lieu que si :

1/ le cordon 230v de l’ampli est débranché du secteur

2/ les capacités sont déchargées avec des résistances de puissance au bout d’une petite perche en matière isolante (plexiglas). Finaliser en court-circuitant anodes et masse du châssis avec un tournevis tenu par le manche isolé.

3/ le châssis de l’ampli est relié à la terre.

  Les liaisons entre les composants à la masse du chassis doivent être franches et de bonne qualité, ne pas hésiter à meuler la peinture du châssis aux endroits importants: support des tubes, découplage haute tension, le moins 2000V, la platine pi de sortie etc...

13/ Les résultats :

La robustesse de l’ampli permet d’utiliser 400w à 500w en CW en continu ou 700w à 800w en SSB en continu ventilateur pleine vitesse, pour une puissance drive de 40w à 50w et un courant anodique de 700mA environ.

Voici un recyclage intelligent pour un ampli CB, à peu de frais, assez simple car mono bande. Faites un tour chez un assembleur informatique près de chez vous, il aura certainement quelques alimentations à découpage PC hors service à vous donner et vous pourrez récupérer les condensateurs chimiques et autres composants haute tension vendus si cher en neuf.