MODIFICATION AMPLIFICATEUR

KENWOOD TL922

           Ayant fait l’acquisition récemment d’un magnifique ampli KENWOOD TL922 en panne, il fallait que je trouve des solutions pour lui redonner vie. Cet article décrira l’analyse des pannes, la réparation, puis, les modifications permettant à cet amplificateur de fonctionner avec des tubes QB4-1100 mais aussi des modifications utiles pour tout amplificateurs TL922 fonctionnant avec des 3-500Z.  Enfin, vous pourrez télécharger le "Service Manual" ainsi que l' "Instruction Manual" et un article de l' ARRL relatif à l'amplificateur Kenwood TL922 (bas de page).

Les pannes :

1/  sur les deux tube 3-500Z, un est HS : le filament coupé.

2/ La self de choc L20 bobinée sur barreau de ferrite a plus que chauffé.

3/ le bouton de démarrage on/off ne fonctionne plus.

Les réparations :

1/ Vu le prix des tubes 3-500Z sur le marché du neuf, je me suis rabattu sur des QB4-1100 Philips, non moins efficaces mais qui demanderont quelques modifications.

            QB4-1100               3-500Z

2/ La self de choc L20 qui sert pour la polarisation des tubes est toute noire, j’ai procédé à son remplacement, j’ai seulement conservé les deux barreaux de ferrite, j’ai refait la plaquette en époxy et j’ai bobiné 40 spires de 10/10^ème en cuivre émaillé. L’inductance ainsi vérifiée fait 78µH au lieu des 80µH d’origine : c’est parfait !

3/ J’ai simplement démonté l’interrupteur du châssis, puis l’interrupteur lui-même en écartant les 4 petites pinouilles   et j’ai soigneusement nettoyé à l’alcool à 70° les contacts qui étaient quelque peu noircis:

Le test des tensions :

Une vérification préalable des tensions s’impose : les tubes étant démontés, le capot côté  anodes fermé (sécurité oblige !), la face côtés supports vers le haut afin de mesurer les tensions à vide (sans les tubes). La tension de blocage des tubes est bonne (environ +120V), en court-circuitant le PTT, la tension de polarisation est de +7,5v : c’est parfait ! et la tension aux bornes des tubes en série est de 12,5V CA. La haute tension, est de +3200V. Tout semble conforme à mes attentes. J’installe les QB4-1100 et refais le test des tensions, tout est bon, sauf la tension aux bornes des filament qui reste un peu trop élevée (2 X 5,6V au lieu de 2 X 5V). Une plaquette à l’arrière de l’ampli permet de le passer de 220V au primaire à 240V, ce que j’ai fait, et la tension au niveau des filaments est passée à 2 X 5,2V, ce qui n’est pas l’idéal, mais on s’en contentera provisoirement.

Les modifications :

1/ mise à la masse des grilles

L’ampli TL922 utilise d’origine des tubes 3-500Z à haut gain et les grilles sont à la masse via un circuit RLC que j’ai décidé de supprimer :

Commencer par supprimer soigneusement L7, L8, R22, R23, C28, C29, C30, C31, C32, C33.  Il faut bien chauffer avec un fer à souder de 30w à 50w et avec un mini tournevis, soulever les extrémités des composants afin de les conserver intacts et de ne pas abimer les pinouilles des supports de tubes. Une fois terminé, enlever le surplus de soudure avec une pompe à dessouder. Bien nettoyer les éventuelles coulures de soudures et autres projections de résine avec un coton-tige imbibé d’acétone. Plier alors les pinouilles bien à l’horizontale et souder un seul bout de fil de cuivre nu de 6mm carré relié en un seul point sur une masse du châssis. Faire de même pour le deuxième support.

Le résultat : avec des 3-500Z, cela augmente sensiblement la puissance de sortie selon PA0FRI, voir les relevés de puissance sur son site. Avec les QB4-1100 : avant modif : 20W drive = 40W en sortie. Après modif : 20W drive = 400W de sortie.

 Les composants à supprimer sont surlignés en rose.         AVANT

                                                                APRES

2/ découplage des filaments

Même si ce n’est pas absolument nécessaire, il apparaît que le découplage au niveau de la self de choc filament (C38 + C39) est un peu « léger », j’y ai adjoint deux condensateurs de 4,7nF 2kV (récupération alim à découpage PC) en plus, en parallèle, par branche. Inversement, il serait mauvais de trop en mettre, cela entrainerai de trouver des « résidus » de 50Hz vers la masse du châssis.

3/ suppression de la partie ALC et C77

Avec nos tranceivers modernes cette partie contrôle ALC devient inutile et gênante pour les modifications prochaines. Il suffit d’enlever soigneusement : C5, C4, C37, C40, C41, R8, R9, R10, R21, et D3, garder le potentiomètre VR1 qui pourra garder une utilité future. Bien conserver aussi le fil arrivant à R21 qui emmène le +120V…

Pour ce qui est de C77 (condensateur de 22pF en parallèle sur l’arrivée de la HF sur les cathodes), il faut l’enlever pour une utilisation avec des QB4-1100, sinon, le laisser.

                     Les composants à supprimer sont surlignés en vert.

                        C77 est légèrement caché derrière l'ame du coaxial...              

4/ changement de commutation émission/réception

Le passage en émission du TL922 se fait par une mise à la masse de la pinouille centrale de la fiche RCA « RL CONT », ce qui colle la bobine du relai E/R alimentée en 120V. Les tranceivers modernes commutent avec des tensions de +5V à +48V, il convient donc d’effectuer la modification suivante avec deux transistors FET canal N dont Q1 qui accepte des tensions de 200V minimum, ces transistors se trouvent facilement dans n’importe quelle alimentation à découpage, la référence n’est pas critique, simplement vérifier les data. sur le net.

                    Ci dessus, les data. des transistors utilisés dans ce montage

 Le schéma a été conçu par Dominique F1FRV et le montage qui a pris la place du circuit ALC enlevé, a fonctionné du premier coup, merci Dominique!

Ci dessous, le schéma, avec la valeur des composants, les tensions simulées qui ont été confirmées en pratique. SW1 correspond à la fiche RCA " RL CONT" à l'arrière du TL922.

   Inter ouvert: position réception             Inter fermé: position émission.

5/ variateur de vitesse simple pour le ventilateur :

En fonctionnement simple avec moins de 500w, le ventilateur fait trop de bruit et ne nécessite pas un tel débit, j’ai simplement installé proprement un potentiomètre bobiné 1,5K ohms 20W, accessible par l’arrière de l’ampli pour baisser un peu le débit d’air, et ainsi, le bruit. Le résultat est appréciable. Les puristes pourront imaginer un montage : vitesse du ventilateur en fonction de la température des tubes… 

6/ modification du pi d’entrée (uniquement pour 2 X QB4-1100)

Si les impédances de sortie des QB4-1100 sont très voisines des impédances de sortie des 3-500Z, il n’en est pas de même pour les impédances d’entrée. Cela a au moins l’avantage de na pas avoir à modifier le pi de sortie.

J’ai commencé par shunter le pi d’entrée, sans aucun circuit entre le tranceiver et l’ampli : le TOS se situe entre 1,5/1 et 1,8/1 selon les bandes, ce n’est pas catastrophique, mais on va trouver une solution...

 C'est un peu dommage de saboter ce pi d'entrée, d'autant plus qu'il pourrait éventuellement servir ultérieurement si on souhaite revenir un jour aux 3-500Z.

L'impédance d'entrée d'une 3-500Z est de 115 Ohms (soit 57,5 Ohms pour deux tubes)

L'impédance d'entrée d'une QB4-1100 est de 140 Ohms (soit 70 Ohms pour deux tubes)

Il s'agit donc, d' insérer un UNUN (pour passer de 57,5 Ohms à 70 Ohms) le plus près possible des cathodes au point d'alimentation au niveau des supports de tubes.

Le choix du tore se porte sur un FT114-43 bien dimensionné pour cette application en termes de puissances et fréquences.

Ci dessus, un UNUN qui offre la possibilité d'obtenir deux rapports différents en fonction des particularités (configuration d' ampli, environement et marque des tubes). Dans mon cas, le rapport 50/32 a été retenu (ce qui donne environ 70/57,5 Ohms et en pratique cela fonctionne très bien).

  Pour la fabrication, il est préférable d'utiliser des petites étiquettes sur chaque fil pour ne pas se tromper. Ci dessus, l' UNUN trouve sa place près des cathodes, il est callé avec un bout de mousse, puis, collé avec un peu de colle néoprène.

Le résultat est au rendez-vous: après réglage en finesse des noyaux de chaque bobine, le TOS est de 1/1 sur toutes les bandes avec puissance drive de 10w à 120w, sans avoir modifié quoi que ce soit au niveau du pi d'entrée d'origine!

Il apparait que l'accord se fait sur les bandes 160m et 80m alors que le CV antenne est en butée completement fermé. Le CV antenne est composé de trois cages, dont deux qui servent sur toutes les bandes et une troisième qui est active uniquement sur les bandes 160m et 80m. De plus, deux capacités additionnelles fixes de 500pF chacune sont en parallèle au CV en position 160m uniquement.

Modification bande 80m:

J'ai ajouté une capacité céramique de 270pF 2kV en parallèle sur la troisième cage du CV (elle sera donc active sur 80m et 160m)

Modification bande 160m:

J'ai rajouté une capacité de 500pF 2kV au mica en parallèle au deux capacités additionnelles de 500pF d'origine. On aura donc ajouté 500pF + 270pF, soit 770pF actif sur 160m.

Le tout en immage:

Résultat:

en fonctionnement normal et en mileu de bandes, le CV antenne se trouve maintenant fermé au 3/4 sur les bandes 160m et 80m.

Pas de soucis sur les autres bandes et l'analyseur de réseau indique un Q de 8 à 9 pour les bandes basses et de 13 à 16 pour les bandes hautes ce qui est parfait et attendu.

Mesure du PI de sortie avec l'analyseur de réseau MINI VNA:

  L'ampli étant débranché du secteur et sans modifier quoi que ce soit du pi de sortie, installer une résistance de 3 K ohms (impédance équivalente des deux QB4-1100 en parallèle) non inductive au carbone entre les anodes et la masse du chassis.

Installer  le MINI VNA à la sortie antenne comme ci-dessus.

 Bloquer provisoirement et mécaniquement le relais d' E/R en position émission. 

Commencer les mesures bande par bande en visualisant la totalité de la bande HF (pour être sur qu'il n'y ait pas des pics parasites indésirables) puis faire un "zoom" sur la bande et vérifier le Q.

Voici les relevés obtenus avec mon TL922 et les deux QB4-1100:

    bande 160m:  Q de 8                       bande 80m: Q de 9 

    bande 40m: Q de 9                          bande 20m: Q de 13        

   bande 15m: Q de 16                                                      bande 10m: Q de 15

 Ne pas oublier d'enlever la résistance de charge de 3k ohms avant de rebrancher l'amplificateur au secteur.

Les résultats sont bien au rendez-vous: les QB4-1100 offrent une puissance de sortie entre 1300W et 1400W maxi (entre 160m et 10m, selon les bandes) sur charge non rayonnante, puissance lue sur un BIRD43 bouchon 2500W et avec 120W en drive.

8/ Un SOFT START ultra simple:

Il est fort regrettable qu'un amplificateur de cette classe soit dépourvu de Soft Start (démarrage en douceur). J'ai installé un Soft Start qui fonctionne à merveille et qui porte sur le primaire "général" à l'arrivée secteur, au niveau du fusible, donc, il portera à la fois sur le primaire du filament (ce qui est recherché), celui de la haute tension (ce qui est aussi recherché) mais aussi sur le circuit Soft Start ce qui n'a pas d'interret mais qui n'empèche pas son bon fonctionnement.

Le fonctionnement:

Le but est d'insérer une résistance de puissance de faible valeur ohmique en série dans le primaire pendant les premières secondes (la ou il y a le plus gros appel de courant). Un temporisation très simple avec un FET 2N7000 ferme un relais de puissance au bout de 5 secondes environ, qui court-circuite cette résistance, ici de 8,2 Ohms (pas critique). Le relais est alimenté par le 8v du secondaire trouvé sur le transfo filament, puis redressé, filtré. Même si un relais de 12v fait l'affaire, un relais dont la bobine colle franchement à 6V est préférable en pratique. Lorsque le relais est fermé, la tension aux bornes de la bobine est de 7,5V, ce qui est parfait. Ici, un relais de 1RT avec 16A 250V CA a été choisi, mais on peut mettre deux relais de 10A 250v CA en parallèle...

Voici le schéma et la nomenclature des composants:

 Maintenant, le démarrage en douceur fonctionne, on visualise l'effet au niveau de la luminosité des filaments, qui arrive moins brutalement, mais aussi au niveau de l'indication de la haute tension : 3200V , puis, quand le relais "colle", on passe à 3400V. Cette modification prolonge sensiblement la durée de vie des tubes, elle est valable pour tous types d'amplificateurs à tube(s) .

Après quelques années de bons et loyaux services, cet amplificateur à rejoint en mai 2015 le shack de mon ami Michel de F6AVJ à Nimes, bon trafic, Michel!

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