O recenzie tehnica a amplificatorului Tokyo Hy-Power model HL1Kfx
Morel Grunberg 4X1AD
Prima oara cand am vazut de aproape un amplificator al firmei Tokyo Hy-Power a fost cand am reparat unul apartinind unui amic care a varsat o ceasca de ceai in interiorul lui. Intrucat amplificatorul mi-a placut cum era construit si cum lucra, cateva luni mai tarziu cand am hotarat sa achizitionez un amplificator de rezerva pentru statia mea, am optat pentru modelul HL1Kfx. Un alt motiv a fost si faptul ca serviciul dat de firma a fost exceptional, foarte rapid si extrem de profesional. THP este o firma relativ mica si destul de putin cunoscuta in afara Japoniei. Firma exista pe piata de circa 20 de ani si este specializata in aparatura RF de putere pentru scopuri industriale, stiintifice si medicale. Firma are si un departament pentru radioamatori condus de Nobuki, JA1DJW pe care am avut placerea sa-l cunosc la Dayton in 2004. As vrea sa mentionez ca in cadrul reparatiei pentru amicul meu, am primit raspuns detailat la toate e-mail-urile mele in aceiasi zi , cateodata in cateva ore doar. Piesele necesare reparatiei au sosit in 4 (patru) zile expediate expres, la un pret simbolic si fara formalitati birocratice. Nu am primit un tratament preferential, cine va citi impresiile asupra firmei si a acestui amplificator la http://www.eham.net/reviews/detail/1588, va intelege despre ce vorbesc. Este un produs care a primit in unanimitate nota maxima de la utilizatorii lui.
Descriere
Amplificatorul HL1Kfx este un amplificator linear tranzistorizat de unde scurte de putere medie care are incorporat in el si alimentatorul.
Dimensiunile sunt destul de mici ( L=430mm; l=230mm; h=150mm) iar greutatea este de cca.15kg. Fotografia nr.1 arata o imagine a panoului frontal al linearului.
Fotografia nr. 1
Linearul are la baza un modul de putere (fotografia nr.2) care contine 4 tranzistoare Mosfet de de tipul MRF 150. Acest modul acopera domeniul 1.8-30MHz, inclusiv benzile WARC. Modulul are 2 amplificatoare in push-pull alimentate la tensiunea de 53Vcc. Din punct de vedere constructiv, circuitul imprimat al modulului cu cele 4 Mosfeturi este montat pe o placa de cupru masiv de cca.10mm grosime care la randul ei este asamblata pe un radiator de aluminiu masiv cu dimensiunile de 260x120x40mm. La versiunea originala, nu se folosea placa de cupru. Pe aceasta placa sunt montate atat splitter-ul de intrare cat si combinatorul de iesire care au impedantele de intrare respective de iesire de 50 de ohmi. Miezurile de ferita folosite atat in splitter, combiner cat si torurile din filtrele de iesire sunt de productie americana , de la firma Fair-Rite pe care le consider printre cele mai stabile materiale feromagnetice de pe piata.
Fotografia nr. 2
Pe acelasi radiator sunt instalati senzorii termici cat si atenuatorul de putere de 50 de ohmi care are rolul de a proteja tranzistorii in caz de supraexcitare. Tranzistorii pot fi de tip Motorola MRF-150, MACOM MRF-150 sau SD-2931 de la ST sau APT. Acest tranzistor a fost ales de majoritatea producatorilor comerciali (Yaesu in Quadra, ICOM in IC PW1 si Kenwood in TL-933 ) sau militari pentru aplicatii denumite generic "2-30MHz SSB" intrucat livreaza cu usurinta 150W RF in conditii dinamice foarte bune.
In afara de modulul de putere propriu-zis , amplificatorul mai contine urmatoarele ansamble:
alimentatorul de 53Vcc la 25A
modulul de control si protectie
filtrele trece jos la iesire
placa cu senzorii de putere si SWR atat pe intrarea cat si pe iesirea de antena
Alimentatorul are la baza un transformator de 1.1KVA destul de mic ca gabarit insa foarte greu (cca 10Kg). Schema e destul de simpla, un redresor cu o punte de 40A urmat de un electrolitic de 100000uF si un releu electronic dublu cu triacuri pentru temporizarea si limitarea automata a curentului la pornire pentru protectia condensatorului de filtrare. Alta functie a releului este decuplarea sursei in caz de supracurent/supratensiune ca parte din sistemul de protectie general.
Recunosc ca am fost destul de suspicios cand am realizat ca alimentatorul nu este stabilizat, poate chiar dezamagit. Insa Tensiunea DC care este in gol de 53Vcc scade doar 1-1.5V in sarcina continua de 25A ! Explicatia pe care am primit-o de la Nobuki este ca secretul sta in transformatorul, a carei tensiune in secundar scade extrem de putin in sarcina. Am masurat cu un osciloscop riplul pe linia de DC si este foarte redus ca urmare a celor 100000uF din filtrare. Nu as fi abordat niciodata aceasta conceptie de proiectare insa cu rezultatele "de facto" nu poti sa te contrazici.
O imagine de ansamblu al interiorului amplificatorului se poate vedea in fotografia nr. 3.
Fotografia nr. 3
Modulul de control si protectie contine un numar de circuite care permit apararea linearului intr-o gama larga de evenimente:
la supraexcitatie (linearul nu are nevoie de mai mult de 35-45W)
la supracurent de drena al tranzistoarelor MOSFET
la supratensiuni alimentare
la supraincalzirea transformatorului
la supraincalzirea modulului de putere
la supraincalzirea combiner-ului de iesire
in caz de antenna scurtcircuitata
in caz de antenna neconectata
in caz de antena cu SWR mare (reduce progresiv puterea sau chiar deconecteaza amplificatorul peste o limita de 1:3-3.5
protejarea la dezechilibrare (cand dintr-un motiv sau altul unul din cele doua module RF scoate mai multa sau mai putina putere decat celalalt)
Am incercat protectia termica astupand orificiile de iesire a aerului din amplificator; am scurtcircuitat borna de antena si am deconectat complet antena; am emis in 160m pe o antena de 20m; am excitat linearul cu 100W. In toate cazurile protectia a actionat instantaneu.
Modulul filtrelor de iesire (Fotografia nr.4) contine 6 filtre de tip Cheybashev pe toruri de ferita iar condensatorii sunt de mica argintata la 1kV. Cele 6 filtre trece jos, acopera domeniul de 30MHz astfel: 1.8MHz; 3.5MHz; 7MHz; 10/14MHz; 18/21MHz si 24/28MHz. Comutarea filtrelor se face atat pe intrare cat si pe iesire cu relee incapsulate care nu prea mi-au inspirat initial incredere pana am desfacut unul si am remarcat lamelele scurte si contactele argintate mari, de cca 4mm diametru si 1.5mm grosime.
Fotografia nr. 4
Placa cu senzorii RF contine sondele unui dublu wattmetru/reflectometru montat atat pe intrarea cat si pe iesirea amplificatorului. Wattmetrul/reflectometrul transmite tensiunile detectate la placa de control care proceseaza atat valorile puterii de excitatie cat si valorile puterii de iesire directe si reflectate si actioneaza in caz de nevoie protectiile necesare. Wattmetrul/reflectometrul are un circuit care nu necesita calibrare de cap de scala, fiind automat si compensat in frecventa, afisand puterea medie. Ca precizie se apropie de wattmetrul Bird 4328, diferentele fiind minore. Pe aceiasi placa este amplasat si releul de antena principal, incapsulat si care este suficient de rapid ca sa lucreze QSK in telegrafie si in modurile digitale unde nu a fost nevoie de setat programul pentru timpi lungi de comutatie Tx/Rx.
Proiectarea termica a amplificatorului este eficienta incluzand o idee simpla care imbunatateste performanta termica a ansamblului RF. Modulul de putere amplasat pe radiator este inchis pe partea aripioarelor si pe lateral creind astfel un tunel termic aerului care intra numai prin deschiderea ventilatorului de racire (amplasat pe panoul din spate) si care este fortat sa treaca transversal prin toate aripile de racire ale radiatorului de aluminiu. Al doilea flux de aer rece de la ventilator trece imprejurul transformatorului de putere si a puntii de redresare integrate in drum spre unica iesire amplasat la nivelul superior al modulului RF. Ventilatorul de 24V are viteza variabila controlata de modulul de comanda si protectie si mai functioneza cateva zeci de secunde dupa stingerea amplificatorului.
Iata specificatiile tehnice de baza date de producator :
Parametru | Specificatii | Masurat |
Pexc | 50-100W | 35-45W optim |
Pout CW/SSB | 500W | 500-625W |
Pout AM/FM/SSTV/RTTY | 250W | 500W RTTY Pentru 30min |
Tensiunea de drena | 53Vcc in gol | 53Vcc in gol 51-52Vcc in sarcina |
Curent drena total | 25A max. | 23.5A max. |
Impedanta In/Out | 50 Ohm | 50 Ohm 1:1.2 Input SWR 1:1.1 Output SWR pe sarcina rezistiva de 50 Ohm |
Tensiune de alimentare AC | 100-230Vca | Corespunde |
Curent max. de alimentare AC | 6A@ 200Vca | 4.5-5A la 234Vca |
Greutate | 14Kg | 15.4Kg |
Iata masuratorile dinamice pe care le-am efectuat in cadrul acestui articol:
Banda [MHz] | Pexc [W] | Pout [W] | Id [A] | Sarcina [Ohm] | Mod |
1.8 | 45 | 580 | 22 | 50 | CW |
3.5 | 45 | 600 | 23 | 50 | CW |
7 | 45 | 625 | 23 | 50 | CW |
10 | 45 | 600 | 23.5 | 50 | CW |
14 | 45 | 610 | 22 | 50 | CW |
18 | 45 | 590 | 21 | 50 | CW |
21 | 45 | 605 | 22 | 50 | CW |
24 | 45 | 585 | 20 | 50 | CW |
28 | 45 | 605 | 21 | 50 | CW |
Banda [MHz] | Pout [W] | Nivel max. al spuriilor si atenuarea armonicilor [dBc] | Distorsiuni de intermodulatie de ordinul 3 IMD-3 [dBc] | Distorsiuni de intermodulatie de ordinul 5 IMD-5 [dBc] |
1.8 | 500 | 49 | 35 | 43 |
3.5 | 500 | 50 | 36 | 44 |
7 | 500 | 49 | 37 | 43 |
10 | 500 | 51 | 35 | 45 |
14 | 500 | 51 | 35 | 45 |
18 | 500 | 50 | 34 | 44 |
21 | 500 | 52 | 35 | 43 |
24 | 500 | 49 | 34 | 43 |
28 | 500 | 50 | 34 | 44 |
Comentarii la testul de curatenie spectrala
Rezultatele arata ca HL1Kfx livreaza un semnal foarte curat cu mult mai bun decat cerintele FCC Part 15 pentru amplificatoarele RF de putere.
Testul de curatenie spectrala a fost efectuat folosind ca exciter un transceiver Yaesu FT1000MP. Masuratoarea a fost facuta pe o sarcina artificiala rezistiva de 50 Ohm si cu ajutorul unui analizor de spectru de tip Agilent HP-8568.
Un al doilea test a fost efectuat folosind ca exciter un transceiver industrial de tip Mobat a carui final de 100W este alimentat la 48Vcc. Rezultatele in acest caz s-au imbunatatit cu aprox. 2-3dB fata de cele obtinute cu FT-1000MP a carui final de 100W se alimenteaza la 13.8Vcc.
Concluzii generale
Amplificatorul este foarte simplu de operat. Extrem de compact. Nu are decat 3 butoane (pornire, comutator instrument si comutator de benzi) ceea ce-l face comod si usor de exploatat in concursuri. Singurele dati cand protectia a intrat in functie a fost cand am uitat comutatorul de banda in 7MHz si am emis in 14MHz si a doua oara cand am uitat transceiverul setat pe 100W output. Linearul livreaza cu usurinta peste 600W fara ca temperatura sa creasca in mod simtitor nici dupa over-uri foarte lungi in CW/SSB. Desi specificatiile vorbesc de 250W in RTTY, am fost curios daca protectia intra in functiune dupa circa 30 de minute la 500W . In acest caz, temperatura la iesire a urcat cu aproape 8 grade C fata de lucrul in SSB, dar nimic nu s-a intamplat. Folosesc un termometru digital cu un senzor amplasat la gura de iesire a amplificatorului. Temperatura maxima masurata a fost de circa 30-31 de grade C dupa circa 30 minute de emisie SSB/CW si 39 de grade C dupa 30 de minute de emisie RTTY la aceiasi putere de iesire. Singura deosebire a fost ca in regim de RTTY, ventilatorul a trecut pe viteza superioara. Masuratoarea a fost facuta la o temperatura ambianta de 24-25 de grade C.
Amplificatorul nu are antena tuner automat insa eu folosesc antenele rezonante cu SWR < 2. Pana la aceasta cifra puterea de iesire nu este afectata de loc, o usoara reducere apare la SWR 1:2.5 iar la SWR 1:3.2 protectia este actionata si releul de antena deconectat.
Comutarea de TX/RX este foarte rapida ceea ce permite lucrul QSK in conditii excelente fara complexitatea circuitelor secventiale intalnita la alte amplificatoare. Releele sunt foarte tacute la fel si ventilatorul de racire care are elicea pe rulment.
Nu am observat diferente in lucrul cu si fara ALC-ul conectat. Semnalul este curat si am primit controale foarte bune.
Din punct de vedere al constructiei mecanice, HL1Kfx este foarte solid si bine proiectat. Accesul la parte din circuite se face prin rabatarea modulului de RF ceea ce a permis miniaturizarea amplificatorului.
Singura problema pe care am avut-o a fost o vibratie nu prea puternica dar totusi destul de iritanta care aparea la 2-3 minute dupa intrarea in functie. Nici una din solutiile clasice de "inabusire" a zgomotului nu a a avut efect. Un scurt e-mail lui Nobuki a revelat ca la o anumita serie de ventilatoare, apare o rezonanta intre ventilator si capacul superior care era prins de sasiu pe partea laterala de jos cu 2 suruburi. Adaugarea unui surub de prindere suplimentar pe ambele parti a rezolvat problema complet. Insa gaurile care a trebuit data in sasiul de otel in conditiile ca in acea zona se aflau placi si forme de cablu, a fost cam laborioase.
Posesorii de transceivere mai vechi fara posibilitatea de a reduce puterea de excitatie, vor trebuie sa recurga la un ALC destul de agresiv. Amplificatorul are un castig de aprox 11-12dB, asa ca excitatii de 80-100W actioneaza circuitul de protectie si linearul trebuie resetat.
- Morel Grunberg 4X1AD
-
Articol aparut la
1-5-2005
15808
Inapoi la inceputul articolului
|