50MHzリニヤアンプ(HL−1K/6)の改良?
東京ハイパワーの50MHz帯用リニヤアンプHL−1K/6は動作が安定しない状態が、新品で購入して依頼続いていたました。
最近の当局JA2KNWにあっては新品のリグの購入は珍しく、球のリニヤは自作。TR、ICのリグは最近はさすがに自作とは行かずに中古購入。が基本?となっておりました。
新品のそれも球のリニヤアンプの購入は初めての経験?で・・・何かケースを開けるのも、もったいない、感じがしていましたがあまりにも動作がおかしいので改良に取り組みました。
1,購入初期の動作状況。
HL−1K/6は4CX250Bパラレル構成のGKアンプであり10Wの入力電力(Pi)で500Wの出力電力(Po)を得ることが出来ます。無入力時のプレート電流(Ip)は約150mAであり、入力電力(Pi)を上げていくとそれに比例してプレート電流(Ip)も比例して増加していく。はずであるがこの動作がおかしい!!
1,入力電力(Pi)を上げいくとIpは250mA位までは比例して増加する。
2,さらに入力電力(Pi)を強めるとIpは一気に500mA以上に達する。
3,入力電力(Pi)を下げると比例的には下がるがヒステリシスを持って低下する。
以上の症状と 4CX250B(4極管)、GKアンプ で思い当たるのは ・・・ダイナトロン発振
自作の4極管アンプでもこのダイナトロン発振で悩まされた記憶があります。対策はブリーダー方式のSG(Esg)電圧の安定化回路で逆流してくるSG電流(Eig)を吸収していました。HL−1K/6ではこの対策用?にSGに大きなブリダー電流を流すブリーダー抵抗を入れてありました。
これまで自作のアンプでは痛い経験から(高いX球を燃やしました)すべてにSG電圧安定化回路を使っていましたのでメーカー製のアンプで設計は間違い無いだろうと思いつつもSG電圧の安定化を考えることにしました。
SG:スクリーングリッド
SG電流の測定
ダイナトロン発振時のSG電流(Isg)の測定をします。測定結果は右図のとおりであり確かにIp電流増加時にSGからの逆流はありますがダイナトロン発振までは行っていないようです。
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安定化電源を追加する。と言っても現行のトランスのSG用電源端子の電圧が安定化電源を想定していないらしく280V位であり整流後の無負荷時でも380Vしか出ていません。4CX250BのSG電圧は350V位は欲しいので余裕は30V以下しかありません。これではブリーダー方式の安定化回路の採用は難しいかも。
しかし、目的はSG電圧の安定化もありますが、第一の目的は動作の安定化ですので現行のブリーダー抵抗の電圧変動率より良くなっていればOKと考えることとしました。
次の問題は、作った安定化ユニットをどこに収めるのか? ケースの中は広そうですがなかなか良い場所が見つかりません。
以上から、場所を取らすに手軽に出来るツェナーダイオード式の安定化回路としました。これならば4CX250B下の入力ユニット内に収めることが可能です。
ツェナーによるSG電圧安定化
ツェナーダイオードは手持ちの東芝3Z110(Vz=110V、P=3W)を3個と日電RD9B(Vz=9V、P=1W)を直列にして約340VのSG電圧を得ています。
東芝3Z110はすでに廃品ですが販売店にはまだ在庫があるようです。もっとも、必要な電圧が得られれば何でもかまいません。
SG電圧安定化の結果
上記の回路に変更した結果は、少しは安定化したかなと言う程度で解決しません。
しかしこの回路変更時に4CX250BのソケットはSK−600等のいわゆるバスコン内臓のソケットではなく普通?のタイト製ソケットにアースリングを使用した配線構成であることがわかりました。
ここで少し気になったのはSGのパスコン0.01μFが非常に小さい受信用?とも思われるセラミックコンデンサーが一個あるのみでこれは意外でした。
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3,SGパスコン回路の変更
高い周波数のGKタイプのリニヤアンプでは、SGのパスコンは真空管の浮遊容量Cpsgを通じてタンク回路の高周波大電流の一部が流れるため、電力耐圧が必要なコンデンサーであり、SK−600等の高価なソケットは安定化のために必要であると、これまで自作リニヤを作ってきた経験から信じていました。
今回の状態もパワーが上がると部品が熱を持ち異常状況になるのかも知れません。とにかくX球はスカート部分にリング上のSGが出でいますので構造上、SK−600ソケットに近づける工夫をすることにしました。
アース基盤とアースリングの作成
0.5mm銅版で図のようなリングアース金具を作成してX球のSGリングに巻きつけてねじ止めします。アースリングの突起はパスコンの半田付け端子となります。
アース基盤も同様に0.5mmの銅版を使用してソケットの穴に合わせて加工しタンク回路からの銀メッキされたアースバンドを外してシャーシ上に直接取りつけその上から外したアースバンドをしっかりねじ止めします。
このときアース基盤には4個所にパスコン取り付け用の突起を付けておきます。
この突起にSGパスコンコンデンサ5000pF(3kV)2個と1000pF(3kV)を半田付けします
先ほどのアースリングを取りつけたX球をソケットに刺しこみバスコンをアースリングの突起に半田付けします。
コンデンサを取りつけた後はアースリングのねじを緩めてX球を抜き刺しします。
4,最終確認
今までの異常な症状はまったくなくなり、ドライブ入力電力(Pi)に比例して気持ち良くプレート電流(Ip)がリニヤに増加して安定したアンプとなりました。改めて4極管のGK型リニヤアンプのSGパスコンの重要性が認識させられました。