Amplificateur HF avec un tube 3-400Z ou 3-500Z PAR F6DBA

Un rack d'un émetteur THC410 était dans mon garage depuis quelques années. Il m'est venu l'idée de finir de

supprimer tout ce qui n'avait pas d'utilité et le reconditionner pour en faire un ampli HF.

En fait, il n'est resté que les 2 condensateurs variables et les selfs du PI de sortie , le commutateur de bandes du PI

de sortie, la self amenant la HT au tube, le ventilateur du tube, le support du tube et la self dans l'alimentation

filament ainsi que les relais entrée et sortie, ce n'est déjà pas mal pour entreprendre d'aménager ce qui est

manquant et prévoir une alimentation basse et haute tension ainsi que la commande des relais.

J'ai lancé l'opération vers mi Juin pour terminer vers mi Juillet 2015.

La première opération a été de refaire la façade avant et de réaliser le dessous et le dessus du coffret de

l'amplificateur en aluminium puis prévoir les fixations en installant des cornières de 15x15 taraudées sur le pourtour

inférieur et supérieur.

La deuxième opération a été de vider le coffret d'un onduleur en panne pour en faire le coffret contenant toutes les

alimentions de commande. La façade recevant les appareils de mesure, les interrupteurs et les fusibles a été réalisée

en aluminium ainsi qu' un côté et le dessus de l'alimentation.

L'amplificateur

L'alimentation.

ALIMENTATION FILAMENT.

Tout d'abord, réaliser l'alimentation 5 volts 15 A avec point milieu pour l'alimentation du filament du tube 3-400Z,

tout ce qui est écrit à suivre est aussi valable pour un tube 3-500Z.

J'ai débobiné le 6,3 volts d'un transfo TV en comptant le nombre de spires et j'ai rebobiné en fil émaillé de diamètre

2,5 mm sur le transfo suffisamment dimensionné pour assurer le besoin filament, la tension mesurée en charge est

de 4,84 volts, j'ai laissé ainsi, mais il ne faut pas être trop bas car le rendement du tube sera altéré. J'en ai fait le

constat, car au départ, le primaire du transfo alimenté en 230 V était sur le calibre 240 V, j'ai dû mettre le primaire

sur le calibre 220 V pour obtenir une tension filament plus haute et un rendement bien meilleur aux essais.

J'en ai profité pour prélever le 110 volts dans le primaire, nécessaire à la turbine de ventilation du tube.

ALIMENTATION HT

Elle est réalisée en utilisant un transfo micro-onde de 1850 VA et ayant une sortie 2250 volts.

Une fois les deux shunts à retirer impérativement entre le primaire et le secondaire afin d'éviter une chute de

tension trop importante, il faut prévoir une bonne ventilation avec 2 ventilateurs 220 V.

Reste à réaliser le redressement , le filtrage et la mesure HT.

Les résistances d'équilibrage sur les capacités chimiques de filtrage sont placées sous le circuit.

Les capacités de 10 nF 1000 volts sont placées sous le circuit.

Les diodes sont des BY255 1500 V 3A.

Les capacités chimiques sont des 220 uF 450V.

Les 6 résistances de 270K 5W ont été ajoutées à part sur un petit circuit imprimé.

Les liaisons du 2250 V alternatif, du 3500 VCC et la liaison vers le circuit de mesure sont réalisées avec l'âme d'un

coaxial 75 Ohms ou alors du câble de transport de la THT des téléviseurs vers l'écran, ce qui devient plus rare !!!

Une journée entière de tune pour la mise au point, n'a pas créé d'échauffement conséquent du transfo micro-onde

ventilé, mais la vieille charge fictive 1 KW HF 50 ohms HEATKHIT à bain d'huile était plus chaude que lui !!!.

ALIMENTATION FILAMENT ET CIRCUIT DE POLARISATION

Le circuit n'apporte pas de commentaires particuliers si ce n'est la self de choc en série dans l'alimentation filament

qui bloque le retour HF vers le transfo d'alimentation 5 volts qui peut être aussi réalisée en bobinant 20 spires sur un

barreau ferrite de diamètre 10 mm comme je l'ai fait sur un ampli utilisant 3 tubes 813.

Le circuit comporte 14 diodes BY255 en série, le courant de repos à 50 mA a été obtenu avec seulement 8 diodes, en

shuntant les autres par un strap. Donc en réception, le tube est bloqué en ayant une résistance de 22 K en série dans

le circuit de cathode et le relais de cette platine met en oeuvre en émission, ces 8 diodes qui débloquent le tube

dans sa plage linéaire d'amplification.

COMMANDE EMISSION-RECEPTION DES RELAIS

Les relais sont alimentés dans tous les cas en 12 V , la consommation globale est de 0,5 A.

Ce sont les 2 relais d'entrée et sortie d'origine de l'ampli qui sont les plus gourmands.

C'est une petite platine générale qui gère l'ensemble, car dans la plupart des transceivers d'aujourd'hui, la

commutation d'un ampli oblige à un courant réduit étant gérée par la jonction d'un transistor n'acceptant pas des

courants conséquents.

CIRCUIT D'ENTREE

Ce circuit a demandé du temps de mise au point, car aucune description pour un seul tube 3-400Z ou 3-500Z n'a été

trouvé sur internet...

Des descriptions avec un seul de ces tubes existent bien, mais aucune description ne précise ou ne donne des valeurs

pour chacune des bandes, beaucoup de descriptions attaquent le tube en direct, sauf qu'aujourd'hui, les exciteurs

sont des émetteurs récepteurs transistorisés et qui préfèrent une bonne adaptation sous 50 ohms sous peine de

réduire la puissance de sortie par leur système de sécurité du PA.

Donc il fallait trouver les bonnes valeurs pour que le résultat soit là !! et il est quand même mieux pour le

rendement du tube que les conditions soient assurées et les adaptations d'impédance aussi.

Ce circuit d'entrée mérite quelques précisions. Les mandrins sont des 8 mm( n'ayant mieux en diamètre) et il a fallu

réaliser en tournage des cylindres pour porter le diamètre à 13mm. Les mandrins de 8mm ont été engagés dans les

réalisations plastiques puis bobinés ensuite.

Le circuit a été réalisé en fonction des disponibilités du commutateur, mais la commutation entrée et sortie peut

aussi être réalisées avec des relais dans le PI d'entrée, comme ce fut le cas de mon ampli avec 3 tubes 813 en

parallèle.

Un conseil cependant, les capacités qui sont vendues dans le commerce des quelques vendeurs de composants

électroniques sont plutôt des capacités de découplage sous 1 KV et plus , mais pas des capacités HF et j'ai eu la

mauvaise surprise dans le circuit d'entrée de voir les capacités monter en échauffement et leurs valeurs changer, ce

qui m'a valu des interrogations avant de me rendre compte que ce sont des capacités de qualité déplorable en HF,

mais sans doute utilisables en découplage seulement. Donc prudence sur le choix des capacités qui doivent ajuster

les circuits d'entrée.

CIRCUIT EN PI DE SORTIE

J'ai gardé celui d'origine, mais bien sur, il a fallu remettre toutes les prises au bon endroit en fonction des

fréquences. J'ai ajouté la self L9 qui n'existait pas pour palier aux flashs éventuels des capacités du circuit en PI.

Par contre, j'ai ajouté sur 40 et 80 m des capacités additionnelles sur le CV de sortie côté antenne, soit 330 pF pour

40m et 560 pF pour le 80m.

J'ai supprimé des lames sur le CV plaque de 317 pF d'origine pour le ramener à 180 pF soit la moitié des lames

mobiles bien qu'il serait mieux d'enlever encore une lame pour s'approcher de 150 pF pour être plus souple et donc

moins pointu en 21 et 28 sur le réglage du CV de plaque, mais j'avais déjà fait la gravure de pré-positionnement en

façade !!!

Je n'ai pas touché les bobines du circuit en PI d'origine sur la sortie du PA, mais par contre j'ai remis les bonnes

valeurs pour les spires sur les bobines.

Je donne les valeurs sur les bobines d'origine mais aussi les précisions pour reproduire la même chose.

MESURES

Détails des prises sur les bobines du PI de sortie et les capacités additionnelles pour 7 et 3,5 MHz.

Vue générale de la partie supérieure de l'amplificateur

Détail sur le tube de puissance et son alimentation en HT et la liaison au circuit en PI pour la HF.

Détail du coffre de la ventilation du tube avec sa self en série dans l'alimentation filament et l'attaque du tube en

entrée HF de l'exciteur.

Après avoir augmenté de quelques watts la puissance à l'excitation , tout en restant raisonnable et sans qu'en

longueur de tune, rien n'affecte aucun paramètre, voici des valeurs de référence donnant un repère à l'issue des

réglages. Les valeurs d'excitations viennent sans doute compenser les pertes dans le circuit d'entrée peut être pas

parfait, car les débits plaques et grille ne sont pas pour autant excessifs et dans les normes des possibilités du tube 3-

400Z et garantissent sa longue vie !!

BANDE I. grille I. anode VCC anode en charge P. excitation

3,5 80 mA 290 mA 3000V 40 W

7 60 mA 260 mA 3000V 38W

14 65 mA 280 mA 3000V 38W

21 70 mA 320 mA 3000V 38W

28 70 mA 290 mA 3000V 38W

J'ai tenté une excitation de 38 watts au lieu des 35 watts ci-dessus, le résultat n'est pas probant, sauf sur 28 ou avec

40 watts la sortie est un petit peu plus généreuse, mais les quelques 10 watts ne vont pas faire la différence chez un

correspondant, donc préservons la vie du tube !!!