Er werden lange tijd lijneindtrappen van televisies gebruikt (sweep tubes), zelfs na de komst van de transistoren. Eerst PL504 (die in zwart-wit televisies gebruikt werden) en dan PL519 (kleurentelevisies).

De versterkers werken een beetje zoals audio versterkers: ze versterken het signaal zoals een lineaire audioversterker (vandaar de naam "linear"). De meeste audioversterkers hebben een symmetrische configuratie (push pull) maar bij radiofrekwente versterkers gebruikt men vooral een single ended configuratie en dient de afgestemde kring om het signaal te corrigeren (en de harmonischen te onderdrukken!)

Spanningsvermenigvuldiger met 230V gevoed, levert ongeveer 1150V gelijkgericht en gefilterd. Voor een drievoudige spanning moet men een enkelvoudige gelijkrichter combineren met een spanningsverdubbelaar.

Hoogspanningsvoeding

Men heeft filterelko's van hoge waarde nodig om de rimpel zo goed mogelijk te onderdrukken zodat de amplitude van het radiosignaal constant is. Aangezien men doorgaans met AM of SSB (EZB: enkelzijband) werkt hoort men de rimpel op het gedetecteerd audiosignaal. In tegenstelling met audioversterkers wordt de rimpel niet onderdrukt door een symmetrische montage (verder op de pagina is er een push pull versterker).

Elko's van meer dan 350V zijn moeilijk te vinden: men kan een elko van 470/700V vervangen door twee van 1000µF/350V in serie, met parallel over ieder elko een bleeder weerstand van 100kΩ om de spanning te verdelen.

Koeling

Indien nodig kan je de witte oppervlaktes zwart schilderen zodat ze de IR straling kunnen opnemen in plaats van die terug te kaatsen naar de buizen.

Men moet een geforceerde koeling voorzien met computerventilatoren (één per PL519). Er moeten voldoende openingen onderaan de kast gemaakt worden zodat frisse lucht aangezogen kan worden. De ventilatoren blazen de warme lucht naar buiten. Men gebruikt best een timer die de ventilatoren op vol vermogen laat werken gedurende 1 minuut na het zenden, en dan wordt op er op een lager vermogen geschakeld (relais die tussen 12V en 5V schakelt).

Het zenden is AM vraagt meer vermogen gedurende de volledige zend periode. Bij SSB hangt het vermogen af van de modulatie en is laag als er geen modulatie is. In AM is het aangeraden slechts 5 seconden te zenden om de 12 seconden.

Vervangbuizen

De PL519 zijn moeilijker te vinden en kunnen eventueel vervangen worden door originele EL509 met een gloeispanning van 6.3V. De originele EL509 hebben een anodecontact boven de buis, de nieuwere versie in octalvoet kunnen niet gebruikt worden omdat de spanning te hoog is.

De 6KG6 is het amerikaans equivalent (6.3V gloeispanning) of 40KG6A op 40V gloeispanning (een "A" geeft aan dat de buis een hogere kwaliteit heeft).

Een russisch equivalent is de 6P45S (6.3V), gemaakt door Svetlana. De kwaliteit van de buizen kan zeer wisselvallig zijn, er is veel namaak.

Sturing op g1

De ohmse weerstand van het rooster is nagenoeg oneindig en het vermogen van de zender-ontvanger moet in een weerstand gedissipeerd worden. Dit is een zuiver verlies, maar zorgt ervoor dat de zender in de best mogelijke omstandigheden kan werken. De capaciteit van de buizen begint wel een invloed te hebben bij de hoogste frekwenties (27MHz) en men moet een afgestemde kring aan de ingang gebruiken. Dit is zeker het geval als men meerdere buizen parallel gebruikt. De afgestemde kring houdt rekening met de impedantie van de buizen.

We hebben eerst een versterker met 4 PL504. Deze schakeling is redelijk standaard en het ontwerp wordt gebruikt in andere schakelingen.

Het signaal komt op het stuurrooster die een negatieve voorspanning heeft. Tijdens de ontvangst is de rooster sterk negatief en zijn de buizen volledig afgeknepen. De schermroosters worden op een hoge positieve spanning gehouden om een hoge anodestroom mogelijk te maken.

We hebben 4 kleine filters op de anodes, bestaande uit een weerstand van 100Ω waarop enkele wikkelingen geïsoleerde draad gelegd worden. Dit is voldoende om parasitaire oscillaties te onderdrukken. De stroom moet ingesteld worden op 100mA totaal (AM signaal en geen modulatie).

Wat belangrijk is, is de uitgangsfilter die verschillende funkties heeft: de filter moet de impedantie van de 4 PL504 aanpassen aan de antenne en een afgestemde kring vormen om vervorming tegen te gaan. Bij een vermogen van 50W werken de buizen onmogelijk in hun lineair gebied en de afgestemde kring zorgt ervoor dat de golfvorm (sinus) weer hersteld wordt. Men gebruikt doorgaans een π-filter met een bandenschakelaar (10, 15, 20, 40 en 80 meter) en twee afstembare condensatoren.

Als de kring niet correct afgestemd wordt dan produceert de versterker harmonische die op verschillende frekwenties hoorbaar zijn. Wat een luisteraar hoort op een harmonische frekwentie is gekraak of een veranderlijke fluittoon naargelang je in SSB of AM uitzend ("birdies").

De instelling van de uitgangsfilter dient om de harmonischen zo sterk mogelijk te onderdrukken (de kring moet afgestemd worden op de zendfrekwentie) en een tweede instelling om de uitgang af te stemmen op de antenne. Met deze tweede instelling zorg je dat het zendvermogen maximaal wordt door een correcte aanpassing.

De versterker is asymmetrisch en levert vooral even harmonischen (maar in de praktijk hoor je het verschil niet en stoort de zender op alle harmonischen). Ik heb hier een skoopbbeld die ik gemaakt heb toen ik in de jaren 2010 zo'n zender moest hetsrellen. We hebben eerst een draaggolf op 3.8MHz met 90% AM 1kHz (cyan), en het sigaal dat opgevangen wordt door een losstaande afgestemde kring op 7.6MHz (de amplitude van beide signalen is niet op schaal).

In de praktijk zal men niet zo'n vorm bekomen, zeker als men in SSB zendt. De harmonische zijn sterk wisselend en produceren gekraak op verschillende frekwenties. Dit is voldoende om je zendlicentie te verliezen!

Hier gebruikt men een PL519, maar de schakeling vertoont veelk gelijkenissen met de andere schakelingen. We hebben eerst een relais met 3 contacten die door het PTT signaal van de zender gestuurd wordt. De contacten schakelen het antennesignaal en schakelen al dan niet de eindtrap in.

Het signaal gaat direct naar het stuurrooster van de PL519 via een kleine condensator van 10nF. Het rooster zit op 0V, maar de polarisatie van de buis wordt voorzien door een aantal diodes 1N4001 in serie in de cathodekring, zodat men een ruststroom van 20 à 25mA heeft (in rust = zonder draaggolf). Dit systeem zal je in veel schakelingen met PL519 terugvinden. De dissipatie bedraagt 27W in rust, de waarde ligt dicht bij de maximale dissipatie van de buis (35W) terwijl er nog niet uitgezonden wordt.

We hebben nu een zeer interessante deel (dat je ook in anndere ontwerpen met PL519 zal terugvinden). L2 is een autotransfo die de wisselspanning (draaggolf) zal verhogen (× 3). De spanning wordt vervolgens verdubbeld en gelijkgericht. Dit wordt dan de schermroosterspanning, die evenredig is met de spanning van de draaggolf. Met deze spanning wordt de PL519 min of meer open gestuurd naargelang de modulatie. De buis kan een vermogen van 100W leveren (gedurende enkele seconden). Dit systeem zorgt voor de laagst mogelijke vervorming.

De PL519 mag slecht ingeschakeld zijn tijdens het effektief zenden, en tussen twee uitzendingen moet de buis kunnen afkoelen (de buis dissipeert tot 300W tijdens het zenden). Tijdens de ontvangst zorgt een cathodeweerstand van 10kΩ voor een lage ruststroom.

De π-filter is zeer belangrijk want de PL519 is niet lineair bij dit hoog vermogen. In feite geeft de buis korte stroomstoten, die dan omgezet moeten worden in een sinus door de afgestemde kring.

De volgende schakeling levert een nog hoger vermogen (4 PL519 in parallel).

De schakeling is nagenoeg identiek aan de vorige maar heeft 4 egalisatieweerstanden naar de cathode. De weerstanden worden ontkoppeld om verliezen te beperken. De schermroosters hebben ook stopweerstanden om oscilleerneigingen te onderdrukken.

De gloeistroom wordt voorzien door een serieschakeling (40V * 4) op de netspanning (secundair van de scheidingstransfo). Om de stroom te beperken moet men een niet-gepolariseerde condensator van 6µF/350V in serie plaatsen. Dergelijke condenstaoren zijn gemakkelijk te vinden, ze worden gebruikt als startcondensator van asynchrone motoren die monofasig gebruikt worden. Een minder optimale oplossing is het gebruik van een serie diode 1N4007.

Cathodesturing

De schakeling is meer lineair en geeft een hoger vermogen (+10%) in vergelijking met een gemeenschappelijke cathodeschakeling. In de vorige schakelingen wordt het vermogen van de stuurtrap in een weerstand gedissipeerd, hier wordt het vermogen opgeteld bij het vermogen van de eindtrap. Voor de wisselspanning gedraagt de schakeling zich als een serieschakeling waarbij de twee spanningen opgeteld worden.

Als de ingangsspanning positief is, dan wordt het rooster meer negatief in vergelijking met de cathode en gaat de buis minder geleiden (de anodespanning wordt positief). Als de ingangsspanning negatief is, dan wordt het rooster meer positief en gaat de buis meer geleiden. Het is zelfs mogelijk dat de anodespanning onder de 0V komt want de PL519 in geleiding heeft een zeer lage inwendige weerstand.

Alle roosters worden doorgaans aan de massa gelegd (de PL519 heeft een aparte uitgang voor het keerrooster), maar je kan het schermrooster op een licht positieve spanning zetten. Een enkelvoudige gelijkrichter die de modulatie gelijkricht en filtert is voldoende (het schermrooster trekt weinig stroom).

Met de schakeling rechts haal je een vermogen van 500W (beperkt tot 350W op 27MHz). De zender moet een vermogen van 50W kunnen leveren.

De configuratie aan de ingang hangt af van de zender: de weerstand van 100Ω dissipeert nodeloos vermogen en kan verwijderd worden in bepaalde gevallen, zoals de kleine condensator van 100pF die de kabelinductie moet compenseren.

T1 is een aanpassingstransfo 4:1 die de impedantie aanpast, maar de verhouding kan verlaagd worden naar 2:1 als men de ingangsweerstand weg haalt. Men moet metingen doen en de totale harmonische vervorming meten. Soms is zelfs een enkele HF smoorspoel voldoende (1:1 verhouding). Bij het verwijderen van de weerstand is de booster meestal enkel nog bruikbaar op één frekwentieband.

De transistor is een eenvoudig middel om de stroom door de eindtrappen in te stellen (20mA per buis zonder draaggolf). Van zodra de juiste spanning bepaald is, kan de transistor vervangen worden door een dikke weerstand indien men de transistor voor iets anders wilt gebruiken.

Men moet de massa aansluitingen verzorgen. Het is beter 10 geïsoleerde draden te gebruiken dan één dikke draad om het skin effket te vermijden.

Push pull schakeling

Dit zijn de onderdelen:

• C1, C2 1 nF, 100 V
• C5 1 nF, 400 V
• C3, C4 47 nF, 100 V
• C6, C7, C8 0,1 µF, 1 kV
• C9 2x 500 pF, 1 kV instelbaar
• C10 470 pF, 1000 V
• C11 2x 500 pF, 250 V, instelbaar
• D1,2 1N4148
• D3, D4 2...5x 1N4001 seriegeschakeld om 30mA ruststroom te bekomen
• D5 1N4001
• R1, R2 200 Ohm, 5x 1 kOhm parallel, 2 W
• R3 1,2 kOhm, 2 W
• R4 10 kOhm, 2 W
• R5, R6 10 Ohm, 2 W
• R8, R9 2,2 kOhm, 1/4 W

Voor de schermroosterspanning gebruikt men het principe van de spanningsvermenigvuldiger (dit deel is niet aanwezig op de szchakeling). Het is met deze configuratie dat de beste lineariteit bereikt wordt (minste hoeveelheid harmonischen). Bij maximaal vermogen stijgt de g2-spanning tot 200V.

De cathode wordt hier ook gepolariseerd met een reeks 1N4001 diodes om tot een anodestroom van 30mA te komen per buis. Door ook de roostervoorspanning te veranderen kan men een punt bereiken waar de vervormingen minimaal zijn.

De uitgangstransfo is moeilijker te vinden (men zal die in ieder geval zelf moeten wikkelen). Men moet een ringkern vinden die een hoog vermogen op een hoge frekwentie kan overbrengen. Daarom wordt de booster ontwikkeld voor een enkele frekwentieband en gaat men niet tot 27MHz.

De ringkern moet voldoende groot zijn zodat die niet oververhit geraakt tijdens het zenden. Bij een grote ringkern kan men een middenaftakking voorzien zodat de dubbele smoorspoel (T2) vermeden kan worden.

De voedingsspanning bedraagt 630V (230V verdubbeld, gelijkgericht en gefilterd). Het beschikbaar vermogen bedraagt meer dan 300W in AM en 400W in SSB. Bij een symmetrische schakeling kan de versterker meer in classe B werken met een wat hoger rendement.

Deze push pull booster wordt verder op deze pagina besproken.