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AMPLIFICATEUR HF 500W 2 X QB3-300 F6KJU

Il est parfois utile, sans pour autant tomber dans l’excès, de disposer d’un peu

de puissance supplémentaire. Elle permet le plus souvent d’améliorer le confort

d’écoute du correspondant lorsque la propagation est un peu capricieuse mais

aussi d’aider à se signaler lorsque le DX rare se présente et que le brouhaha de la

meute réduit sérieusement les chances d’être entendu. Pour obtenir cette

puissance, deux solutions s’offrent à vous :

- acheter un amplificateur tout fait mais ces appareils coûtent cher.

- le fabriquer vous même, c’est le rêve mais comment faire ?

La construction d’un amplificateur est tout à fait envisageable si l’on est méthodique

et bon bricoleur. Elle est sans aucun doute la solution la plus économique et elle est

très intéressante sur le plan technique. De plus, cette réalisation vous procurera

des sensations incomparables à celles d’un matériel acheté tout fait.

Cette petite description n’a pas la prétention d’être une étude technique, elle a

simplement pour but de montrer et d’expliquer comment, avec des moyens

relativement modestes, il a été possible de construire cet amplificateur au sein du

radio-club F6KJU. Elle vous donnera peut-être aussi envie de tenter l’aventure.

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1) Présentation

Cet amplificateur est construit autour de deux tubes tétrodes QB3-300

montés en grilles à la masse. Le montage est classique et a été simplifié au

maximum tout en respectant les points importants qui permettent de garantir une

bonne stabilité et une bonne linéarité (circuit d’entrée accordé pour le filtrage et

l’adaptation d’impédance, ajustage correct du courant de repos, circuit de sortie bien

adapté). La plupart des éléments qui le constituent ont été récupérés au sein même

du Radio-club sur des appareils au rebut gardés pour pièces ou alors fabriqués à

partir de matériaux qui, pour certains, n’étaient pas du tout destinés à la radio. En

effet, moyennant quelques heures de travail et un peu d’imagination, il a été

possible de contourner le problème d’approvisionnement et aussi de coût de

plusieurs composants importants. Le transfo HT provient d’un four micro-onde, quant

au commutateur de bandes, il a été fabriqué de toutes pièces (deuxième partie). En

ce qui concerne la mise au point, elle a été faite avec l’appareillage de mesure

habituel que tout OM dispose dans sa station. Cet amplificateur délivre au mieux

500w de 3.5 à 14MHz, 400w sur 21MHz et presque 300w sur 28 MHz. L’alimentation

HT est de 3KV (max), il faut faire très ATTENTION

2) Analyse du schéma

2 /1 côté tubes

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Les grilles des tubes sont reliées a la masse, ils fonctionnent donc en

triode.La polarisation se fait sur les cathodes. Sur ces tubes, à chauffage direct, les

filaments font office de cathode, il est donc important que l’enroulement de chauffage

ait un point milieu afin de permettre une bonne répartition des courants sur toute la

surface des filaments.

L’excitation des tubes se fait à travers C13 et C14 de chaque côté des

filaments de façon à bien attaquer les cathodes.

L’alimentation issue du transfo arrive sur les filaments en traversant RFC3 qui

est bobinée 2 fils en main sur un barreau de ferrite de 10mm récupéré sur un vieux

BCL. Le courant de repos sera ajusté entre 55 et 60 mA (30mA par tube) pour

obtenir un fonctionnement normal et une bonne linéarité. Pour obtenir cette valeur

avec une tension anodique de 2800V, il faut insérer 8 diodes BY255 en série entre le

point milieu de l’enroulement de chauffage et la masse. Un milliampèremètre sera

branché comme sur le schéma pour faire cette mesure. Pour diminuer le courant de

repos il faut ajouter une ou des diodes, pour l’augmenter, en supprimer. Le courant

cathodique traverse ces diodes et développe aux bornes de l'ensemble une tension

positive par rapport à la masse, la tension grille cathode devient donc négative.

Côté anodes, La HT (3kV max) arrive par la cellule RFC2-C15-C16 et la self

RFC1, les deux selfs de choc CH1 et CH2 empêche toute oscillation parasite VHF ,

ces tubes étant capable de travailler jusque 120 MHZ. Un essai a toutefois été fait

en les retirant et en tournant les CVs du circuit de sortie dans toutes les positions,

aucune oscillation parasite n’a été constatée, ce qui est toujours une bonne

indication. Elles ont été laissées en place par précaution.

La HF traverse ensuite C1 et arrive sur le circuit de sortie en PI dont le rôle est

d’adapter au mieux l’impédance des tubes à celle de la sortie pour avoir le meilleur

transfert d’énergie possible. Le commutateur de bandes permet de sélectionner la

portion de self correspondant à la bande utilisée.

Une self de choc HF RFC4 est montée entre la sortie du circuit en PI et la

masse. Elle permet de provoquer un court-circuit sur la HT et de faire claquer son

fusible si la capa de liaison C1 venait à se mettre en court-circuit. Sans cette

protection, la HT pourrait partir dans le feeder et avoir de graves conséquences.

Un petit circuit de mesure en sortie donne une indication sur la puissance de

sortie de l’amplificateur. Cette puissance est relative.

La commutation émission/réception est assurée par RL1.

2 /2 Le circuit d’entrée

Une quantité suffisante de relais identiques ayant pu être récupérée sur des

carcasses d’appareils, c’est la solution des circuits commutés par relais qui a été

retenue. Un petit commutateur rotatif à 7 positions commande sur chacune d’elles

deux relais qui sélectionnent un filtre. Un de ces filtres n’a pas été équipé

volontairement et a été shunté, permettant ainsi d’attaquer directement les cathodes

pour pouvoir effectuer d’éventuels essais.

Cette platine de commutation a été en partie blindée avec de la tôle de façon

à limiter son exposition à la HF rayonnée par l’ampli afin d’éviter les accrochages.

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Les liaisons entre ce bloc d’entrée et le châssis de l’ampli sont faites avec du

câble coaxiale RG58U ce qui permet de le rendre amovible et de pouvoir accéder

facilement aux noyaux et condensateurs ajustables pour les réglages, ce qui est très

pratique pour la mise au point. Chaque extrémité des câbles coaxiaux (côté bloc

d’entrée et côté ampli) doit impérativement être réunie à la masse, ce détail est

important sinon il y a de grosses instabilités lorsque l’on touche ou lorsque l’on

bouge le bloc (voir même de grosses difficultés à régler).

Ces phénomènes disparaissent dès que les masses sont établies. L’alimentation de

cette platine est assurée par un petit bloc adaptateur 12v/800mA courant continu, il

n’alimente que le bloc d’entrée.

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2/3 Le circuit de sortie

Il est réalisé en deux parties, une self pour les bandes hautes de 10 à 20m et une

autre pour les bandes basses de 80 à 40m. Les deux selfs doivent être

perpendiculaires et le commutateur de bandes doit être placé le plus près possible

des selfs pour que les liaisons soient courtes. Il faut essayer de disposer tous les

éléments du circuit de sortie de façon à ce que tout soit au plus près. Ce circuit doit

être le plus compact possible ce qui limitera les pertes. Il ne faut pas que les selfs

de choc HT se trouvent trop près et parallèles aux selfs du circuit de sortie. La capa

de 2nF/18kV assure la liaison entre les tubes et le circuit de sortie. Cette capa doit

être de très bonne qualité car les tensions mises en jeu à cet endroit sont très

élevées

Le fil utilisé pour la self bandes hautes a été récupéré sur un secondaire de

transfo de chargeur débobiné pour une autre utilisation, il fait 3 mm de diamètre.

Celui de la self bandes basses fait 2,5 mm.

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L’écartement entre spires sur la self bandes basses est assuré par des

bandelettes de repères de fil utilisés pour le câblage des armoires électriques. Ces

bandelettes ont été collées à la cyanolite sur des languettes d’époxy découpées

dans de vieilles plaques de circuits imprimés. Ce système est assez pratique car le fil

de 2,5 mm de diamètre s’encliquète parfaitement dans les repaires et on obtient un

espacement entre spires très régulier (de plus la qualité du plastique ne semble pas

occasionner de pertes trop importantes).

Une petite embase isolante fabriquée avec du plexi et un bout de tube en

PVC permet à la self de reposer sur le fond de l’ampli et d’avoir une bonne tenue

mécanique.

2/3 Le chauffage des tubes

Pour chauffer correctement les deux tubes, il faut 5V-13A (6,5A par tube) ils

ont été obtenus en recyclant un transfo torique de 24v 250VA récupéré également

sur un appareil au rebus.

Pour notre utilisation, nous avons besoin de 65W, il y a de la marge. Une

mesure est faite avec dix spires, elle donne 0,2V par spire, il faut donc 25 spires

avec un point milieu pour obtenir nos 5V et il faudra faire deux enroulements

identiques qui seront mis en // pour pouvoir obtenir nos 13A sans problème (section

du fil). Après essais en charge, il a fallu monter à 26 spires pour obtenir les 5V (pour

La self de choc filaments

Des transfos très pratiques

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ce modèle de transfo). Si les deux enroulements sont bobinés séparément, il faut

faire attention lors de leur mise en //, il doivent être en phase sinon ça fait un

magnifique CC et ça brûle instantanément ou presque !! (Schéma ci-dessous).

Lorsque le transfo est terminé,

on le rhabille avec ses bandes de plastique, il ne faut pas hésiter à bien les tendre,

cela lui redonnera un aspect neuf. Il sera fixé sur le châssis juste à côté des tubes.

2/4 L’alimentation HT et le circuit de commande.

Idéalement, il faudrait réussir à obtenir 3kV sous 350/400mA pour que nos

QB3-300 donnent le meilleur d’elles mêmes. Faute de transfo adapté mais disposant

de plusieurs transfos de fours micro-ondes dont un beaucoup plus gros, c’est cette

solution qui a été retenue. Ces transfos délivrent en moyenne une puissance de

700/800W et leur tension de sortie est de 2000V ce qui nous donnerait 2800V, c’est

pas mal mais la puissance est un peu juste. Le choix s’est donc porté sur le plus

gros des transfos, sa puissance n’est pas inscrite dessus mais il doit être issus d’un

four de 900w.

Il est en effet possible d’utiliser ces transfos mais il faut leurs apporter

quelques petites modifications pour augmenter un peu leur rendement et pouvoir les

brancher correctement. Tout d’abord, il faut extraire les deux shunts magnétiques qui

sont logés dans le circuit magnétique. On y arrive facilement en utilisant une tige en

acier ou en inox de cinq millimètres de diamètre, on bloque bien le transfo dans un

étau et on chasse les deux shunts (un de chaque côté entre les deux enroulements),

attention sur certains modèles, les shunts arrachent les spires du primaire lorsqu’ils

sortent de l’autre côté car la galette du primaire n’est pas bien plate, il faut bien faire

attention, guider la sortie du shunt sinon il passe sur l’enroulement et c’est foutu ! j’ai

eu la blague et en plus c’est vite fait !. Ensuite il faut déconnecter l’enroulement HT

côté masse, glisser un petit morceau de plaque époxy assez épais entre le fil de

sortie et le circuit magnétique de façon à bien isoler, puis rallonger le fil et venir le

fixer en perçant un petit trou dans le papier cartonné de l’enroulement et faire

quelques petits tours de fil pour le fixer .(voir photo). Le transfo est prêt.

- Les enroulements doivent être bobinés

comme sur le schéma .Attention au sens

des enroulements. Il faut ensuite réunir

les fils ayant les mêmes repères pour que

la mise en // soit correcte.

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Détail de la modif. à faire sur les transfos de fours micro-ondes

Emplacements

des shunts

Point de masse

Déconnecté Connecté

Sur certains modèles, les

shunts arrachent le primaire

à ces endroits. Il faut faire

attention

Sorties HT

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Le schéma

L’alimentation comprend le circuit de commande avec son alimentation 12V,

le transfo de chauffage filaments (5V avec point milieu) et le transfo HT qui est

alimenté d’une façon un peu particulière comme on peut le voir sur le schéma.

En effet, un transfo micro-ondes de part sa conception a tendance à chauffer,

même à vide car son circuit magnétique est saturé. Cet échauffement a pu être

réduit légèrement en abaissant un peu la tension appliquée sur l’enroulement

primaire. Cela a été possible en mettant en série sur son alimentation le secondaire

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d’un transfo BT (24V/5A environ) alimenté en opposition de phase, faisant ainsi

chuter les 230V du secteur à 206V environ. Par contre, le fait d’avoir réduit la tension

de 24V au primaire a entrainé une chute de tension d’environ 208V au secondaire.

Pour essayer de les récupérer, le circuit magnétique a été ouvert en faisant sauter

les deux cordons de soudure, proprement, avec un petit lapidaire. Une petite galette

a été fabriquée en carton très rigide, au bon format, pour qu’elle puisse venir se loger

et combler l’espace qui avait été libéré après avoir retiré les shunts magnétiques et

l’enroulement de chauffage. Cette petite galette a ensuite été remplie avec un

maximum de spires de fil de 4/10 de mm puis installée sur le transfo. Le circuit

magnétique a ensuite été « refermé », mis sous presse et le cordon de soudure refait

avec beaucoup de précautions. Le nouvel enroulement a ensuite été branché en

série avec l’enroulement HT (en phase cette fois ci). L’essai qui a suivi a permis de

montrer que la tension était à nouveau de 2000V sur le secondaire.

Toutes ces modifications peuvent paraître bien compliquées, surtout si l’on ne

dispose pas de l’outillage nécessaire. Mais, dans le feu de l’action et ne serait-ce que

pour savoir si tout cela allait fonctionner, l’expérience était intéressante et méritait

d’être menée jusqu’au bout !

Pour faire plus simple et si l’on dispose de deux transfos identiques (c’est

l’idéal), on peut les coupler ensemble en branchant leurs primaires en série ainsi que

leurs secondaires (après les avoir modifiés bien sure), cela permet de régler le

problème de la puissance puisqu’elle se voit doublée mais aussi celui de

l’échauffement puisqu’on sous alimente les primaires.

Cette façon de faire fonctionne bien mais on peut, si on le désire, chercher à

élever notre tension à 3000V pour avoir le gain maximum. Pour cela il faudrait

appliquer une tension supérieure à 230V sur les primaires. Cela est possible en

insérant comme précédemment le secondaire d’un transfo BT de 15v/5A dans

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l’alimentation des primaires mais cette fois ci en l’alimentant en phase ce qui

permettra d’élever nos 230v à 245v, il n’y aura aucun problème pour les transfos

puisqu’ils sont sous alimentés. Cette opération portera la tension secondaire à 2130v

ce qui donnera 3000v en sortie d’alimentation.

Sur le même principe, on pourrait continuer à élever la tension primaire jusque

320v, puisqu’il y a encore un peu de marge, de façon à obtenir une tension de 4kv en

sortie. Cela permettrait de pouvoir alimenter un amplificateur comme celui-ci par

exemple, mais qui n’utiliserait qu’un seul tube de type QB3,5-750 ou pourquoi pas

QB4-1100 si on se limite à 500w HF.(rajouter dans ce cas deux capas de filtrage en

série)

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Quelques retouches seraient sans doute nécessaires sur les circuits d’entrée

et sortie ainsi que sur le réglage du courant de repos mais elles devraient être

minimes.

Les galvanomètres utilisés pour le voltmètre et le milliampèremètre, ont été

récupérés sur une ancienne baie. Des nouvelles échelles ont été faites, une de 0 à

600 mA et l’autre de 0 à 3000v. Pour étalonner le milliampèremètre, la bonne valeur

du shunt a été déterminée en coupant progressivement une longueur de fil isolé de

9/10 de mm mise en // sur le galvanomètre, ce dernier étant monté en série dans un

circuit constitué d’une alim courant continu de 12v, une ampoule 12v/5w (420mA

env.) et un ampèremètre numérique. On part d’un fil trop grand que l’on coupe

progressivement jusqu’a ce que la valeur lue sur le galva corresponde avec celle de

l’ampèremètre numérique, ensuite on bobine le fil sur un petit bout de tube plastique

et on dispose le shunt sur l’alim entre le – du pont de diode et la masse. Les fils du

galva en façade viendront se brancher sur ce shunt.

Enfin pour assurer un démarrage en douceur de l’alimentation (Soft-Start), le

transformateur HT est alimenté à travers une résistance de puissance de 50 ohms

durant environ trois secondes, elle est ensuite shuntée par le contact d’un relais

commandé par une petite temporisation réglable. Ce système permet d’éviter un

courant important et inquiétant dans les capas de filtrage.

3) Construction

L’amplificateur est composé de quatre éléments principaux :

- le bloc d’alimentation HT

- le bloc amplification

- le bloc circuits d’entrée

- la caisse avec les organes de commandes et de mesures

3/1Le bloc alimentation HT

Toute la partie HT de l’alimentation est câblée sur un petit châssis fabriqué

avec un vieux filtre de ventilation. Ce filtre a été débarrassé de sa partie filtrante pour

ne conserver que son contour qui a ensuite été découpé, plié et fixé à la dimension

voulue avec des rivets, une plaque d’alu vient ensuite couvrir le tout. Ce petit châssis

a permis de réaliser une alimentation très compacte grâce à une bonne disposition

des éléments. Un ventilateur 230v alimenté à travers une résistance assure une

ventilation douce du transformateur. Cette alimentation a été essayée et chargée

Vieux filtre de

ventilation

L’alim HT vue

de dessous

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avec 12 ampoules de 230v/100w halogène montées en série ce qui représente une

charge de 1200w lorsque les ampoules sont correctement alimentées. Les essais ont

montré que la tension chutait mais pas de façon critique et que l’échauffement du

transfo était bien atténué par le doux brassage du ventilateur.

.

3/2 Le bloc amplification

Le châssis est fabriqué de la même façon, il supporte les tubes, le transfo de

chauffage avec la self de choc filaments, le relais de commutation E/R, l’alimentation

pour le circuit de commande, les selfs de choc HT et les embases de connexion pour

l’antenne, le circuit de commande, et le secteur 230v.

-L’alimentation HT prête à être

montée dans la caisse

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Les trous pour les supports de tubes ont été faits avec une scie cloche

diamètre 70 mm de bonne qualité montée sur une perceuse à colonne, il faut bien

tenir la plaque d’alu, si possible avec des serre-joints ou des pinces étaux et y aller

en douceur, le gain de temps est énorme et le résultat est bien net.

Le petit commutateur qui se trouve au centre de la face avant du châssis était

destiné à commuter les filtres d’entrée installés sous le châssis près des cathodes

mais l’idée a été abandonnée, c’est la solution des filtres commutés par relais qui a

été retenue pour des raisons d’accessibilité. Une fois le câblage terminé, le module a

été alimenté en 230v et les commutations, le chauffage des tubes et l’arrivée HT ont

été vérifiés et essayés afin que tout soit au mieux pour les essais. Un chauffage

prolongé et ventilé à aussi été fait pendant plusieurs heures de façon à réveiller un

peu les tubes. Le fil d’arrivée HT a été récupéré sur une THT de Téléviseur.

3/3 Le bloc circuits d’entrée

Le tracé du circuit étant très simple, il a été dessiné directement sur le côté

cuivré de la plaque d’époxy avec du scotch médical de marque 3M utilisé par le

personnel soignant dans les hôpitaux. Ce scotch est très pratique car il ne se décolle

pas au perchlo et on peut le diviser facilement pour en faire des bandes à largeur

voulue.

-Le bloc ampli vu

de dessous.

RFC3 D8 à D15

RL1

-Scotch utilisé dans le milieu

médical. Très pratique pour

dessiner les circuits

directement sur le cuivre.

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Les mandrins et les noyaux plongeurs ont été fabriqués car nous n’en avions

pas à disposition. Des tronçons de tube de porte-serviettes de bains ont été coupés

-Le circuit prêt à

être câblé.

-Fabrication des

mandrins et des

noyaux plongeurs

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à longueur, et taraudés à 8 mm. Les noyaux plongeurs ont été faits avec des bouts

de tige filetée en nylon de 8 mm percés avec précision sur une partie de leur

longueur au diamètre 5 mm pour pouvoir y loger assez durement des noyaux de

ferrite récupérés sur des selfs de choc de vieux magnétrons de fours micro-ondes

(elles se trouvent dans le compartiment celé où arrive le 5v pour le chauffage du tube

céramique). Le contour métallique autour du circuit a été fait en découpant avec une

cisaille sur pied une bande de tôle zinguée de 0.8 mm d’épaisseur et de 7 cm de

large, elle a ensuite été pliée aux dimensions du circuit dans un étau avec un

marteau et une cale de bois puis ce contour a été soudé au circuit imprimé avec de

l’étain et de la patte décapante à plusieurs endroits. Ce bloc, une fois terminé a été

alimenté en 12v et toutes les commutations ont également pu être testées.

4) Montage dans la boîte

Cette belle boite appartenait à un analyseur de gaz qui avait été mitraillé et

dont seule la caisse avait survécu. Elle dormait tranquillement dans notre local

préféré où on stock tout ce qui pourrait encore servir (tiens la preuve !).

Elle correspondait exactement à la boite recherchée. Un bon nettoyage, une

nouvelle face avant et ça devrait faire un truc super !

Une petite trappe sera découpée dans la tôle du dessous, elle permettra

d’avoir un accès facile sous les tubes.

-Après un bon nettoyage, la boite

est prête. Le fond n’étant pas

solide, il va falloir le renforcer

sérieusement. Une nouvelle face

avant sera également faite.

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. La nouvelle face avant a été découpée dans une tôle d’alu de 0.8mm trouvée

aussi dans notre local préféré. La disposition des condensateurs variables, des

galvanomètres et des inters a été déterminée de façon bien réfléchie pour que le

câblage du circuit de sortie soit le plus court possible et que l’esthétique soit correcte.

Un bon compromis a été trouvé et la face avant a pu être percée. Les trous

des galvanomètres ont aussi été fait avec une scie cloche et les trous de forme

rectangulaire en faisant des petits trous alignés de façon à découper suivant le tracé.

La plaque a ensuite été recouverte d’un film de couleur grise ce qui a permis

d’obtenir une belle finition. La sérigraphie quant à elle a été est faite avec une

étiqueteuse DYMO avec des bandes « noir sur transparent ».

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La face avant a ensuite été fixée et tous les éléments y ont été installés. Deux

renforts en U sont venus se poser et ont été fixés sur le fond de la caisse pour former

une sorte de châssis qui recevra le bloc d’alimentation HT et le bloc amplificateur.

Le circuit de sortie a ensuite été câblé mais les piquages intermédiaires n’ont

pas été soudés tout de suite car ils fallait les déterminer de façon précise en se

déplaçant sur la self avec une pince croco. Les blocs alim et ampli ont ensuite pu

être installés à leur place définitive.

Le restant du câblage de la face avant a aussi été terminé (inter M/A, inter

Stand by/opération, galvas) et le bloc d’entrée a pu être fixé et câblé. Deux câbles

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RG58U assureront la liaison entre ce bloc et le module d’amplification, un autre

câble multiconducteurs ira au commutateur de bandes et un quatrième amènera l’

alimentation 12v nécessaire aux relais.

Toutes les connexions étant maintenant établies, les essais vont pouvoir

commencer.

5) Vérifications avant les essais

Nos trois modules ayant été essayés préalablement, les dernières vérifications

seront simplifiées. Elles porteront surtout sur le câblage des organes de commande

et de mesure placés sur la face avant de l’ampli. Toutefois un petit contrôle de

dernière minute à l’ohmmètre sera fait avant d’appliquer la HT sur les tubes. Pour

cela on contrôle, tubes en place et ch1-ch2 branchées, qu’il n’y a pas de court-circuit

entre anodes et masse, également entre cathodes et plaque et entre cathodes et

masse où on doit retrouver la valeur des BY255 en série. On débranche ensuite le

départ HT du bloc ampli sur l’alimentation, met en place le cordon secteur derrière

l’ampli et on vérifie la continuité de la prise de terre avant de le brancher sur le

secteur. On reconnecte notre charge sur la sortie HT de l’alim et on y branche un

voltmètre avec une sonde HT, on branche le cordon secteur et on met en marche

l’amplificateur, nos ampoules doivent s’allumer correctement après avoir observé les

3 secondes de tempo qui avait été réglées préalablement. Notre milliampèremètre

doit indiquer la vraie valeur du courant débité puisqu’il avait été étalonné, on règle

ensuite le voltmètre à la valeur que nous donne notre appareil de mesure. Nos

tubes sont en chauffe et nos ventilateurs (alim et ampli) brassent tranquillement. On

laisse tout cela fonctionner un moment et on en profite pour vérifier la commutation

émission-réception, l’inter Std by/Op et le commutateur de bande qui doit

commander correctement tous les relais du bloc d’entrée, on le laissera sur la

position direct pour les premiers essais. Si toutes les vérifications sont bonnes, on

coupe l’ampli, on débranche la charge et on rebranche le cordon d’alim HT de l’

ampli et on peut passer aux essais.

-Un morceau de rail oméga est fixé

sur le côté gauche de l’ampli et

une glissière sur le côté gauche du

bloc de façon à le rendre amovible

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6) Les essais

A partir de maintenant il faut faire très attention car les manipulations vont se suivre

et c’est bien là le piège, il ne faut pas vouloir aller trop vite et il faut toujours

débrancher le cordon d’alim HT avant de remettre les mains dans l’ampli. Ce

système de branchement avec une fiche a été fait volontairement pour que l’on

puisse débrancher facilement la HT à chaque intervention, soyez prudent !

-La première chose à faire est de vérifier la valeur du courant de repos des

tubes et la corriger si nécessaire

-Poser l’ampli sur le côté pour pouvoir accéder sous les tubes.

-Brancher un milliampèremètre entre le groupement de diodes (D8 à D15) et

la masse et mettre en marche l’ampli, on doit mesurer entre 55 et 60 mA. Corriger si

nécessaire. Pour augmenter le courant retirer une ou plusieurs diodes, pour le

diminuer en rajouter. Retirer ensuite l’appareil de mesure et rebrancher le

groupement de diodes à la masse. Il n’y aura plus de retouche à faire si on ne

change pas la valeur de la HT.

-Brancher la sortie de l’émetteur sur l’entrée de l’ampli en intercalant une boite

de couplage et vérifier que le commutateur de bande de l’entrée de l’ampli est bien

sur la position direct. Brancher une charge fictive conséquente et un wattmètre en

sortie. - -

Brancher le cordon de commande entre le tranceiver et l’ampli et vérifier la

commutation émission/réception.

-Mettre le commutateur du circuit en PI sur la bande 20M (totalité de la self

bandes hautes), mettre le CV antenne à mis course et le CV plaque aux 3/4

d’ouverture. Appliquer une puissance de l’ordre de 5 à 10 Watts en FM à l’entrée de

l’ampli pour que le milliampèremètre monte au dessus de 60mA, regarder le

wattmètre de sortie et tourner le CV plaque jusqu’à trouver un pic de HF, tourner le

CV antenne pour améliorer, relâcher l’émission entre deux pour éviter de surchauffer.

Regarder les lames du CV plaque lorsque le maxi a été trouvé, si elles sont

fortement rentrées, il faut rajouter des spires, si elles sont complètement sorties, il

faut en supprimer. Sur 20m les lames du CV plaque doivent-être sorties au moins au

¾ (pour un CV de 180pf). Il faudra de toute façon chercher à obtenir le maximum de

HF avec le minimum de courant plaque. Maintenant chercher à adapter à l’entrée en

agissant sur la boite d’accord jusqu’à trouver le maximum de puissance en sortie.

Répéter les opérations de proche en proche à l’entrée et à la sortie jusqu’à obtenir le

maximum de HF en sortie. Arrivé à ce stade on peut augmenter progressivement

l’excitation pour se donner une idée du maxi. Après avoir réglé la bande 20m, on fera

les mêmes opérations pour le 17, le 15 et le 10m en utilisant une pince croco et un

morceau de fil souple qui sera soudé à la sortie de la self de façon à shunter des

spires et déterminer les points de piquages sur la self. Attention de toujours bien

débrancher le cordon HT avant chaque intervention le circuit de sortie. Plus on

montera en fréquence, plus les CVs seront ouverts et plus on descendra plus ils

seront fermés. On aura pu constater, au passage, qu’on a déjà flirté plusieurs fois

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pendant les réglages avec les 500w annoncés.

Lorsque le circuit de sortie est bien accordé sur toutes les bandes, on peut

s’occuper de la mise au point des circuits d’entrée.

Il faut essayer de respecter les valeurs des selfs et des capas annoncées ci

dessous même si cela risque d’être difficile au regard du matériel qui a été utilisé

pour les réaliser. Quelques écarts dans les valeurs sont donc à prévoir et il faudra

adapter en conséquence.

Les selfs et les capas étant en place, on intercale un ROSmètre sur la ligne

d’entrée de l’ampli et on sélectionne la bande voulue avec le commutateur, on excite

l’ampli avec 5 ou 10w en FM et on règle le noyau de ferrite de la self concernée de

façon a obtenir le maximum de HF, on mesure le ROS qui ne doit pas aller au delà

de 1.5, si ce n’est pas le cas, on peut rajouter des condensateurs ajustables sur les

capas existantes de façon à affiner les réglages. Il est possible de devoir rajouter ou

supprimer une spire pour pouvoir adapter au mieux.

A présent, il ne reste plus qu’à peaufiner les réglages pour chercher à sortir la

puissance maximale sur toutes les bandes. On en profitera aussi pour ajuster P1 de

façon à ce que notre indicateur de puissance relative indique à peu de chose près la

même puissance que celle du wattmètre. Attention aussi à ne pas faire surchauffer

les tubes, bien surveiller les anodes et ne pas les amener au rouge, cela se produit

surtout lorsque le circuit de sortie n’est pas encore bien réglé, c’est la raison pour

laquelle on excite toujours en douceur au départ tant que le creux plaque n’a pas été

trouvé pour ne pas faire subir au tube un courant trop important. Ne pas hésiter à

faire des pauses entre les réglages.

Pour éviter ce genre de problème et faciliter l’utilisation, des repères de

couleur, pour chaque bande ont été placés autour des boutons des CVs. Cela

permet de retrouver rapidement les points d’accord lors d’un changement de bande

et d’éviter aussi les longs tunes destructeurs pour les tubes et gênants pour le trafic.

Liste des composants de l’amplificateur

Les circuits d’entrée :

Côté TX Côté cathodes

80m C1: 3x470pf L1:19,5sp cuivre émail. 12/10 mand.13mm C2: 2x470pf

40m C3: 2x220+ajust. L2:13,5sp cuivre émail. 12/10 mand.13mm C4: 470+220pf

20m C5: 2x100+ajust L3: 9,5sp esp cuivre nu 2,5 carré mand.13mm C6: 2X100+aj

17m C7:100pf+ajust L4: 9,5sp esp cuivre nu 2,5 carré mand.13mm C8:ajust 4/20pf

15m C9:100pf+ajust L5: 8,5sp esp cuivre nu 2,5 carré mand.13mm C10: 82pf

10m C11: 100pf+ajust L6: 6,5sp esp cuivre nu 2,5 carré mand.13mm C12: 100p+aj

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L1, L2 spires jointives. L3, L4, L5, L6 spires non jointives. Mandrins voir

texte.

Partie amplification :

C13, C14 ,C20 ,C21 : 10nF

C17, C18, C19 : 3,3nF

C15, C16 : 1nF / 8kV

C19 : 2nF / 18kV

C22 : 4,7pF

C23 : 10nF

CV1 : 180 pF / fort isolement (4kV minimum)

CV2 : 1500pF (un CV de 2x490pF ancien BCL à tubes peut convenir mais il faudra

rajouter de la capa pour la bande 80m)

Choc1 et Choc2 : 3 tours de fil 12/10 diamètre 12mm sur 47 ohms 2 Watts

R1 : 10K ¼ watt

P1 : 47k

D16-D17-D18 : 1N4148

D8 à D15 : BY255

M : 150 µA + un inverseur rotatif bipolaire pour pouvoir le commuter en mesure

« Watts relatifs » ou en «mA»

RFC1 : 155 spires fil 0.5mm sur un tube porcelaine diam 20mm, ce tube vient d’une

résistance de puissance qui a été débobinée. Mettre en court-circuit cette self et la

passer au Grid-Dip, il ne doit pas y avoir de résonnance sur nos bandes. Cette self

est à expérimenter, il faut essayer d’obtenir un maximum d’inductance, on peut aussi

introduire des barreaux de ferrite à l’intérieur du tube cela augmente fortement

l’inductance. On peut aussi fabriquer une self composée de plusieurs portions ayant

des nombres de spires différents de façon à casser les résonnances.

RFC2 : 20 spires jointives fil 12/10 sur un morceau de barreau de ferrite BCL ou

résistance de 20 ohms 50W.

RFC3 : 25 spires 2 fils en main fil 12/10 sur un barreau de ferrite de BCL (voir texte),

petite astuce, on bobine préalablement les selfs sur une tige ou une queue de foret

de 9,5 mm et on les enfile ensuite sur le barreau en tournant en contre sens des

spires, le diamètre du barreau étant légèrement plus gros, la self se ressère sur lui et

tient bien dessus, même chose pour RFC2.

RFC4 : 160 spires fil 0,5 mm sur un barreau de ferrite de BCL de 120mm

L1-L2 : détails dans le texte. S1 : commutateur rotatif 6 positions (voir texte-2eme

partie)

T1 : Transfo chauffage 5V/13A avec point milieu (voir texte)

T2 : Transfo 230V/12V circuit de commande (récup.)

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RL1 : Relais 12v - 3 contacts RT, ce sera plus ou moins en fonction de ce dont on

dispose. On préfèrera les relais avec des contacts de bonne qualité prévus pour des

intensités de plusieurs ampères et ayant des liaisons internes courtes.

Tubes : QB3-300 avec leurs supports

V2 : Ventilateur 230V / 18W

R5 : Elle est à déterminer de façon à obtenir la ventilation la mieux adaptée. Le

ventilateur étant trop bruyant et trop puissant lorsqu’il est alimenté en direct (les

résistances sont placées dans le flux d’air pour les refroidir).

Alimentation HT :

T4 : Transfo de four micro-onde 230V/2000V-900w (récup.voir texte)

T3 : Transfo torique 230V/24V-5A (récup.voir texte)

RL2 : Relais 220V-1 contact Travail (récup.industrie)

T : Bloc tempo réglable (récupération)

R2 : Résistance 50 ohms/50W

D19 à D26 : BY255

C25 à C34 : 470 µF/400V

R7 à R16 : 120K /2W

V : Galva 150µA – le nombre de résistances est à déterminer pour obtenir une

déviation complète du galva pour 3kV, en principe il faut une vingtaine de Mégohms,

si on veut pouvoir ajuster, on rajoute une résistance ajustable de plusieurs centaines

de KiloOhms en série (470k par exemple).

Shunt : A déterminer (voir texte).

mA : C’est le même galva que M , il est commuté par un commutateur rotatif

bipolaire.

V1 : Ventilateur 230V/18W (récup. épave)

R6 : Elle est à déterminer comme R5

F : Fusible 1A

M /A : Inter bipolaire 16A avec voyant (récup.épave)

Circuit de commande :

RL1 : Voir composants partie amplification

T2 : Transfo 230V/12V 400mA + pont de diodes 2A (récup.épave)

C24: 470µF/25v

OP : Inter bipolaire (un seul contact utilisé)

RL3 : Petit relais 12v-1contact T ,il permet de commuter l’ampli à partir d’un

transceiver délivrant une tension de 12v pour la commande d’un amplificateur. Son

contact (RL3a) est branché en 1 et 5 de l’embase DIN de commande.

D27-D28 : 1N4007

DL1 : Diode LED rouge

DL2 : Diode LED verte

R3-R4 : Résistances 1k-1/4watt

Fuse : Fusible 6,3A Temporisé.

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Modification du commutateur de bandes

Après une période de fonctionnement, le commutateur de bandes du circuit

de sortie s’est mis à amorcer. Le doute était levé, ce commutateur était trop juste et il

fallait le remplacer par un modèle plus QRO.

Malgré nos recherches, pas moyen de trouver un modèle mieux isolé, rien

non plus du côté de l’occasion, ces commutateurs étant très difficiles à trouver.

Quant au prix neuf n’en parlons pas, inabordable !!

L’idée est alors venue d’en construire un, il ne sera sans doute pas aussi

costaud qu’un modèle professionnel mais ça vaut peut-être la peine de tenter le

coup, après tout, rien à perdre !

Les côtes seront relevées sur le commutateur de mon amplificateur. J’ai eu le

même problème il y a quelques temps et un copain sympa a eu la gentillesse de me

donner celui qu’il gardait bien au chaud au fond d’un tiroir, il m’a vraiment fait plaisir

ce jour là, Ham-Spirit !

Lorsque j’ai eu ce commutateur, il comportait quatre doigts de contact, je n’en

ai conservé que deux et les ai connecté ensemble pour pouvoir faire mes

commutations. Les deux doigts récupérés serviront à construire le commutateur

pour l’ampli du club.

7) Fabrication du commutateur

le matériau utilisé est du Corian, il est utilisé principalement en cuisine pour

faire les plans de travail. Le Corian est composé de 2/3 de charges minérales et 1/3

de résine acrylique. J’ai déjà utilisé ce matériau pour fabriquer le CV plaque de mon

amplificateur, il se travail bien, il résiste à 180° et du point de vu HF il n’a pas l’air

mauvais du tout. Le seul petit problème, il est un peu cassant et lorsqu’on le scie ou

lorsqu’on le coupe, il est préférable de ne pas respirer les poussières dégagées.

Là où je travail, un des ateliers voisins jette régulièrement des chutes, ça

tombe bien !

-Le commutateur installé dans mon

amplificateur. J’ai modifié la partie

mobile qui comportait quatre doigts de

contact. Je n’en ai laissé que deux et les ai

réunis ensemble pour pouvoir faire mes

commutations.

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Les quatre pièces principales seront donc faites en Corian et l’axe supportant

les doigts de contact avec un barreau carré en résine récupéré sur un onduleur

professionnel qui partait à la mitraille.

Le système à crans à été récupéré sur un commutateur de plus petite taille, il

a été dégrippé pour le faire revivre.

Quant aux lamelles de contacts, elles ont été faites avec des lamelles de

fiches de téléphones (la fiche mâle qui rentre dans le conjoncteur mural). Ces

lamelles sont assez flexibles et reviennent assez bien après flexion.

Les plaquettes de Corian ont été soigneusement tracées, découpées (toujours

avec la scie cloche de bonne qualité pour les découpes rondes), percées et

assemblées jusqu’à obtenir une copie, pas si mauvaise que ça du commutateur qui

nous a servi de modèle.

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Une petite mise en place finale à été nécessaire pour bien positionner les

lamelles. Le commutateur est terminé, les contacts sont francs et le ressenti

mécanique est assez bon.

8) Mise en place du nouveau commutateur sur l’ampli

L’ancien commutateur a été déposé avec les selfs bandes hautes et bandes

basses.

Un potentiomètre a été installé à la place de l’ancien commutateur des circuits

d’entrée. Ce potentiomètre commandera un variateur de vitesse pour la ventilation

des tubes

La self bandes hautes a été adaptée sur le nouveau commutateur, un essai

de synchronisation entre les circuits d’entrée et sortie a été fait puis l’ensemble a été

remis en place

.

-Les étapes de fabrication. Le

commutateur des circuits

d’entrée à trouvé sa place à

l’arrière, il sert de pivot en

même temps. Les changements

de bandes seront facilités.

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L’amplificateur a ensuite été testé sur toute les bandes et il ne semblait plus y

avoir d’amorçage entre les points de connexion du commutateur. Les repères de

couleurs ont été repositionnés correctement car ils ne correspondaient plus tout à fait

avec les bons points de réglages.

9) Les résultats obtenus

Lorsque l’ampli est bien réglé, on obtient 500 Watts de 80 à 20m avec environ

70-80 Watts à l’entrée. 450 Watts sur 17m, 400 sur 15m et 300 Watts sur 10m. Plus

on monte en fréquence, plus la puissance chute, c’est normal, mais il serait

intéressant de chercher à faire une self de meilleure qualité pour le 17 et 10m.

L’alimentation gagnerait aussi à être améliorée car le transfo est un peu trop

juste, l’expérimentation dans cette voie aurait été intéressante et le gain serait plus

élevé si la tension ne chutait pas autant. Il faudrait peut-être essayer la solution

évoquée plus haut ou au mieux dénicher un transformateur HT digne de ce nom qui

serait capable de délivrer 2100V alternatifs sous 500mA.

10) Conclusion

La construction de cet amplificateur s’inspire de nombreuses descriptions que

l’on trouve facilement sur internet. Les tubes les plus proches des QB3-300 du point

de vue caractéristiques électriques sont les 813 mais il est possible d’utiliser

beaucoup d’autres tubes comme des 572B, GI7B (qui ne coûtent pas cher, surplus

russes ou Ebay), 811 etc..En conservant le même principe et en se référant toujours

à leurs caractéristiques.

Ne pas hésiter à faire le déplacement dans les salons, on y trouve tout ce

dont on a besoin et on obtient aussi de bons conseils.

Pour terminer, cet amplificateur 100 % Home-Made a été passionnant à

construire et à mettre au point. C’est un véritable plaisir que de voir les tubes

s’illuminer et les galvas commencer à bouger après avoir passé des heures à

assembler. C’est un peu comme si on assistait à une naissance….

Bonne construction. 73

F5USS

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Laurent BARTHELEMY

Janvier. 2012