Ve volném pokračování našeho seriálu o koupi použité vysílací techniky se tentokrát pozastavíme u 300W FM zesilovače Prais 993-E. V dnešním dílu se podíváme, co od použitého zesilovače můžeme čekat. Ještě než zesilovač zapneme, tak nahlédneme dovnitř a zhodnotíme jeho stav. A protože informací bude dost, finální úpravy a zprovoznění si necháme zase na další díl.

Zesilovač byl za velmi malý peníz zakoupen z Itálie a přišel standardní balíkovou přepravní službou. Vyráběl se začátkem milénia. Uváděný výkon je 300 W, budicí výkon 3 W, koncový tranzistor je BLF278. Napájení zesilovače ze sítě 230 V, signálové konektory typu N, hmotnost 14,5 kg. Tak si to pojďme hodit na stůl.

Přednímu panelu dominuje větrací mřížka ukrývající dva ventilátory. Panelové měřidlo lze přepnout mezi měřením přímého a odraženého výkonu. Několik LED diod indikuje provozní stav zesilovače. Nic víc zde není, přední panel je tedy celkem skromný.

Zadní panel je ještě skromnější, je tu jen napájení, vstupní a výstupní konektor a konektor pro volitelný řídicí signál.

První věcí, která nás může zarazit, je díra ve spodním plechu, která navozuje dojem, že zesilovač se ocitl v nějaké přestřelce mezi sicilskými mafiemi (viz obrázky dole v galerii). Po otevření krytu je vše jasné. V otvoru byl šroubem upevněn velký toroidní transformátor napájecího zdroje. Během přepravy se ale hlava šroubu otvorem procpala dovnitř a transformátor pomlátil blízký filtrační kondenzátor zdroje. Takže ještě než se do čehokoli pustíme, je třeba transformátor pořádně upevnit a promáčnutý kondenzátor vyměnit.

Po odstranění horního krytu krabice a krytu vf dílu máme přístup k veškerým součástkám zesilovače. Hned na první pohled je zřejmé, že skutečným výrobcem zařízení je italská firma DB Elettronica, Prais tam má akorát potisk z vnějšku. Bezkonkurenčně největší část prostoru i hmotnosti ukusuje napájecí zdroj. Jeho parametry pro trvalý provoz jsou 44 V, max. 12 A. Ve skutečnosti jsou to dva samostatné zdroje spojené do série. Každý z nich obsahuje usměrňovač a spínaný DC měnič pro stabilizaci napětí. Na jeden ze zdrojů jsou připojeny ventilátory, zjevně nedávno vyměněné. Měniče a vf díl jsou upevněny ke společnému chladiči, s výstupem vzduchu v zadním panelu.

Tady je asi dobrá chvíle udělat krátkou úvahu, proč pořizovat použitý zesilovač a šťourat se v něm, když existuje i možnost postavit jej zcela od základu. Jak ještě uvidíme, o samotný zesilovací vf modul, což je ta tmavá destička ve vf dílu, vlastně moc nejde (stejně nakonec půjde pryč). Celé zařízení je především strojařina. Kvalitní zesilovač pro FM potřebuje pořádnou kovovou bednu, pořádné chlazení a pořádný napájecí zdroj. V neposlední řadě též kvalitní výstupní filtr. Pořízením použitého zesilovače, i kdyby byl jako celek nefunkční, všechny tyto důležité komponenty získáme, a to za zlomek ceny a úsilí. Autentický vzhled a robustní provedení jsou samozřejmě vykoupeny vyšší hmotností. Tolik krátká odbočka od popisu.

U předního panelu je v modrém konektoru zasazena deska s obvody ochran a dálkového řízení. To ale funguje poněkud jinak, než bývá zvykem. Tento konkrétní zesilovač ve skutečnosti nelze ovládat z vnějšku, a dokonce zcela chybí i jakýkoli prvek, který by zasáhl do fungování zesilovače v případě překročení hodnoty některého parametru (teplota, odražený výkon atd.). Zesilovač prostě jede nonstop. Teprve přes konektor na zadním panelu je možné například ovládat vnější stykač, který přeruší napájení. Celá deska tedy nemá žádný význam, a protože nese jasné stopy, že do ní bylo dodatečně zasahováno, je jediným smysluplným úkonem jeji prostá demontáž bez náhrady. Na funkci to nemá žádný vliv.

Ještě než zesilovač zapojíme do zásuvky, je vhodné změřit charakteristiku výstupního filtru. Pokud není k dispozici spektrání analyzátor s tracking generátorem, nezbývá než doufat, že nikdo nezasáhl do filtru a jeho cívek. Měření v našem případě dopadá dobře, v pásmu do 108 MHz je útlum zanedbatelný, a od kritické frekvence 175 MHz filtr pracuje naplno. Více k tomuto tématu najdete zde.

Před tímto měřením je třeba odpojit modul vf zesilovače od filtru. Na jeho místo se zapojí výstup z tracking generátoru. Útlum v nepropustném pásmu je ve skutečnosti větší než naměřených 50 dB, neboť při měření docházelo k průniku signálu ze vstupu na výstup vlivem nedokonalého připojení analyzátoru.

Jakékoli pájení v prostoru vf zesilovače je práce za trest, desky mají rozsáhlé zemní plochy a jsou připevněné ke chladiči. Rozehřát spoj na teplotu tavení cínu chvíli trvá. Chce to silnější páječku a prostor si ohřát horkým vzduchem. Šroubky okolo místa pájení je vhodné dočasně povolit. Mnohem lépe se pájení dělá ve dvou lidech.

Rozladěný výstupní filtr se v praxi neprojeví ani tak nárůstem úrovní vyšší harmonických, jako spíše velkým kolísáním výkonu a účinnosti v závislosti na vysílací frekvenci. V takovém případě lze filtr vyměnit za jiný, prodávají se hotové moduly, jen musí být výkonově správně dimenzován. Filtr lze i doladit zkusmo, je to poměrně zdlouhavé, ale výsledek je obvykle uspokojivý: Při sníženém výkonu se šroubovákem vyzkratují dva sousední závity postupně každé z cívek. Pokud výkon naroste, cívku je třeba roztáhnout. Pokud výkon poklesne, cívku je třeba stlačit nebo nechat být. Mělo by se to vyzkoušet pro různé frekvence a celé několikrát opakovat. Jakoukoli manipulaci s cívkami je nutné dělat při odpojeném vstupním signálu.

Umělá zátěž 300 W

Zesilovač, o kterém toho zatím mnoho nevíme, nebudeme připojovat rovnou na anténu. Do nějaké odpovídající zátěže ovšem musí být bezpodmínečně zapojen. Používá se k tomu umělá zátěž, kterou lze zakoupit, ale v potřebném výkonovém provedení to není levná věc. Nevadí, půjdeme cestou vlastní stavby a výsledek bude nakonec přinejmenším stejně působivý.

Mnoho z nás si zajisté pamatuje dobu, kdy se masivně přecházelo od žárovek (vytvářejících osvětlení a spoustu tepla) k různým kompaktním zářivkám či LED svítidlům (vytvářejícím iluzi osvětlení, ale bez tepla). Lidé, kteří si na poslední chvíli nasyslili zásoby starých žárovek, byli považováni za zpátečníky. Skutečnost byla samozřejmě opačná. Takže nyní přišel čas naše zásoby využít. Pro umělou zátěž použijeme cca 7 až 10 žárovek 230V/75W spojených paralelně. Taková umělá zátěž bude použitelná ve výkonovém rozmezí 50 až 300 W, při přijatelném PSV kolem 1,5. Ze svitu žárovek ihned odhadneme celkový vf výkon.

Ze žárovek vyskládáme útvar dle obrázku. Je potřeba spájet dohromady všechny spodní vývody žárovek a tento spoj připájet na střední vodič vhodného koaxiálního konektoru (v tomto případě byl použit konektor PL, protože zrovna ležel poblíž). Závity žárovek se rovněž propojí mezi sebou navzájem a několika přívody zapojí na tělo (stínění) konektoru. Pájet přímo na závit žárovky je obtížné, takže závity lze mezi sebou napevno svázat holým drátem a to celé pak připájet na konektor. S výhodou lze použít měděnou pásku. Zátěž připojíme přes několik metrů kvalitního koaxiálního kabelu.

Vysvětlení, proč použít zrovna uvedené žárovky, je následující: Zátěž musí mít odpor 50 ohmů (alespoň přibližně). Ze známého vztahu P=U²/R spočítáme, že při výkonu 300 W je na 50 ohmech napětí asi 125 V. Odpor vlákna žárovky závisí na přivedeném napětí. Při jmenovitém napětí 230 V je proud žárovkou 0,33 A, tedy její odpor je 700 ohmů. Při napětí 125 V tento odpor klesne asi o třetinu, tedy na 500 ohmů. Deset žárovek spojených paralelně nám dá výsledných 50 ohmů. Výsledná impedance je pouze orientační, žárovky mají samozřejmě také nějakou indukčnost, parazitní kapacity a nežádoucí vyzařování vf signálu, ale ukázalo se, že to v daném provedení a pro daný účel můžeme zanedbat.

První zapnutí

Ne, ještě je brzy, vydržte. Nejprve vyzkoušíme samostatně napájecí zdroj a modul vf zesilovače. Stačí odpojit příslušný napájecí konektor ve vf dílu. Do zásuvky 230 V zapojte zesilovač přes měřič spotřeby, stačí na to běžný konzumní měřič za pár stovek, který nám hodně napoví o fungování zesilovače.

Při odpojeném vf dílu zapneme napájení. Měly by se roztočit ventilátory a na výstupu napájecího zdroje musí být správné napětí (u těchto zařízení je to typicky 44 až 50 V). Spotřeba celého zesilovače by se nyní měla vejít do několika málo desítek wattů. Napájení vypneme. Jednu zajímavost si ještě uvedeme: Asi v jednom z dvaceti zapnutí napájecí zdroj shodí standardní 16A jistič (char. B). Velký toroidní transformátor s velkými filtračními kondenzátory tohle zkrátka dělá. Je to pořádný italský stroj a ne žádné ořezávátko.

Do vf modulu dočasně přivedeme napájení z nastavitelného napájecího zdroje. A v našem případě vidíme podivnou věc. Modul se chová jako by byl ve zkratu. To je divné, neboť jedinou zátěž v tomto okamžiku tvoří koncový tranzistor BLF278. Ať už je předpětí (bias voltage) nastaveno jakkoli, tento tranzistor se podle datasheetu otevírá až od nějakých 4 voltů, tak proč tam už při jednom voltu teče přes 1 ampér? Protože ten tranzistor je v háji, žádné jiné vysvětlení není. Zvyšováním napájecího napětí zjišťujeme, že klidový proud různě skáče, až se ustálí na nějakých 5 ampérech.

No dobře, tak pojďme připojit plné napájecí napětí a budicí signál z FM vysílače. Budicí výkon navyšujeme postupně od nuly do 3 W. Zesilovač funguje, žárovky svítí. Odběr ze sítě při necelých 300 W výkonu je už skoro 700 W, takže žádný důvod k radosti to není. Na poškozeném koncovém tranzistoru, který sám o sobě má mít účinnost kolem 70 %, se dalších 200 W spálí úplně zbytečně jen parazitním DC svodem. Takže tento tranzistor půjde pryč, i s celým původním modulem. Tranzistory BLF278, z dnešního pohledu již silně zastaralé, zrovna nevynikaly spolehlivostí, čemuž ještě napomáhala skutečnost, že byly provozovány na hraně svých možností. Kdekdo už má v šuplíku pár spálených kousků.

Další věcí, která půjde pryč, je panelové měřidlo výkonu. Ručička se zasekává a ukazuje nesmysly. Tady nepomůže ani nastavení nuly a nastavení pomocí trimrů. Je hotovo, vypínáme zesilovač, pro dnešek konec.

Celkový přehled úprav

• Osazení správné pojistky
• Upevnění vytrženého toroidního transformátoru
• Výměna zničeného elektrolytického kondenzátoru
• Odstranění nadbytečné a neúčinné desky ochran
• Utažení povolených šroubků a doplnění těch, které chybí
• Výměna modulu vf zesilovače (v příštím dílu)
• Výměna a seřízení panelového měřidla výkonu (v příštím dílu)

Všechny články:

Vysílač ze second handu — nový trend na pirátské scéně?
FM zesilovač 300 W: 1. díl — Od převzetí k prvnímu zapnutí
FM zesilovač 300 W: 2. díl — Zpět do služby
FM zesilovač 300 W: 3. díl — Výměna napájecího zdroje