Een buizen eindtrap op VHF

Dit wilde ik al een hele tijd bouwen, eerdere experimenten met een PL504 buis waren niet goed, ik had te weinig versterking, ongeveer tweemaal. Hierdoor belande de houten plank waarop ook de voedingen waren geplaatst, op de kast en bleef daar liggen, tot voor kort. Ik weet nu waarom dit niet werkte, de rooster anode capaciteit en de rooster naar ground capaciteit is met dit soort buizen veel te hoog, waardoor de versterking geheel in elkaar zakt. Dat geldt voor de meeste populaire versterker buizen zoals de PL509, PL519, 807 EL34 enz. enz.

type buis
Ik heb een QQE06/40 die is uitermate geschikt voor VHF, met name voor de wat hogere frequenties zoals 145MHz, maar ook prima bruikbaar voor HF op 30MHz en lager. Deze buis heb ik helemaal in nieuwstaat gekocht, lang geleden en die ga ik nu eens gebruiken. Maar voordat ik dat ga doen heb ik een 6146B buis en die zou het ook moeten doen op VHF, dat staat in de datasheet dat deze met gereduceerde anode spanning van 300 tot 500V te gebruiken is op frequenties van 175MHz. Wel zo hoog in frequentie ga ik niet, voor mijn project is VHF een frequentie van 86MHz, de nieuwe piratenband op een golflengte van 3,5 meter.
In dit topic ga ik de 6146B buis gebruiken en later wordt de QQE06/40 gebruikt, niet in push-pull eindtrap maar met beide roosters en anodes aan elkaar parallel gezet, maar dat is voor later.

de 6146 buis
De 6146 is een echte zendbuis, maar je kunt er ook andere dingen mee doen, zoals een laag frequent versterker mee maken. De rooster-anode capaciteit is slechts 0,22pF, dit in vergelijking met de PL519 is dat maximaal 3pF.
Als ik die anode rooster capaciteit vergelijk met een QQE06/40 is dit 0,09pF.

De 6146 buis is een buis waarvan de interne structuur is afgeleid van de bekende 6L6 buis uit januari 1937. De 6146 kwam uit in mei 1952. Dit is een penthode buis, evenals afgeleide typen zoals de EL34, 807, 813 enz.
De QQE06/40 is een tetrode buis.

http://www.r-type.org/exhib/aaa0546.htm
https://www.frostburg.edu/personal/latta/ee/6146amp/6146b/6146b.html

Schema
Voor de ingang op het rooster circuit en de uitgang op het anode circuit heb ik een pi-filter gebruikt, maar het bleek dat de tuning capaciteit alleen bij een uitgedraaide varco beter aanpaste op het rooster dan wel de anode. Toch bleek dat de energie overdracht niet optimaal te zijn, door het lage vermogen wat eruit kwam, er moest dus veel meer uit kunnen komen. Voor de insturing op het rooster gebruikte ik een soort van pi-filter waarbij de interne capaciteit van 13,5pF wordt gevormd door de eigen capaciteit van het rooster. De aanpassing op het rooster geeft een SWR verhouding van 1:1,2 voor de stuurzender. Met de trimmer Cv1 wordt het gereflecteerde vermogen in de dip ingesteld. Voor de anode gebruik ik een aanpassing welke ik zelf bedacht heb, het is een combinatie van parallelkring en een seriekring. Omdat dit een parallelkring is welke een hoge impedantie heeft op de aftakking van slechts anderhalve winding vanaf de ground, is de aanpassing op deze kring toch goed. Ik heb wel trimmers en de 10pF parallelcondensator opgeblazen, hiervoor moeten zeer goede typen worden gebruikt, het gehele uitgangsvermogen gaat er immers doorheen en er staat een hele hoge HF spanning op. Voor de 10pF zou ik een mica condensator van 500V gebruiken.
De anodespanning is 350 Volt belast en de schermroosterspanning is belast 200 Volt. In het schema ontbreekt een bleeder weerstand, deze heb ik er wel inzitten en is 68k ohm bij 2Watt.

het ontwerp van de anode smoorspoel
Voor de smoorspoel van de anodevoeding gebruik ik 65% draadlengte van een λ/4. Gewikkeld op een diameter van 10 millimeter is dit:
(300/86)x25x0,65= 56,7cm gedeeld door πx1= 18 windingen.
Deze spoel is gewikkeld op een ronde keramische vorm van 10mm diameter, welke voorheen was gebruikt voor een draadgewonden weerstand. Het weerstandsdraad heb ik verwijderd, wat overblijft is een mooie keramische spoelvorm, met een lengte van 50mm inclusief de aansluitingen.

Het resultaat is dat er 49Watt uitkomt op 86MHz. Wanneer je kijkt in de datasheet voor de klasse C instelling op 175MHz is het uitgangsvermogen niet slecht. Een hogere anodespanning is niet aan te bevelen en dat hoeft ook niet want de buis levert ca. 50 Watt en voor een 6146B is dat niet slecht.
De stuurzender waarmee de buis wordt ingestuurd levert ca. 4Watt, het grootste deel hiervan wordt gedissipeerd in de roosterweerstand, welke enigszins warm wordt wanneer het stuurvermogen erop staat.
De anode blijft koel en wordt niet rood, ik zou er dus eventueel een hogere anodespanning op kunnen zetten, echter dat doe ik niet. Een hogere anodespanning bewaar ik wel voor de QQE06/40.

De 6146 buis is een buis waarvan de interne structuur is afgeleid van de bekende 6L6 buis uit januari 1937. De 6146 kwam uit in mei 1952. Dit is een penthode buis, evenals afgeleide typen zoals de EL34, 807, 813 enz.

Op de EL34 na zijn dit beam tetrodes. Waarschijnlijk aligned grid. Ik denk dat dat helpt met de interne capaciteit ten opzichte van de pentode.

Hoewel, de PL5xx types zijn ook beam tetrodes en die hebben dus weer een wat hogere capaciteit.

Maargoed, het zijn dus geen pentodes.

Hi Martin V,

De 6146 is een mooi buis, maar boven de 50MHz wordt het rendament snel minder.
Kijk altijd of je beneden de dissipatie grensen van de buisgegevens blijft voor een lange levensduur.

ICAS instellingen zijn alleen voor kortstandig gebruik en het is niet echt wijs voor de betrouwbaarheid om b.v. continu op de FM band uit te zenden met ICAS instelligen.

Er is ook nog de 6146B welke wat degelijker is en wat meer vermogen levert.

Groet,
Bram

Ik heb in een ver verleden met geselecteerde pl504's (ik had er pakweg 30) met succes een eindtrap gebouwd (2*pl504 in balans). Roodgloeiend kwamen ze tot pakweg 100 watt (3 meter), voor dx'en was dat geen echt probleem, ook al omdat ik de eindtrap bijna nooit gebruikte. Op 2 meter kwam ik met een ander bouwsel op 50 watt bij 5 watt in. Deze eindtrap heb ik nog steeds liggen als aandenken aan een leuke tijd, de voeding is allang gesloopt...

Ik ben benieuwd naar je opbouw.

Een 4m/6m SSB PA met een PL519: http://pa1bj.blogspot.com/2015/07/vhf-lineair-voor-50-and-70-mhz-met-p…

Op donderdag 13 juni 2024 15:28:36 schreef maartenbakker:
[...]
Op de EL34 na zijn dit beam tetrodes. Waarschijnlijk aligned grid. Ik denk dat dat helpt met de interne capaciteit ten opzichte van de pentode.

Hoewel, de PL5xx types zijn ook beam tetrodes en die hebben dus weer een wat hogere capaciteit.

Maargoed, het zijn dus geen pentodes.

Beste Maarten misschien klinkt het wat dom van mij, maar ik volg het niet, wat is het verschil tussen een penthode en een beam tetrode. Beide hebben drie roosters, dus waar zit het verschil eigenlijk?

@aR-Gee, mooi verhaal met die PL504. In mijn schooltijd in de jaren '80 was ik eens op bezoek bij een klasgenoot thuis. Deze had ook een PL504 eindtrap, in een los kastje gemaakt van printplaat. Hij had er een transistoren stuurzender ervoor staan, dacht met de 2N3553 die toendertijd een vaak gebruikte transistor was. Wat hij ervanaf haalde uit de PL504 is onbekend, maar ik heb het vermoeden een Watt of 20 á 30Watt.
Dus het kan wel om die buis voor 100MHz te gebruiken.

Maar als je twee van die buizen in balans had staan, had je volgens mij beter de 807 kunnen nemen. Die heeft een hogere anode dissipatie als de PL504 en is meer een zendbuis als de PL504. Hier zijn de capaciteiten van de PL504 vergeleken met die van de 807.

de PL504

de rooster anode capaciteit bedraagt dus 1,75pF

de 807

de anode rooster capaciteit bedraagt 0,2pF dat is even zo veel als die van de 6146. µµF is hetzelfde als pico Farad.

Alleen is de mechanische opbouw anders, waar de afstand buisvoet en interne aansluitingen in de buis bij een 807 langer is als die van een PL504. Als de anode rood ging staan had je ook in totaal viermaal de PL504 kunnen nemen. Maar goed, dat terzijde.

"hoi Blackdog, ja die 6146 is zeker een mooie buis. Ik had een gewone 6146 maar die heb ik opgeblazen, niet door mijn onkunde, maar ging spontaan kortsluiting maken met een mooie blauwe lichtshow in de buis. Ik heb het vermoeden dat die al kapot was. Gelukkig had ik er nog één, maar dat is de B uitvoering en die deed het prima, veel minder roosterstroom dus dat gaf al aan dat het rooster intern kortsluiting ergens mee maakte.
Ik heb uit interesse eens gekeken op Alieexpress en die buis is nog volop leverbaar. De 6146B en de FU46, dat is de Chinese uitvoering van de 6146 zijn leverbaar, niet goedkoop ze kosten 53 euro per stuk en dat vindt ik een hoop geld. Wel gratis verzending, afijn dat mag ook wel voor dat bedrag. Het merk van de buizen is Suongwan.

"Henry S

Ik ben benieuwd naar je opbouw.

Ik zal straks even wat foto´s maken. Bedankt voor de interessante link van de PL519 eindtrap.

Op maandag 17 juni 2024 12:42:31 schreef Martin V:
[...]
Beste Maarten misschien klinkt het wat dom van mij, maar ik volg het niet, wat is het verschil tussen een penthode en een beam tetrode. Beide hebben drie roosters, dus waar zit het verschil eigenlijk?

Dit klopt niet. Een beamtetrode heeft twee roosters en een set beam forming platen.

Hier links de penthode.
Volgens mij worden beam tetrodes wel regelmatig als penthodes getekend, maar officieel hebben ze ook een ander symbool

Bij mijn weten is het een soort patent-omzeil dingetje omdat de amerikaanse fabrikanten geen zin hadden om Philips te betalen, en is de functie nagenoeg hetzelfde.

[Bericht gewijzigd door Ledlover op (13%)]

Ben niet echt een groot vermogensman maar vind het erg leuk!
( grootste voordeel (vind ik, volgens mij?) je blaast het niet snel op! )

VrGr Rob.

Op maandag 17 juni 2024 12:48:30 schreef Ledlover:
Dit klopt niet. Een beamtetrode heeft twee roosters en een set beam forming platen.

Helemaal duidelijk door de tekening die erbij staat.
In de datasheet van de 6146B zijn de elektroden ook afgebeeld als een penhode, verwarrend nietwaar, terwijl de buis wordt genoemd als een beam power tube. Dus blijkbaar als een beam power tetrode.

"Rob 007 ja leuk hé een eindtrap met een buis. Oscilleren daar heb ik geen last van, de output is heel schoon, geen spiegels ofzo en de afregeling is heel makkelijk. Het werkt heel stabiel. Ik zou eerst eigenlijk een eindtrap met een BLF246 Mosfet gaan maken, maar dit bevalt me ook heel goed. De BLF246 geeft ca. 90Watt op 28V voedingsspanning en is niet duur, maar een buis heeft ook zijn charme.

Op maandag 17 juni 2024 12:48:30 schreef Ledlover:
[...]

Bij mijn weten is het een soort patent-omzeil dingetje omdat de amerikaanse fabrikanten geen zin hadden om Philips te betalen, en is de functie nagenoeg hetzelfde.

Toch hadden beam power tetrodes kennelijk voordelen in bepaalde toepassingen, anders had Philips ze niet ook al snel ingevoerd. Veel, zo niet alle, vermogensbuizen die Philips vanaf de jaren '60 nog ontwikkeld heeft, zijn beam power tetrodes ook al noemde Philips ze meestal pentode.

Echte tetrodes hebben een groot nadeel, de tetrode-knik. Die treedt op als de anodespanning lager is dan de schermroosterspanning, er gaat dan veel minder stroom via de anode. Door het toepassen van het 3e rooster, of beam plates werd de knik een heel stuk minder.

Leuk idee,50 w uit is zeker niet slecht op die freq.
Op hf geven ze dat ook.

Op maandag 17 juni 2024 20:30:48 schreef Henry S.:
Echte tetrodes hebben een groot nadeel, de tetrode-knik. Die treedt op als de anodespanning lager is dan de schermroosterspanning, er gaat dan veel minder stroom via de anode. Door het toepassen van het 3e rooster, of beam plates werd de knik een heel stuk minder.

Blijft toch de vraag, waarom ging Philips op een gegeven moment ook standaard beam plates toepassen in plaats van een derde rooster? Kennelijk had deze constructie ook voordelen boven een zuivere pentode.

De beam tetrode/beam power penthode heeft idd wat voordelen tov de "Philips" pentode.
https://en.wikipedia.org/wiki/Beam_tetrode

Dat van de knik in de anodestroom grafiek kan voor belang zijn wanneer de anodespanning in amplitude is gemoduleerd.
Voor de rest begrijp ik nog niet wat de voordelen zijn van een beam tetrode en een penthode buis.

Vandaag een extra QQE06-40 bij Reichelt besteld, die kost daar maar 15 euro. Toen ik aan het googlen was naar de 6146B kwam ik een adresje in Nederland tegen waar die maar 25 euro kost van een heel goed merk Amperex, daar dus ook maar ééntje van besteld, kijk dat is niet duur!
Gisteren had ik wat foto´s beloofd, maar het kwam er niet echt van, te druk met andere dingen. Ik ben ook een mengpaneel aan het maken en die stond nu op de werktafel. Heb ik straks wel nodig als ik de lucht in ga. Maar goed hier zijn dan de foto´s.

Dit is de eindtrap met de voeding geplaatst op een houten plankje welke 33 bij 24cm is. Er zit ook een frontplaatje op met de schakelaar voor de anode spanning in te kunnen schakelen. De linker trafo is 36 Volt voor de negatieve roosterspanning, welke flink is over bemeten in vermogen, ca. 1A.
De rechter trafo is van de anode en de gloeispanning, de twee trafo´s staan continue ingeschakeld, dus de gloeistroom en de negatieve roosterspanning staan continue op de buis.

Een foto van de 6146 buis.

Deze plastic buisjes komen uit de coffee shop, daarin heeft een joint gezeten. En die gebruik ik als trimsleutel voor de toltrimmers. Wanneer er een paar centimeter vanaf wordt gehaald past deze perfect over een toltrimmer en dat beschermt mij tegen eventuele hoogspanningen en voorkomt optaters.

Twee foto´s van het anode circuit, hier is de anodesmoorspoel te zien welke op de keramische buis is gewikkeld van een draadgewonden weerstand.

Ik zit aan het maximale aantal foto´s welke ik in een bericht kan posten, dus op naar het volgende bericht voor de laatste paar foto´s.

Op dinsdag 18 juni 2024 18:38:51 schreef Martin V:
Dat van de knik in de anodestroom grafiek kan voor belang zijn wanneer de anodespanning in amplitude is gemoduleerd.
Voor de rest begrijp ik nog niet wat de voordelen zijn van een beam tetrode en een penthode buis.

Lineariteit:

http://www.r-type.org/articles/art024c.jpg

Wat me bij de foto opvalt is dat er geen neutrodynisatie is toegepast. Een QQE06/40 zal je ook een afscherming rond de buis moeten geven, of een neutrodynisatie-ring.

Twee foto´s van het rooster circuit.

De negatieve roosterspanning voeding is niets meer als een bruggelijkrichter en een elco.

Twee foto´s van de anode spanning voeding, een zekering tussen de wisselspanning en de gelijkrichter tegen kort sluiting en moet de transformator beschermen. De twee voedingspannings elco´s van 220 en 180µF bij 400 Volt zijn hier goed te zien.

Het bouwsel is niet voor het mooi gemaakt, maar voor het praktische er aan en te kunnen experimenteren. Vervolgens kan ik alle onderdelen verplaatsen naar een aluminium behuizing voor permanente opstelling.

tot zover even.

de 6146 is ook verkrijgbaar onder type qe 05/40
Voor je negatief kan je ook 1 diode gebruiken ipv een brug
1 draad van de trafo aan massa en de diode in sper aan G1

[Bericht gewijzigd door saturnus op (56%)]

HF is voor mij al voodoo en dan krijg ik er hier nog een keer een woordje bij dat ik nog nooit heb gehoord of gelezen: neutrodynisatie

Groetjes,
eSe

Tweemaal getweedst, eSe!

Op dinsdag 18 juni 2024 21:32:35 schreef saturnus:
de 6146 is ook verkrijgbaar onder type qe 05/40
Voor je negatief kan je ook 1 diode gebruiken ipv een brug
1 draad van de trafo aan massa en de diode in sper aan G1

@Saturnus, dat er een Philips versie is, de QE 05/40 is mij bekend, maar het aanbod op ebay en alieexpress is groot genoeg van de originele 6146B, van diverse merken o.a. RCA.

Wat je zegt over de bruggelijkrichter te vervangen door een enkele diode klopt niet. Bij een enkele diode wordt de spanning alleen voor een halve periode gelijk gericht, de spanning is dan ook maar de helft.Dat zou resulteren in 25 Volt op de uitgang, in plaats van 50 Volt.

En mogen we nu weten wat neutrodynisatie inhoudt of betekent?

Neutrodynisatie betekent het compenseren van de rooster anode capaciteit. Als je daar niet voor compenseert kan er oscillatie ontstaan.

Paul

Ha Paulinha_B,

Neutrodynisatie is een middel om het effect van de terugwerkingscapaciteit teniet te doen,
@paulp geeft een voorbeeld.
Er wordt een precies even grote hoeveelheid HF-energie teruggevoerd van uitgang naar ingang als via de terugwerkingscapaciteit,
echter nu in tegenfase....
Dus niet alleen bij de elektronenbuis maar ook bij de halfgeleider zeker bij een FET !

Groet,
Henk.

Hi,

Henk heeft het al gezegd, maar dit is mijn manier, kunnen jullie kiezen ;)

Vooral bij actieve elementen die een hoge versterking hebben, heb je ook meer last van koppeling van de uitgang naar de ingang.
Dus bij een 807 (berucht wat dit betreft) maar ook de 6146 versies hebben een hoge versterking.
Toen ik nog jong was en middengolf zenders bouwde, werd er veel gebabbeld over het genereren van deze buizen.

Hoe hoger de frequentie hoe meer de interne en externe capaciteiten gaan meespelen die er voor zorgen dat een deel van het signaal van de uitgang
steeds sterker terug komt bij de ingang van de buis, transistor, Fet.
Als de fase dan te veel gedraaid is dan krijg je het zelfde effect als een microfoon die je voor een luidspreker houd bij een versterker installatie, gillen!.

Neutrodinisatie is dus het ongewenste signaal dat op de ingang van je versterkende element zover compenseren dat het versterkende element onder vaak meerdere condities stabiel blijft.
Het komt er op neer, dat je vanuit de uitgang zoveel signaal weer naar de ingang koppelt dat dit wat fase en amplitude betreft, zodat de negatieve eigenschappen van het versterkende element en zijn omgeving gecompenseerd worden.

Groet,
Bram