Slutrör för sändare

Glödtråden i ett rör har för mig alltid haft en mystisk dragningskraft, ända sedan jag kikade genom de perforerade bakstyckena på barndomens radioapparater. Kanske det är därför jag varit pigg på att prova olika typer som sändarrör och jämfört deras prestanda. Första överraskningen var att EL95, som jag i min ungdom trodde var ett renodlat LF-rör, gick bra på 144 MHz.

Medelstora rör på 28 MHz

Här listas några typer som jag provat på 28 MHz. Alla råkade finnas i bra-att-ha-kartongen, i mer eller mindre begagnat skick. För säkerhets skull satte jag först röret i rörprovare och kontrollerade att emission och branthet inte hade försämrats nämnvärt jämfört med databladen. Förstärkarsteget hade pifilter med belastat Q 13, avstämd gallerkrets och neutralisering. Uteffekten mättes med HF-voltmeter över konstantenn. I klass AB1 tilläts gallerströmmen bli 50 uA. Skärmgallerströmmen övervakades för att inte max. skärmgallerförlust skulle överskridas. Anodspänningen valdes så hög som möjligt med den begränsning som tillgängligt nätaggregat medförde. Mätfel gör att den angivna verkningsgraden kan slå fel på ett par procent. Den inbegriper förluster i anodkretsen.

RörUaIaUg2Ug1WiWo AB1n %Kommentar
6146800110210-52885461referens
YL10711000180270-4018011261likt YL1060 men mer linjärt, parallell
QQE06/40800150270-341207260max Wg2, parallell
829B800170280-341367656parallell
832A400100320-46402562parallell
80780060300-34482450ej lämpat för AB1
80780085325-376838 (AB2)56Ig1 =1 mA, 5933 samma värde
12DQ6500110230-51553360TV-rör
12JB6500100215-50503162TV-rör
EL34800110320-32884248LF-rör, bättre på lägre frekvens
E130L500145105-14723346Ej lämpligt på höga KV-frekvenser
PL504500130140-30653554TV-rör, bättre än 807
PL500500115130-28573256TV-rör,   -"-
PL509600200100-301206856TV-rör, höga inre kapacitanser
LS50800105300-48844655hårt begagnat
LS501000110300-491105954 -"-
LS5090017500158103 (AB2)65gallerjordat, Ig1 = 45 mA, Ig2 = 13 mA
En äldre mätning skedde med HF-amperemeter och sämre konstantenn. Mätningen gjordes dels i klass AB1 med 25 uA gallerström, dels i klass C. Resultat:
EL34 890118415 10550 (AB1)48Ia = 20 mA tomgång
EL34890118300-5510561 (C)58Ig = 3 mA
EL37620100395 6225 (AB1)40Ia = 20 mA, olämpligt för HF
EL37620100310-456230 (C)48Ig1 = 3 mA
6L662075330 4614 (AB1)30Ia = 20 mA, usel verkningsgrad, hårt begagnat
6L6620100310-706230 (C)48Ig1 = 3 mA, olämpligt på 28 MHz, hårt begagnat
PL366201001506228 (AB1)45Ia = 15 mA
PL36620100150-346234 (C)55Ig1 = 3 mA
Den senaste mätningen gjordes på 7 MHz då jag ville ta reda på vad ett TV-rör kan lämna i klass C utan att överbelastas. PL519 har max 33 W anodförlust. Låg Ug2 ger hög verkningsgrad.
PL519900200135-90180150 (C)83Ig1=4 mA, för klass B blir Ug1 -60 V
LS50900128300 11590 (C)78Ig=4 mA

Mitt första slutsteg för KV innehöll 4 st gallerjordade EL34. Det var ingen bra koppling, styrgallren gick så heta att de glödde och verkningsgraden var dålig. Bättre blev det sedan jag byggt om till klass AB1 med stabiliserade gallerspänningar, styrgallerdrivet med passiv gallerkrets, då verkningsgraden steg med 8 %.
Det andra steget innehöll 3 st katoddrivna LS50 och i dem höll jag gallerströmmen måttlig genom att mata styrgallren från ett uttag på katodkretsen. Visserligen ökade drivbehovet men jag hade gott om driveffekt och den gick inte förlorad utan lades till uteffekten. LS50 måste, i likhet med bl a 807 och QQE06/40, drivas med gallerström om man vill utnyttja katodemissionen till fullo.

Större, billiga slutrör på KV

Är man ute efter billigaste sätt att åstadkomma en kilowatt är 813 (= QB2/300) det givna valet, man kan hitta obegagnade rör för 100 kr/st på loppmarknad och tre rör i parallell räcker. Det är lättkylt och slitstarkt men måste pga dålig verkningsgrad över 21 MHz köras med reducerad effekt på de högsta banden. Det är inre kapacitans, ledningslängd och elektronlöptid som ställer till det.

Ett annat, något dyrare alternativ, är QB3,5/750 (= 4-250) som man ibland kan hitta på loppis för en hundralapp. Med anodspänning på 3000 V ger två rör 1 kW ut i klass AB2. Storebror QB4/1100 (= 4-400) har större anodförlust och är därför tåligare.

För 150 kr brukar man kunna hitta obegagnade (köp inte begagnade!) 4CX250B (= QBL2/250). Två rör kan klämmas på 700 watt och då får man lägga på dem 2000 volt. Fördelar är att de klarar 28 MHz med glans (de har full uteffekt även på 144 MHz), att de är små, klarar sig utan styrgallerström, är snåla med glödeffekt och kan placeras liggande. Nackdelar är att det krävs en högljudd centrifugalfläkt, välstabiliserade gallerspänningar och kylning även av undersidan, något som kräver speciell rörhållare. Gallerjordat går inte och linjäriteten är beroende av skärmgallerströmmen som måste övervakas. Mitt 144 MHz-steg skall avstämmas så att graden av antennkoppling resulterar i noll skärmgallerström. Kom ihåg att motstånd mellan skärmgaller och jord är obligatoriskt! ALC skall finnas för att inte styrgallerström ska flyta vid SSB.

I TV-sändare fanns QBL5/3500 och de hittade i begagnat skick vägen till amatörerna. Minst 4 kV anodspänning samt 800 volt skärmgallerspänning behövs och ändå måste röret drivas med gallerström, men då blir det resultat, "California kilowatt" kallas det i väster. Till nackdelarna hör stort kylbehov (=bullrig fläkt), 200 W glödeffekt och brist på rörhållare, vilket nödvändiggör egen uppfinningsrikedom. Röret används även på 144 MHz av månstudsarna. Beg-pris: några hundralappar, men kolla emissionen!

Visst är moderna keramiska rör bra och ryska rör kan vara överkomliga i pris. Men vurmar man för återanvändning och inte är beredd att spendera flera tusen kronor på ett rörhaveri klarar man sig med ovannämnda rör. I annat fall väljer man 8877, 4CX1500B, GU74B (= 4CX800A), 4CX1000A, 4CX1600B el. liknande. Trioderna 8873, 8874 och 8875 är så gott som ömöjliga att hitta numera.

Värt att veta om sändarrör

Glödspänningen ska vara korrekt! För rör med indirekt upphettad katod gäller plus/minus 5 % relativt nominell spänning. För rör med direktupphettad katod, dvs toriumbelagd volframglödtråd, gäller att spänningen inte ska överstiga nominellt värde, men kan med fördel ligga 5 % under. Lägre spänning förlänger nämligen katodens livslängd ordentligt, men man får förstås inte sänka mer än att önskad uteffekt bibehålls. Det är viktigt att man mäter spänningen direkt på sockelstiften, särskilt om röret drar 10 ampere eller mer, och att voltmetern är pålitligt kalibrerad. Indirekt upphettade oxidkatoder måste uppnå full temperatur innan de belastas med ström, databladen anger 1-3 minuter, beroende på rörtyp. De skadas av hög anodspänning då de "bombarderas" av positiva joner. Den som höjer anodspänningen utöver databladets gränser ska finna att rörens livslängd blir lidande. Volfram-toriumglödtrådar har i allmänhet längre livslängd och är inte känsliga för jonbombardemang eller kort uppvärmningstid. Båda typerna av glödtrådar mår bra av att inte utsättas för den temperaturchock som uppstår vid tillslag. Mjukstart kan ske med glödtransformator som nätt och jämt klarar effekten, dvs. den har ganska högt inre motstånd, eller (ännu bättre) med tidsstyrt relä som förbikopplar ett seriemotstånd i primärlindningen.

Rördata anges enligt CCS- och ICAS-norm (continuos commercial service resp. intermittent commercial and amateur service). Skillnaden är att den förstnämnda gäller kontinuerlig drift i kommersiella sammanhang, där rörfabrikanten måste stå för utlovad drifttid. ICAS gäller för användning där man vill ta ut mer effekt så att man tangerar ett eller flera gränsvärden, kör röret i femminuterspass med pauser emellan och nöjer sig med halverad livslängd. Amatörer är kända för att vilja klämma sändarrör till det yttersta, vilket man kan roa sig med om man har ett rörlager som man inte behöver bara rädd om. "Amatördata" betyder att några har lyckats köra röret så under en icke specificerad tidsperiod utan att det small eller smälte, men den tråkiga sanningen är att motstationen inte skulle reagera om man drog ned effekten 30 % för att ge rören ett längre liv.

Håll utsidan så kall som möjligt! Alltför hög värmeutveckling får rör att krokna i förtid, rent bokstavligt talat ifall det handlar om tunt glas i kolven som deformeras och börjar läcka. Sockelstift och toppkontakt är andra svaga punkter som skadas av för hög värme, vilket förorsakar sprickbildning. Utnyttja röret till den effekt det är avsett för, då får man bäst valuta för pengarna. Hos vissa glasrör är det naturligt att anoden visar mörkröd färg vid normaldrift. Det gäller dem vars anod är belagd med zirkonium som absorberar gasmolekyler och denna s k getterverkan uppträder vid hög temperatur. Klena rör har däremot annan getterkonstruktion och ska inte visa färg. För alla sändarrör gäller: Spara inte på kylluften! Ordentlig kylning förlänger livet på dem och se till att luftströmmen kommer åt de svaga punkter som nämnts tidigare! Keramiska rör med yttre anod tål högre temperatur än glasrör och medger därför lättnader vad beträffar fläktstorlek med åtföljande fläktbuller.

Gallerjordad koppling utsätter styrgallret för så hög gallerström att gallret kan skadas om man inte är försiktig vid avstämningen. Vissa rör, t ex 4CX250B, är otänkbara i sådan koppling, de har så tunn gallertråd att den överhettas. Välbyggda slutsteg har skyddskretsar mot hög gallerström. Rör med oxidkatoder har styrgaller som är guldpläterade för att inte partiklar som lossnar från katoden ska fastna på dem och förorsaka galleremission. En eventuell överhettning medför att pläteringen försvinner och röret skadas permanent.

W8JI har skrivit om anledningar till att det blir överslag i sändarrör. Han hävdar att gasrester, dåligt vakuum, är en vanlig orsak. De kan härstamma från inre material som släpper ifrån sig molekyler eller läckage vid anslutningskontakter i glaset. Ett glasrör med zirkoniumanod som har varit oanvänt en längre tid behöver "kokas" innan det utsätts för fulla driftsdata. Full glödspänning ansluts och relativt låg anodspänning påförs så att röret drar ström till max tillåten anodförlust. Det kan vara nödvändigt att ge styrgallret positiv spänning för att uppnå tillräcklig anodström. Efter en halv dag bör vakuum ha återställts och röret kan tas i bruk. Rör med yttre anod har gettret vid katoden, så de ska behandlas med enbart normal glödspänning under en halv dag. Därefter bör de vara redo för högspänning utan problem.

Överslag medför i sig att gasrester neutraliseras. Ett rör som har haft överslag kan därför fungera i fortsättningen, men det är en metod som inte ska användas medvetet eftersom gallren riskerar att skadas. Det finns mycket energi lagrad i högspänningens filterkondensator så ett trådlindat motstånd på 25-50 ohm ska finnas i serie med anodledningen för att reducera urladdningen och ge röret en chans att överleva.

Mina erfarenheter av rörbestyckade slutsteg på VHF

Mitt 4CX250B i klass AB1 med Ua 2 kV och Ug2 330 V ger bäst linjäritet med Ig2=0, anodkretsen är då belastad så mycket att sekundäremissionen från anod till skärmgaller är lika hög som vad skärmgallret drar av katodströmmen. Röret är en tetrod och saknar därmed bromsgaller. Ug2 väljs så att Ia blir 250 mA med avstämt steg och full drivning som i linjärdrift innebär att ingen styrgallerström flyter. Linjäriteten kan förbättras genom motkoppling med oavkopplat katodmotstånd om man har lite mer driveffekt än vad som behövs, från var och en av de fyra katodkontakterna läggs 39 ohm 1 W metallfilmsmotstånd till chassiet. Glödspänningen ska vara 6,0 V mätt på rörhållaren.

Kapacitansen mellan anod och styrgaller är neutraliserad med hjälp av balanserad gallerkrets och därför överensstämmer maximal uteffekt med dipp i anodströmmen. Ug2 ska vara stabiliserad och Ug1 ska tas från en så lågohmig potentiometer att hundra mikroampère gallerström inte påverkar spänningen.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

QQE06/40 och YL1060 har dubbla sektioner som sällan är identiska vad gäller tomgångsström i klass AB1 vid gemensam styrgallerspänning. För bästa linjäritet ska gallren justeras individuellt för samma ström via HF-drosslar och därmed gallerspolen anslutas med kopplingskondensatorer. Tomgångsströmmen väljs så att den skapar 15+15 watt anodförlust för det förstnämnda röret, medan YL1060 bör ha 25+25 watt förlusteffekt. Ju högre tomgångsström desto bättre linjäritet och därför är det kraftigare röret att föredra vid SSB. Det bör kylas av en liten fläkt på lågvarv som flyttar luften runt glaskolven och vid telegrafi är det klokt att reducera tomgångsströmmen till ett minimum för att låta röret gå kallare.

Högsta tillåtna Ug2 är 270 V i klass AB1, det är maximalt tillåten skärmgallerförlust som sätter gränsen och spänningen ska vara stabiliserad. Max Ia blir därmed 150 mA totalt. I klass AB2 eller C ska Ug2 vara lägre och Ia kan drivas högre med styrgallerström som följd. Samma krav på lågohmig källa för Ug1 gäller för detta rör som för 4CX250B.

Butterfly-kondensatorer som används för avstämning av galler-och anodkretsar ska ha rotorn isolerad från jord så att endast rörkapacitanserna skapar balans mot jord. Lägsta möjliga avstämningskapacitans ska eftersträvas för att optimera L/C-förhållandet. Anodspänningen till push-pullspolens mittuttag leds dit genom ett trådlindat motstånd på 30-50 ohm som utgör HF-drossel och mittuttaget avkopplas inte till jord. Inte heller gallerspolens mittuttag ska avkopplas till jord. Skärmgallret bör matas via en HF-drossel och inte vara avkopplat till jord eftersom det i push-pullkoppling är självbalanserade. Alla dessa åtgärder syftar till balans och undvikande av självsvängning.

Visste du detta om QQE06/40 och YL1060?
Den inbyggda neutraliseringen gäller endast för push-pull, inte om sektionerna används parallellt.
Styrgallren är guldpläterade för att inte oxidpartiklar från katoden ska fastna och förorsaka galleremission.
Skärmgallret är gemensamt för de båda sektionerna och även katoden är gemensam.
Strålriktande plåtar koncentrerar elektrodströmmen till optimala lägen och skapar ett elektriskt fält som motverkar sekundäremission från anoderna.
Anoderna av molybden är besprutade med zirkonium för att motverka sekundäremission från dem och zirkonium absorberar gasmolekyler så att inget getter av magnesium behövs.
Höljet är av hårdglas för att motstå hög temperatur.
Den enda glimmerskivan är skärmad från anodernas elektriska fält vilket reducerar förluster i den.
Verkningsgraden avtar över 200 MHz, men med reducerade data är röret användbart till 432 MHz.

 

Åter till Tekniskt-sidan