FLDX2000 Umbau

Eingesetzte 6П45С (6P45c)

Hier beschreibe ich den Umbau des Yaesu FLDX2000 Verstärkers auf EL519. 6KD6 oder andere Ami-12-Pin-Röhren (6LQ6, 6MJ6...) als Ersatz sind nur schwer bzw. teuer zu bekommen. Ich kaufte das Gerät ohne Röhren. Ein neues Quad würde mich ca 120-170 € kosten, deshalb baue ich Magnoval-Fassungen für EL519 ein.

Spezifikationen des FLdx2000

(Gilt für Bestückung mit 4x6KD6)

• Tubes: 4x 6KD6
• Drive: 30-100 W from tuned output transmitter (der Amp hat keine der bei Gitterbasis benötigten Eingangskreise, nur einen fest eingebauten 35-MHz-Tiefpass)
• DC input power: 1200 W PEP (1 A) max.
• "DO NOT OPERATE THIS AMPLIFIER AT FULL DC INPUT MORE THAN 3 SECONDS"

• Tune cathode current max: 0,3 A
• CW cathode current: 1 A (max 3 sec Keydown)
• SSB two tone cathode current: 0,9 A
• SSB voice: 0,4-0,5 A
• AM(/FM): under 200(-300*) W input "because continuous plate current should be held under 0,2 A"

(*)Bei 0,2 A input ergäben sich 25 W Verlustleistung pro Röhre, da ist also noch Luft für die AM-Modulation. Die recht konservative Angabe könnte man auf 300...350 W input für FM/RTTY erhöhen, dann vernichtet jede Röhre 30-35 W. Lock-to-talk Durchgänge, bei denen man während dem Labern nochmal an den Kühlschrank läuft oder seitenfüllende Monologe von sich gibt, sollte man bei 300 W(in) dann vermeiden (mit den seltenen 6KD6 drin zumindest).

In einem Forum schrieb jemand zu seinem 4x 6KD6 Amp: "Tubes lasted at least 5 years in casual use. (900 V/0,8 A Keydown, 700 W PEP)". Im Vergleich zu ~20 (u. mehr) Jahren Haltbarkeit einer 3-500z ist das nicht sehr viel, früher waren die 6KD6 halt billig. Wenn man zum unvermeidlichen dauernden tunen (bei jedem Bandwechsel/Frequenzsprung) statt Träger einen schnellen CW-Piepser ("SSB-Abstimmthilfe") verwendet, holt man sicher auch noch was an Lebensdauer raus.

Röhrendaten

Datenvergleich der mehr oder weniger direkten Verwandten: (Ihz=Heizstrom bei 6 V/GU50 bei 12 V; Wao= Anodenverlustleistung max. design rating*; Vao=Pulsspannung 22 % eines cyclus max 18 µS)

Röhre	Länge	Durch	Ihz	C_g1a	C_a	Cg1k	W_a	Wao	Wg2	Va	Vao(V)	I_k	Ikmax	Ug1	Tmax	Gewicht	Glas
6KD6	108mm	38mm	2,8A	0,8p	16p	40pF	33W	??W	05W	990V	7000	0,4A	1,4A	250	240°C	48-53gr	1-1,2mm
EL519	110mm	39mm	2,0A	2,5p	??p	23pF	35W	45W*	07W	700V	8000	0,5A	1,5A	550	300°C	80gr
6P45c	109mm	46mm	2,5A	2,5p	20p	25pF	35W	>45?	07W	900V	8000	0,5A	1.?A	???	?300C?	108-110g	ca 1,3mm
GU50	93,5mm	40mm	0,8A	???	10p	15pF	40W	>40?	05W	1000V	1000	0,4A	0,4A	100	200°C	100 g

33W vs. 40W vs. 45W

Transconducatance 6KD6=14000µmho, 6P45c=18000 µS.

(*)http://frank.pocnet.net/sheets/010/p/PL519.pdf

Gemessen:

• 6P45C Kapazität der Anode gegen die geerdeten Gitter: 26-27 pF; C Gitter gegen geerdete Anode: ca. 20 pF.
• 6KD6 Kapazität Anode gg geerdete Gitter: 22-23 pF Kapazität Gitter gg geerdete Anode: ca 15 pF.

Die 6P45C hat also eindeutig mehr Anodenkapazität, weshalb man die Kreisgüte des Pi-Filters wohl erhöhen muss (Induktivität verkleinern), die Ausgangsleistung wird dann vom 10-m-Bandschalterkontakt begrenzt. (Andere unbekannte Quelle zur 6P45c: Input capacitance Cg1k 55 pF Output capacitance 20 pF Transfer capacitance not more than 1.5 pF)

Kommentar: Das im Vergleich zur 6KD6 doppelte Gewicht (doppelte thermische Masse) der 6p45c spricht eigentlich für sich. Die Anode ist im wesentlichen gleich groß (etwas mehr Abstand der beiden Elektronenauftreffflächen an den Anodenseiten), hat aber mehr Abstand zum (dickeren) Glaszylinder. Da die Röhre für passive Konvektionskühlung gebaut wurde, kann die Verlustleistung bei aktiver Kühlung sicherlich überschritten werden. So kommen behauptete Ausgangsleistungen von über 1 kW mit 4 EL519 real zustande. Zwei Stück erreichen bei 630 V ja schon 550 W [1]. Interessant ist auch, dass die GU50 trotz 40 W Verlustleistung eine kleinere Anodenkonstruktion aufweist, die Anode wird dort im Betrieb also heißer.

Umbau

Die Anodenspannung beträgt 1,2 kV aus einem Vollwellengleichrichter. Wenn man einen Verdoppler einbaut, und das Ausgangs-Collinsfilter auf die höhere Anodenimpedanz auslegt, könnte man andere Röhren einsetzen (3-500z, 4-400A, GU81m, Keramikröhren, etc). Die meisten bräuchten aber auch einen neuen Heiztrafo.

Ich entscheide mich für die EL519/6П45С/6P45C, man muss nur die Fassungen wechseln und schon hat man einen etwas robusteren Amp für gängige Röhren.

Nach dem Umbau sollten sich folgende Daten ergeben:

• AM/FM/RTTY/SSTV: 550 W input (0,45 A ~300 W out) (statt 370 W 0,3 A; im Rahmen der Daueranodenverlustleistung (45/35 W und 33 W)
• DC input Power wie vorher (da Trafo-begrenzt): 1200 W CW 1 A (statt 3 sec Keydown ca 5..20 s)
• vermutlich über 1200 W PEP input, je nachdem wann flat-topping beginnt. Bei mehr als 1200 Win am besten mit Nadelimpulsen (Tuninghilfe) und PEP Wattmeter abstimmen.

Um die maximale PEP Leistung rauszuholen sollte man die 3 alten Netzteilkondensatoren gegen neue und am besten größere ersetzen.

Alle Fassungen habe ich nacheinander ausgelötet und gegen Keramik-Magnovalfassungen getauscht. Die 6P45c hat alle Gitter doppelt herausgeführt, je beide Anschlüsse sollte man mit Masse verbinden (wenn man die originale Gittervorspannungserzeugung beibehält, werden alle Steuergitter (g1) über einen (oder besser zwei) Cs geerdet). Zur Gitterstrommessung (nicht vorhanden) könnte man den SWR/Ic-Schalter zur Ig/Ic-Umschaltung umfunktionieren, und den fwd/ref-Umschalter um zwischen Strömen und relativer Leistung umzuschalten. Das interne SWR-Meter wird damit nutzlos. Außer man baut einen neuen fwd/ref-Schalter hinten ein.

Die Gittervorspannung muss von ca -11 V auf ca -13...-14 V erhöht werden um 50 mA Ruhestrom (10..20 mA pro Röhre) zu erreichen. Die -19 V reichen auch nicht, um die Röhren ganz zu sperren, es fließen noch ca 2-8 mA also immerhin 10 W pro Röhre. Zur Ruhestrommessung und zum Angleich der Röhren bekommt jede einen 10..20 Ohm Kathodenwiderstand.

Hinten habe ich auch einen Schalter eingebaut um die HF-VOX zu deaktivieren sowie einen um den Ruhestrom abzusenken ("Klasse-B Betrieb" für CW/FM). Mit mehr als -20 V Ug1 ist auch C-Betrieb möglich.

Man sollte der PA auf jeden Fall einen potenteren Lüfter verpassen, der Originalmiefquirl erzeugt bei geschlossenem Gehäuse quasi null spürbaren Luftzug. Achtung: PC-Lüfter bleiben im HF-Feld sofort stehen und benötigen eine Abschirmung, wie geerdetes Aluklebeband auf dem Kreis in der Mitte wo die Elektronik drunter sitzt. Und beim Empfang stören sie wenn sie ins Koax- bzw Umschaltrelais einstreuen! Lieber einen 230-V-Lüfter einbauen.

Es gibt keine abgestimmten Eingangskreise, nur einen festen Tiefpass ("exiter: tuned output TRX"). Ein FTdx500 kommt damit locker klar, er kann auf die 15-20 Ohm runter transformieren und sein Ausgangskreis wirkt als Eingangskreis für die PA. Ein Transistortransceiver mit Breitbandtrafo und ohne Tuner sieht ein hohes SWR. Man könnte entweder 5 Pi-Filter und einen Umschalter einbauen, oder wie PA0FRI einen 4:1 Trafo, 4 EL519 haben nämlich ca 22...25 Ohm Impedanz, wobei der flywheeleffekt eines Eingangsschwingkreises und damit ein Stück Effizienz fehlt. Ein 100-W-Tuner vor der PA sollte es auch tun.

Pi Filter

Ich habe folgende Spulenwerte für das Ausgangsfilter mit Pi-El ermittelt, die sowohl für 1200 als auch für 600 W Betrieb eine sinnvolle Anpassung ermöglichen. Dabei ist zu beachten, dass die 4 Anodenkapazitäten bereits 100-120 pF betragen, plus Streukapazitäten und Drehkoanfangskapazität kommt man auf ca 120-130 pF C_min. Der Trick diese Kapazität durch eine 0,3-1 µH Spule vor dem Plate-C zu neutralisieren hat bei mir keine guten Ergebnisse gebracht.

• 80 m 6,5-7 µH + 330 pF & 1110 pF Q=8 - Gesamtspule ca. 7 µH
• 40 m 2,4-2,7 µH + 225 pf & 856 pF - Anzapfung Windung 12, ca 3,5 µH (Q=8)
• 20 m 1,2 µH + 132 pF & 516 pF Q=14 (Q=23 bei 0,6 kW) - Anzapfung Windung 5
• 15 m 540 nH (+ 128 pF & 523 pF Q=19 / Q=31 bei 0,6 kW input) - 500 nH sind es geworden, Anz. Windung 2
• 10 m 300 nH (+ 126 pF & 423 pF Q=25 bei 1,2 kW und Q~39 bei 0,6 kW) - musste auf 250 nH angepasst werden (4 cm Draht haben ca. 30 nH); separate Spule mit 5 Wdg d=25 mm 4 mm Cu

Vor Optimierung / nach Optimierung des Ausgangs-Pi-Filters habe ich (mit 3 guten und einer eher schlechten Röhre eingesteckt) gemessen:

• 80m: 50W in ca 400W 0,65A
• 40m: 40W in ca 600W out (0,95A)
• 20m: ca 50W in 700W out (bei 0,8A) (mehr L benötigt) / 70W in ca 750W out (0,95-1A)
• 15m: ca 60W in 600W out (bei 0,9A) (mehr L benötigt) / 50W in ca 650W out (0,87A)
• 10m: ca 50W in 600W out (bei 1A) (weniger L benötigt) / 70W in ca 700W out (1A) von 28 bis 29,7MHz

Es empfiehlt sich, im Röhrenabschirmkasten auf Streukapazitäten zu achten, d.h.: UKW-Drosseln möglichst nah zur Mitte biegen oder weglassen, Koppel-C darf räumlich nicht zu groß sein und nicht zu nah an die Seiten/Deckenwände, separate 10m Spule mit kleinem Windungsdurchmesser und größerem Querschnitt (statt 2mm lieber 4..5mm rund oder Flachkupfer) wickeln und mit Abstand zu Seitenwand, Drehko und Röhrenanode montieren. Siehe dazu auch das Bild des endgültigen Ausgangsfilterbereichs.

http://bama.edebris.com/manuals/yaesu/fldx2000/ Handbuch

http://foxtango.org/amplifiers/FL%20Amplifier%20Evolution.htm

http://pa0fri.home.xs4all.nl/Lineairs/Frinear400/frinear400eng.htm 4x EL519 PA

http://frank.pocnet.net/sheets/049/6/6KD6.pdf

http://www.datasheetarchive.com/dl/Datasheet-021/DSA00366502.pdf 6P45c Datenblatt