Danas je nabavljeno linearno RF pojačalo PRD 7805 američke tvrtke Harris Corporation (podružnica PRD Electronics) iz sredine 1970-tih godina.
Tvrtka prvotnog naziva “Harris Automatic Press Company” osnovana je još 1895. godine za razvoj i proizvodnju litografskih, tiskarskih i drugih strojeva za štampu. Od kraja 1950-tih godina Harris počinje preuzimati više tvrtki za radio tehniku, između ostalih 1959. godine i njujoršku tvrtku za mikrovalnu tehnologiju PRD Electronics. Time je Harris (Harris Corporation) ubrzo prerasla u američku tehnološku tvrtku poznata po komunikacijskim i informacijskim tehnologijama, odnosno po radio uređajima i pratećoj opremi za zemaljske i satelitske komunikacije, uređajima za noćno gledanje te drugim elektroničkim sustavima za upotrebu u vladinim službama, obrani, hitnim službama i komercijalnom sektoru. Specijalizirali su se za rješenja za nadzor, mikrovalno oružje, presretanje komunikacija i druge oblike elektroničkog ratovanja. Tijekom razdoblja Harris Corporation je provela brojne akvizicije drugih tehnoloških tvrtki kao i prodaje vlastitih pogona i poslova da bi 2019. godine bila spojena sa srodnom (konkurentskom) američkom tvrtkom L3 Technologies u novu tvrtku naziva L3 Harris Technologies.
RF pojačalo PRD 7805 radi linearno (±1 dB) u frekvencijskom opsegu 0,05 – 80 MHz. Izlazna snaga je 10 W (na opterećenju 50 Ω) i ona se postiže već kod ulaznog signala amplitude 100 mV. Time je pojačanje minimalno 47 dB. Pojačalo se može koristiti i za više frekvencije naravno uz postepeni pad pojačanja (-1,5 dB na 100 MHz). Potiskivanje harmonika i intermodulacijskih izobličenja je bolje od 30 dB na punoj snazi od 10 W, a razina vlastitog šuma je ispod -70 dB.
Prednja ploča sa kontrolama je jednostavna i kao što vidimo nema potrebe za preklapanjem frekvencijskih opsega. Ugrađena je automatska zaštita od ulaznog ili izlaznog preopterećenja (OVERDRIVE). Zaštita isključuje ako je ulazni signal veći od 3 V RMS i ako je izlazna priključnica bez opterećenja ili kratko spojena. Ugrađeni mjerni instrument mjeri izlazni napon i snagu (50 Ω) u dva mjerna opsega:
- LO: 0 do 7 V ili 0 do 1 W
- HI: 0 do 30 V ili 0 do 15 W
Točnost mjerenja je 3% na puni otklon skale. Težina uređaja je oko 9 kg, a dimenzije cca 135x220x400 mm.
Prospekt iz 1975. godine.
U unutrašnjosti se mogu razlučiti četiri funkcionalne sekcije: mjerni sklopovi montirani na prednjoj ploči, mrežno napajanje, VF pojačalo i sekcija ventilatora sa filtrom zraka te ulazne mrežne komponente (utičnica, osigurač, EMI filtar).
Rastavljanje ovog uređaja je vrlo nespretno. Šasija je čvrsta i robusna, a elektroničke sekcije su vrlo tijesno montirane na istu. Pristup vijcima je vrlo ograničen te treba koristi duge i tanke odvijače, a u nekim slučajevima i odvijače sa kutnim zglobom. Neke povezne žice su spojene na pločicu preko konektora, no veliki broj istih je izravno zalemljen. Vrlo malo mjesta je za pristup bilo čemu, a za servis bilo kojeg sklopa je potrebno rastaviti i razlemiti velik dio konstrukcije.
Ventilator aktivno hladi aluminijski hladnjak na koji je montirano šest izlaznih tranzistora VF pojačala. Desno na slici se vidi standardni EMI mrežni filtar (filtar visokofrekvencijskog elektromagnetskog šuma i smetnji) te ulazne mrežne komponente (utičnica i osigurač).
Asinkroni jednofazni elektromotor s kaveznim rotorom i zasjenjenim polovima lako se prepoznaje po bakrenim prstenima namotanim na oba pola preko jezgre statora. Ti prsteni djeluju kao pomoćni namotaj elektromotora koji stvara fazni pomak u odnosu na mrežnu fazu, odnosno stvara drugu fazu i preko nje rotirajuće magnetsko polje koje je neophodno da bi se izmjenični elektromotor uopće mogao pokrenuti. Zahvaljujući ovim kratko spojenim prstenima elektromotor ima samo jedan namotaj spojen na mrežni napon i ne treba mu kondenzator ili neki drugi sistem za pokretanje što ga čini jednostavnim i jeftinim za proizvodnju. Ipak, zbog slabog magnetskog polja koje stvaraju pomoćni prsteni (kratko spojeni namotaji) ovakvi elektromotori ne mogu podnijeti velika opterećenja.
Mrežni transformator je prilično masivan. Na primarnoj strani je spori osigurač (MDL) od 1 A dok je na sekundarnoj strani brzi osigurač (AGC) od 4 A. Uz transformator je pločica regulatora napona. Iza pločice, na aluminijskom hladnjaku su montirana dva tranzistora (2N3054 i 2N3055) vjerojatno serijski regulacijski tranzistori.
Spori osigurač ili osigurač s vremenskom odgodom MDL 1 A. Obično se koristi za zaštitu potrošača koji kod starta povuče veću početnu struju, a koja zatim brzo padne na nominalnu vrijednost. To su uglavnom induktivni potrošači poput elektromotora, transformatora i slično.
Ovo je diodni mosni ispravljač za koji nisam našao nikakve podatke. Oznaka VARO se posve sigurno odnosi na američku tvrtku Varo Semiconductor poznatu po kvalitetnim ispravljačkim poluvodičkim komponentama za industrijsku, komercijalnu i vojnu primjenu.
Filtarski elektrolitski kondenzator 15000 µF / 50 V. Tijekom rada uređaja, izmjerio sam napon na kondenzatoru od točno 40 V.
Ovo je pretpostavljam mjerno pojačalo za mjerenje amplitude (napona) izlaznog VF signala, odnosno za mjerenje ili bolje rečeno preračunavanje snage na 50 Ω opterećenja.
Na dnu se nalazi još jedna mala pločica sa diodom i pasivnim (kalibracijskim) komponentama.
Ovaj uređaj nikako nije konstruiran za lagani servis. Za pristup bilo čemu potrebno je rastaviti najmanje pola šasije, a i za to je potrebna spretnost i specijalni alati.
Pločica VF pojačala uključuje 21 tranzistor. U ulaznom dijelu su 2N3563 (x4), 2N5179 (x2) i 2N5133, slijedi osam drivera 2N5109 i na kraju šest izlaznih tranzistora sa internom Harris (Harris Technical Services Corp) oznakom QX958051. Za ove Harris tranzistore nisam našao nikakve podatke osim da se radi o NPN silicijskim tranzistorima 33 V / 3A. U sivoj izolacijskoj masi nalazi se izlazni transformator/VF filtar.
Izlazni tranzistori QX958051 su montirani na aluminijski hladnjak i povezani posebnom pločicom. Prema ugrađenim elementima i njihovom rasporedu na pločici jasno je da se ovdje radi o push-pull VF pojačalu sa po 9 tranzistora u svakom protufaznom kanalu. Push-pull (protufazna) VF pojačala mogu biti izvedena na različite načine. S obzirom da su svi tranzistori NPN tipa onda ovo svakako nije komplementarno pojačalo, nego se koriste VF transformatori za okretanje faze, izlazni push-pull transformator kao i transformatori za transformaciju impedancije, za balansiranje protufaznih linija, za spregu među stupnjevima pojačanja i slično.
U uobičajenim topologijama linearnih VF push-pull pojačala VF transformatori se svakako koriste za stabilizaciju (konstantnost) ulaznih i izlaznih impedancija u širokom frekvencijskom opsegu te za poboljšanje linearnosti pojačanja i smanjenje intermodulacijskih izobličenja preko strujnih i naponskih povratnih sprega. Naime, kod linearnih pojačala širokog frekvencijskog opsega poput ovog našeg, svakako je potrebno očuvati konstantnu ulaznu i izlaznu impedanciju (50 Ω) te minimalizirati sve neželjene pojave koje uzrokuju stvaranje stranih frekvencija (miješanja) kao i izobličenja koja unose harmonike u izlazni signal.
Čak i da imamo elektroničku shemu ovog konkretnog pojačala, istu bi vjerojatno bilo teško u potpunosti razumjeti bez popratne servisne dokumentacije. Kao što smo već vidjeli na puno primjera u elektronici, osnovni princip i blok shema nekog sklopa je jedno, no praktična realizacija vrlo često sadrži namjenski dizajnirane krugove sa napredno osmišljenim modifikacijama i „trikovima“ kojima se poboljšavaju performanse osnovnog sklopa. Ponekad se koriste i specijalni elektronički elementi za neku konkretnu primjenu koji više nisu aktualni u modernoj elektronici. Morali biste biti doista vrhunski elektroničar i poznavaoc topologije gradnje VF pojačala određenog proizvođača iz 1970-tih godina da bi u potpunosti opisali neku kompleksnu elektroničku shemu iz toga doba.
Naše pojačalo odmah nakon uključenja upali lampicu OVERDRIVE i ne daje nikakav izlazni signal. Prvo se naravno provjeravaju linije napajanja, no mi ovdje niti imamo elektroničku shemu niti znamo koje nominalne napone i struje ispravljač treba dati na pojedinim linijama napajanja. Napon na glavnom filtarskom kondenzatoru je dosta visokih 40 V, no to ništa ne znači jer se isti dalje vodi na tranzistorske regulatore. Na hadilu izlaznih VF tranzistora jasno vidimo termostat za temperaturnu zaštitu, no on vjerojatno ne bi reagirao trenutno, odmah nakon uključenja. Također, termo-kamerom nismo uočili neko pretjerano pregrijavanje komponenti odmah nakon uključenja uređaja. To znači da zaštitu uključuje neki drugi detektorski sklop, možda na ulazu u pojačalo.
Kad bi se baš zainatili za popravak, trebali bi rastaviti čitav uređaj na napajanje, VF pojačalo i mjerne krugove. Naravno, kad nemamo nikakve servisne podatke, provjera napajanja može biti samo okvirna. Svakako linija napajanja VF pojačala mora biti dobro filtrirana i stabilna i nikako ne većeg napona od nominalnih za ugrađene tranzistore. Ako je neki izlazni tranzistor neispravan, to je prvo teško provjeriti bez da se posve ne razleme i skinu sa hladila, a onda je problem i za zamjenu istih jer se taj tip tranzistora odavno ne proizvodi i nemamo sve ključne električne podatke za istog.
Da ne duljim priču, svakako ima puno ideja kako da se testira svaki sklop posebno i tako polako sužava lokacija mogućeg kvara, no tu treba svakako uzeti u obzir vrlo tešku demontažu tiskanih pločica i tešku nabavku zamjenskih poluvodiča za ove iz 1970-tih godina. Iako je ovo kvalitetnije i profesionalnije napravljen uređaj, godine čine svoje, te se uočavaju tragovi korozije i prljavštine na nekim konektorima i podnožjima, zatim krhkost lemnih spojeva (posebno poveznih žica), a nisu isključene ni pojave hladnih spojeva, propadanja izolacije i slično.
Danas su VF pojačala snage 10 W relativno jeftina i dostupna za praktično čitav RF opseg tako da oživljavanje ovog 50 godina starog pojačala za neku praktičnu primjenu nema puno smisla. Čak i da se nađe neka neispravna komponenta i uređaj proradi, ovdje više nema nikakve garancije koliko će ta ispravnost potrajati. RF pojačalo Harris PRD 7805 danas još može poslužiti samo kao još jedan povijesni i oku ugodan primjerak RF tehnologije prošlog stoljeća. Pa ipak, ako se jednom naiđe na kakvu tvorničku dokumentaciju, to onda svakako može biti poticaj za dublje razumijevanje konkretne topologije ovog pojačala i naravno motivacija za pokušaj popravka istog 🙂