Petit ampli HF 35 watts CW/SSB en kit

[VE2VAE Christian]

Voici mon dernier jouet commandé. A recevoir d'ici quelques jours : le petit ampli en kit de HF Projects.

QRP 5 watts IN --> 35 a 40 Watts OUT.

Toutes les bandes HF, mode CW et SSB.

Le design original (Mike Kossor, WA2EBY) remonte deja a une quinzaine d'année. Il etait apparu dans deux numero de QST et egalement dans le handbook de l'ARRL en 2001.

Il aurait ete concu pour etre un petit ampli portable, pas trop gros, pas trop lourd et pas trop gourmand sur les batteries.

Virgil Stamps, K5OOR, en as fait un kit. Et c'est lui qui les vends depuis plusieures années. Il offre aussi le support.

Plus de 1000 unitées vendus depuis une dizaine d'années.

Le kit se monterait en environ 12 a 15 heures.

Voici quelques images, en attendant que le mien soit monté. Il revient a envion $300.


Un apercu du boitier, avec le volumineux Heatsink.


Un intérieur assez simple : le module d'ampli et le module de filtrage.


Une autre vue du PC board


En option, on peut avoir les divers cables pré-fabriqués


Comme complément au KX3...


Pour plus d'infos : http://www.hfprojectsyahoo.com/hf-packeramp.html

[VE2PID Pierre]

QST de Février 2014 mentionne ce petit ampli en page 65. Les commentaires sont très positifs..

Avec cependant quelques précautions à suivre:
- Régler le commutateur de bandes en accord avec le réglage de la radio.
- Installer le cavalier (jumper) en mode CW, mais l'enlever pour le mode BLU.
- Ne jamais excéder 5 W comme puissance entrante (input drive).
- Ne pas re-syntoniser l'antenne avec l'ampli en fonction (i.e. en position bypass off).
- Ne pas utilise cet ampli si le ROS excède 2.0:1.

Alors bonne construction Christian.

[VE2VAE Christian]

Alors bonne construction Christian.

Merci Pierre.

En effet, j'ai très hâte de commencer le montage. Je commence a éplucher le manuel et a étudier les détails du circuit.

C'est vraiment une des partie les plus "le fun" d'assembler tout ca, d'identifier les pieces, rouler les bobines, les transformateurs, etc, tout en sachant (meme vaguement) le role des composantes ou au moins les grands principes de fonctionnement du circuit et qui fait quoi.

J'ai hate de me remettre au fer a souder et de sortir la loupe sur pied. ;-)

Pour ce qui est du changement de position du jumper (cavalier), pour passer du mode CW au SSB, plusieurs ont simplement mis un interrupteur sur le boitier. Mais Virgil offre maintenant (sans frais pour les commandes passées en janvier) un petit module qui detecte si on est en CW ou SSB et qui fait le "switch" automatiquement. C'est plus pratique.

Pour le sélecteur de bande (en fait, c'est le filtre pour la bonne bande passante que l'on selectionne) évidament, il faut etre sur la meme bande que celle ou l'on transmet. Pour rendre les choses plus visuelles, un ajout populaire (et assez simple) est de mettre des leds qui indiquent sur quelle bande le sélecteur de filtre est reglé.
Il y as la plupart du temps deux bandes par position (ex.: 30m/20m, 17m/15m) donc, on ne change pas forcement la position du filtre a chaque changement de bande, et c'est la qu'il faut etre vigilant.

Mon petit wattmetre WM-2 sera placé entre le transceiver et l'ampli, justement pour surveiller et m'assurer que la Puissance (avec un "P" majuscule ) de mon petit rig QRP ne depasse pas 5 watts. Il y as en fait 3 reglages de puissance d'entrée possible : 5w, 2.5w, et 1 w. Donc, quelqu'un, disons dans les cantons de l'est, pourrait aussi l'utiliser avec un Rockmite.

Pour ce qui est de ne pas re-syntoniser l'antenne avec l'ampli en fonction... ca ne me semble pas un probleme.
Je "tune" l'antenne seulement quand je change de bande. Si elle est tres large, bon, je peux reverifier apres m'etre déplacé en frequence, pour refaire un petit ajustement.
Ensuite... l'ampli a une switch "Bypass" sur le devant.  En temps normal, il est toujours en mode bypass (on ne s'en sers pas). Sauf durant un QSO ou on décide d'augmenter un peu la puissance. La on met l'ampli en fonction, et sitot le qso terminé, on le remet en bypass. On est adepte du QRP oui ou non ?   


Et le ROS, en QRP, on cherche toujours a l'avoir le plus bas possible. Pour avoir le moins de pertes. Donc, a chaque "tuning" d'antenne, j'accorde une grande attention a ca.

Oui, ca peut paraitre un peu "archaïque" comme maniere d'operer, surtout pour ceux qui sont habitué a ce que tout se fasse de maniere un peu plus automatique.


Mais un jour, surement (loi de Murphy), je vas faire sauter les 2 Mosfets... On ressortiras le fer a souder. Et la loupe sur pied.


Personellement, je prevois l'utiliser avec le sierra, peut-etre avec le Century 22 (que je limiterai a 5 watts) mais surtout avec  le FT-817, avec lequel je pourrais faire un peu de SSB.


Je savais que le QST de fevrier allait parler de l'autre ampli, le 100 watts, egalement offert par HF projects. Je ne savais pas qu'ils evalueraient egalement le petit HFPA v4.

J'ai remarqué que tu recoit toujours ton QST avant moi. Chaque fois que tu parles d'un article qui vient de parraitre dans le dernier QST, je recoit le miens le lendemain ou le surlendemain.

C'est pas juste...

[VE2PID Pierre]

Donc, quelqu'un, disons dans les cantons de l'est, pourrait aussi l'utiliser avec un Rockmite.

Possible, mais la puissance résultante ne serait sûrement pas 'mirobolante'... Selon l'auteur de l'article de QST (disponible en version électronique en attendant le papier ;-) ):

The finished amplifier easily passed ARRL Laboratory spectral purity tests. In terms of output power with 5 W input, the Lab measured a maximum of 52 W on 160 and 80 meters and a minimum of 23 W on 10 meters. The average output across all bands was 35 W (Jeffrey Fritz, WB1AAL).

Le RockMite "livre" entre 400 et 500 milliwatts, alors à la sortie de ce PA, ça ne serait pas très intense... 

[VA2JOT Jacques]

 The finished amplifier easily passed ARRL Laboratory spectral purity tests.A peu pres n'importe quel ampli plus ou moins lineaire passerait ces tests. Les objectifs de l'ARRL sur l'IMD sont trop laxes, c'est Presque un mandat de pollution spectrale en autant que je suis concerne.

D'ailleurs Rob Sherwood cache a peine ses sentiments sur ce sujet dans sa presentation sur la performance des recepteurs, la bande occupee par un transmetteur et les filtres "roofing". Il pointe du doigt les causes de fatigue excessive durant les contests dont l'IMD.

http://www.sherweng.com/documents/NC0B-Contest-U-2008-9.pdf

Il n'hesite aucunement d'ailleurs a encourager les amateurs a mettre la pression sur les fabricants pour que cesse la production d'equipement sous-standard sur certains aspects tel les amplis allant jusqu'a 10-12 dB moins performants au niveau de l'IMD que ce que qu'il se produisait en RA il y a 50-60 ans.

Faudrait peut-etre regarder au dela du nom du fab et de l'apparence "cute" ou "sexy" du boitier. En passant, en autant que je suis concerne, un fab qui ne publie pas tous les specs de ses produits, c'est parce qu'il ne recontre pas les specs non-cites. Les specs de performance on ne joue pas a la cache avec ca!
 
P.S.: renvoi courtoisie de VA2SS.

[VE2PID Pierre]

Les objectifs de l'ARRL sur l'IMD sont trop laxes, c'est Presque un mandat de pollution spectrale en autant que je suis concerne.

Salut Jacques l'optimiste.... 

Les objectifs des tests de labo de l'ARRL effectués sur les amplis RF visent à déterminer si les appareils en vérification rencontrent ou non les spécifications décrétées par la FCC. Donc passer les tests de l'ARRL signifie passer ceux de la FCC. En fait, l'ARRL utilise les même normes/critères que la FCC. Tiré du manuel de lab ARRL:

6.7 HF LINEAR AMPLIFIER TEST
6.7.1 The purpose of the Linear Amplifier Test is to determine if the amplifier meets the manufacturer's power output specification, meets FCC Part 97 regarding Spurious Emissions and measure and record the level of Intermodulation Distortion.

Et les dernières normes de la FCC:

97.307   Emission standards.

(a) No amateur station transmission shall occupy more bandwidth than necessary for the information rate and emission type being transmitted, in accordance with good amateur practice.

(b) Emissions resulting from modulation must be confined to the band or segment available to the control operator. Emissions outside the necessary bandwidth must not cause splatter or keyclick interference to operations on adjacent frequencies.

(c) All spurious emissions from a station transmitter must be reduced to the greatest extent practicable. If any spurious emission, including chassis or power line radiation, causes harmful interference to the reception of another radio station, the licensee of the interfering amateur station is required to take steps to eliminate the interference, in accordance with good engineering practice.

(d) For transmitters installed after January 1, 2003, the mean power of any spurious emission from a station transmitter or external RF power amplifier transmitting on a frequency below 30 MHz must be at least 43 dB below the mean power of the fundamental emission. For transmitters installed on or before January 1, 2003, the mean power of any spurious emission from a station transmitter or external RF power amplifier transmitting on a frequency below 30 MHz must not exceed 50 mW and must be at least 40 dB below the mean power of the fundamental emission. For a transmitter of mean power less than 5 W installed on or before January 1, 2003, the attenuation must be at least 30 dB. A transmitter built before April 15, 1977, or first marketed before January 1, 1978, is exempt from this requirement...

Les distorsions provenant de l'intermodulation sont aussi des émissions parasites (spurious)... En particulier, celles du troisième ordre (cf Fourier).
Reste donc  à t'en prendre aux normes de la FCC... et à nous prouver que les 'normes' de l'ARRL concernant l'IMD/émission sont 'trop laxes' en nous donnant les valeurs en dB tolérées par ces labos. . . Ce que je n'ai trouvé nulle part. Et toi ?
(  )
_________________
PS: L'article de Sherwood discute du problème d'IMD en réception... Sherwood ne publie des résultats que pour les récepteurs. Et il quantifie les effets négatifs d'un signal fort sur un signal faible... critique en contests et en écoute prolongée.

Voir Sherwood Engineering Inc - Receiver Test Data.

Or l'ARRL publie des données à la fois pour les récepteurs et les émetteurs. Bob Sherwood a souvent contesté la méthode utilisée par l'ARRL quand elle teste les récepteurs (à cause du signal parasite expérimental injecté trop loin à 20 kHz). Il préfère un écart de 2 kHz. C'est en gros l'objet de son article précédent. Mais ça n'a pas rapport à ce fil de discussion puisque l'on discute d'un amplificateur d'émissions.

Quand un émetteur/PA est certifié par la FCC, il reçoit un code qui nous assure que les normes d'émission que j'ai mentionnées plus haut sont rencontrées. Par exemple, le nouveau KXPA100 nous arrive avec une étiquette semblable à celle que j'affiche en bas de ce message. On est rassuré sur sa qualité, et probablement que les résultats indépendants à venir nous montreront qu'il excède (en excellence) les normes précédentes. C'est pour cette raison que les acheteurs actuels sont fixés, sans qu'il soit nécessaire (redondance) de mentionner les valeurs d'élimination des parasites. On les connait automatiquement ...

[VA2JOT Jacques]

Salut Jacques l'optimiste.... 
Les chiffres ne mentent pas. Une radio dont le recepteur est au top de l'echelle des performances selon Sherwood mais dont l'IMD du transmetteur est a la limite de l'acceptable sans aucune marge n'est pas un produit balance. Son transmetteur est deficient a un point tel qu'on n'ose meme pas le considerer pour inclusion dans une chaine destinee a etre operee pres de la limite legale.

Ca ferait par contre un excellent recepteur pour une station a TX/RX separes comme a l'ancienne.

Le hic est que les TX propres (parasites et IMD) se font de plus en plus rares a mesure qu'on ameliore la qualite des recepteurs.

[VE2PID Pierre]

TX propres (parasites et IMD) se font de plus en plus rares a mesure qu'on ameliore la qualite des recepteurs.

Alors, quels sont les exemples que tu as en tête et qui t'ont fait écrire ce commentaire ?

Mois je suis moins ""pessimiste""... Parmi les 'top rated' de Sherwood il y a le KX3. Dans l'analyse de QST (décembre 2012, page 42), on peut lire ceci:

Transmitter Performance: While low power radios don't have to be quite as clean on transmit as their full power brethren, the KX3 needs to make no apologies and can be used with a high power linear without being a noisy neighbor. The CW waveform and resulting spectrum are some of the best we've seen.

On dévie du sujet ...

[VE2VAE Christian]

Possible, mais la puissance résultante ne serait sûrement pas 'mirobolante'...
[...]
Le RockMite "livre" entre 400 et 500 milliwatts, alors à la sortie de ce PA, ça ne serait pas très intense...


Je ne sais pas, Pierre. Peut-etre quasiment autant (35 watts).

Tu vois, les 35 watts "moyens", meme si on as 5 watts en entrée, ils ne sont pas produit avec ces 5 watts.

En effet, le 5 watts viendrait saturer les mosfets et produirait trop de distorsion.
Donc, on reduit le 5 watts qu'on as en entrée, grace a un atténuateur interne, pour ramener le signal a une valeur beaucoup plus faible.
J'imagine que les 3 cavaliers (jumpers) de sélection de la puissances maximum d'entrée (1w, 2.5w et 5w) doivent justement servir a doser le facteur d'atténuation. 

Ah ! Voilà. Pages 6 et 34 du manuel.

P. 6 : The standard network attenuates the RF Input by 9dB which is a 8:1 power ratio.
The maximum RF input of 5W is reduced to 0.63W to the gates of the MOSFETs.
The attenuation matches the popular FT817 power setting of 5W.
The maximum of 0.63W is below the distortion level of the MOSFETs. This is important for distortion free SSB operation.

p. 34 :
A 2dB resistive pi network is installed on the AMP module.
Choices are 2dB, 6dB and 9dB corresponding to 1W, 2.5W and 5W Max RF Input scales.

Donc, avec un signal d'entrée de 0.5 watt (au lieu de 5 watts), en mettant le cavalier sur la position 1 watts (2 db d'attenuation), le signal resultant serait d'environ 0,25 watt au lieu de 0,63 watt.

Comme le 0,5 watts est suffisament bas pour le mosfet, y aurais peut-etre meme moyen de bypasser cette attenuation.

Donc, meme avec 500 milliwatt en entrée, on ne serait pas loin des 35 watts de sortie.



In terms of output power with 5 W input, the Lab measured a maximum of 52 W on 160 and 80 meters and a minimum of 23 W on 10 meters. The average output across all bands was 35 W (Jeffrey Fritz, WB1AAL).


Les mesures de l'ARRL sont un tantinet plus haute (en puissance) que celles du manuel.

Frequency vs Watts vs Amps Table
MHZ==WATTS==AMPS
1.9=== 45==== 7.5
3.9=== 40==== 7
7.3=== 35==== 7
10=== 35==== 8.3
14.3== 35==== 7.3
18.7== 29==== 8.2
21.3== 30==== 6.7
24.9== 25==== 5.5
28.4== 20==== 4.5


Pour ce qui est du filtrage et de la pureté du signal, les specifications mentionnent :
• Spurious products -40 dB or better @ 35 watts
• Harmonic content -45 dB or better @ 35 watts

Ca semble en effet convenir aux exigences du FCC.


En passant, je n'ai toujours pas recu mon QST. !!! 

Je demenage a Sherbrooke.

[VE2PID Pierre]

Je demenage a Sherbrooke.

Je crois que c'est une blague de Christian... en référence au fait qu'il n'a pas reçu le QST "papier" de Janvier 2014, et qu'il présumait que je l'avais reçu ici..
Mais ici non plus il n'est pas entré, et j'utilisais la version numérisée en ligne via l'ARRL.
Les QSTs livrés au Canada viennent tous d'un site en Ontario, et peut-être que les verglas intense du début d'année ont causé des délais...?

Il faudrait donc Christian que je fasse éventuellement un crochet chez toi avec mon RockMite (mono-fréquence 7,040 MHz) quand j'irai visiter ma fille qui habite à Saint-Eustache afin de voir ce qui va en résulter en le branchant directement, sans atténuation sur ton ampli ... 

[VA2JOT Jacques]

The CW waveform and resulting spectrum are some of the best we've seen.

Because vois-tu le CW ca se fait meme avec un ampli en classe C) car il ne solicite pas la linearite d'un ampli RF comme le font les modes ayant recours aux multiples modulantes tel le FSK/RTTY, le BLU ou les modes digitaux PSK/MSK/GMSK etc.

Alors meme si une radio possede une des notes CW les plus propres, cela n'est pas un gage de sa lineartite si on le soumettait a des schemas de modulation complexes. 

Il faut de temps-en-temps sortir de son envelope CW/QRP pour constater qu'il se passe de quoi ailleurs de plus complexe en matiere de modulation qui pourrait tirer grand profit de design de radios plus propres. C'est le point que je tente de faire. Peut-etre que je m'adressais pas a la bonne audience. 

"Even if you push the envelope, it will remain stationery".   

[VE2PID Pierre]

Alors meme si une radio possede une des notes CW les plus propres, cela n'est pas un gage de sa lineartite si on le soumettait a des schemas de modulation complexes.

Hola...

C'est justement pour cette raison que le test classique des intermods en TX est effectué. On injecte deux tonalités et on obtient naturellement des intermodulations par hétérodyne. Leur intensité nous renseigne précisément sur la "propension" du TX à en générer pour des modulations complexes. Toujours tiré du manuel de lab de l'ARRL:

4.5 TWO-TONE TRANSMIT IMD TEST
4.5.1 The purpose of the Two-Tone Transmit Test is to measure the intermodulation-distortion (IMD) products present in the RF output of the DUT transmitter. The transmitter will be operated in the SSB mode at 3.900 MHz and 14.250 MHz initially and then on all other available bands subsequently. A two-tone audio input at frequencies of 700 and 1900 Hz, within the manufacturer's amplitude specifications, will be used.

So... les résultats obtenus d'IMD d'ordre impair (ce sont les seules qui comptent) produites par ce test pour le KX3, en dB relativement à la porteuse:

3rd/5th/7th/9th order: HF, 10 W PEP, –30/–40/–51/–55 dB.
(worst case, 12 meters), typically better than –36/–42/–54/–60 dB.50 MHz, 8 W PEP, –32/–54/–52/–51 dB.

Maintenant, en prenant un 'top rated, de Sherwood, soit le FTdx5000D, les valeurs obtenues sont:
3rd/5th/7th/9th order (worstcase): HF, 200 WPEP,–30/–48/–46/–47dB.

Le KX3 n'a donc rien à envier (côté intermods) à ce concurrent.
Oui tu vas répondre que les puissances ne sont pas les mêmes.. et alors je te répondrai par des tests concluants avec injections dans des linéaires.. et alors tu vas me répondre que tu n'es pas d'accord, etc.. etc... et la grande majorité des lecteurs vont changer de poste (hi) !

Donc je ne poursuivrai pas. Je préfère m'en tenir aux commentaires excellents de ceux qui ont expérimenté en chaines KX3/QRP/PA  ... ( )

Et, revenons donc au sujet, soit le petit PA de Christian.. please !

[VE2VAE Christian]

Et, revenons donc au sujet, soit le petit PA de Christian.. please !

On parles bien de mon petit....ampli, n'est-ce pas.... Hi, hi...

Alors je vais moi aussi faire une petite parenthese hors sujet : ca y est ! J'ai recu mon QST (de fevrier) ce matin.
Je me sens déja mieux.

Alors, Jean-Francois, désolé... Je vais remettre mon déménagement a plus tard. 
Mais au moins, j'ai réussi a apprendre que quand Pierre nour parles d'articles du dernier QST, c'est pas parcequ'il recoit son QST avant moi, c'est parcequ'il le lit "en-ligne".... Je commence a avoir hate d'etre a la retraite moi aussi.

Pierre, le temps d'assembler mon ampli, tu pourras venir voir ca de près.
Tu sera surement intéressé aussi de voir l'antenne que tu as modelisé.
J'ai profité du temps doux, dernierment, pour remonter legerement la patte ouest.
Ca fait deux QSO que je fais, avec Michel, VE2TH, de quebec, et en QRP, son signal entre ici a S8, S9 et meme S9+

Je veux faire des test, de jour, sur les bandes hautes, avec "Reverse Beacon Network" et voir jusqu'ou mon signal se rends.

Je referme la parenthese.

Pour revenir a mon ampli en kit... je l'attends toujours. J'ai lu le petit article qui en parles, dans le dernier QST.

Bon.... on presente sommairement le produit, qui n'est pas nouveau. Mais qui merite surement d'etre connu un peu plus.

C'est fait pour les QRP'er, qui aimeraient, de temps en temps, booster un peu le signal, face a certaines conditions.

C'est portable.
En standby, il ne consomme que 28 milliamperes ! C'est a peu pres l'equivalent de la consommation d'un LED !

Mais je pense que par "portable", il faut comprendre qu'on peut faire des operations portable, en voiture, au chalet, au bord de la mer et pas forcement a pied, avec le sac a dos, jusqu'au sommet d'une montagne.
Sinon, si c'est le cas (a pied avec le sac a dos)... j'amenerais une bonne batterie quand meme.
Parcequ'a 10 amperes, en transmission, ca doit aller assez vite.

L'avantage d'utiliser des MOSFETs pas cher, c'est que ca coute pas cher.
Par rapport a des transistors de puissance (Finals) qui peuvent facilement couter un vingtaine de dollars chacun, ces Mosfets ne coutent qu'un dollar. Et la ou ils sont situés, ils sont assez simple a remplacer. Pas comme ceux de mon Century 22, ou il faut pratiquement demonter tout le radio.

J'avais parlé des modes CW et SSB, mais c'est vrai, on peut aussi faire du PSK31, mais il est souhaitable, dans ce dernier cas, d'utiliser l'option "fan" sur le heatsink.

Ils concluent, que finalement, ca fait le travail qu'il est sensé faire. Dans les specs, dans les normes.

Par contre, pour un kit, l'article ne parle pas beaucoup de l'experience de montage (facilitee/difficulté/ajustement, test et tuning final). L'auteur dit juste qu'il a monté le sien en 12 heures, et qu'il y as un excellent support (de Virgil K5OOR) rapide via courriels et via le yahoo group, si on as besoin d'aide.
Ah, oui, il est fait mention de l'excellente documentation de montage.

Alors quelque chose a du retarder un peu mon colis, parceque normalement en 14 jours, il aurait du etre rendu....
Il doit etre en attente... dans le centre de triage de mississauga...

[VE2PID Pierre]

Fb Christian... et le QST/papier est arrivé ici dans FN45bj cet après-midi.