¿Cual amplificador de potencia, de válvulas o de transistores, es el adecuado?

Si estás pensando en comprar un amplificador lineal (amplificador de potencia), pronto te enfrentarás a la cuestión de si utilizar un amplificador de potencia con válvulas o con transistores. En este artículo, Ekki Plicht, DF4OR, analiza las ventajas e inconvenientes de estas dos tecnologías.

Amplificadores de potencia en comparación: tecnología de válvulas frente a tecnología de transistores

La tecnología tradicional de los amplificadores de transmisión para HF y VHF utiliza tubos. La razón es muy sencilla: durante mucho tiempo no hubo semiconductores (asequibles) para alta potencia. Como resultado, se ha acumulado una gran experiencia. Los amplificadores de válvulas ya no presentan los mismos y significativos problemas iniciales. Sin embargo, en los últimos años han aparecido en el mercado transistores o módulos amplificadores cada vez más económicos y robustos que también pueden generar potencia suficiente. La tecnología comercial ya sólo utiliza semiconductores en todos los rangos de potencia. Una excepción son las frecuencias muy altas con requisitos de potencia elevados.

Ventajas y desventajas de los tubos frente a los semiconductores para transmitir amplificadores de potencia

Caso especial: amplificadores de potencia móviles sin fuente de alimentación

Antes de comparar el tamaño y el peso, hay que comprobar si el amplificador de potencia lleva incorporada una fuente de alimentación. Hay muchos amplificadores de potencia en el rango de potencia inferior que están diseñados para el funcionamiento móvil a 13,8 V y, por lo tanto, se suministran sin fuente de alimentación. Estos amplificadores de potencia son exclusivamente dispositivos transistorizados. La cuestión de los pros y los contras de los transistores frente a las válvulas no se plantea.

ACOM-1200S

La regla: Amplificadores de potencia con fuente de alimentación integrada

Ligereza frente a potencia: ¿qué formato de amplificador de potencia es la elección correcta?

Las etapas de potencia de transistores suelen ser más ligeras y compactas, sobre todo en el rango de potencia más bajo (hasta 500 vatios aproximadamente). Esto se debe a que la fuente de alimentación es más sencilla (conmutada) y no tiene que generar una tensión elevada. Sin embargo, los gabinetes mas pequeños no son tan fáciles de refrigerar. Así que hay que contar con una mayor contaminación acústica proveniente de los ventiladores. Si piensas llevarte el amplificador de potencia de viaje, los PA de transistores suelen ser preferibles en el rango de potencia inferior debido a su menor tamaño y peso.

En la gama de potencia superior (>750 vatios y más), predominan los amplificadores de potencia con válvulas. Éstos suelen requerir tensiones de funcionamiento muy altas, que sólo pueden generarse eficientemente con un transformador grande y pesado. Existen PA de semiconductores de hasta unos 1.500 vatios, pero apenas son más pequeños o ligeros que los dispositivos de la misma potencia con válvulas. Así que si el peso juega un papel decisivo, los PA de transistores suelen ganar en el rango de potencias bajas y medias.

Ajuste de amplificadores de potencia de válvulas y transistores: Una comparación de ventajas e inconvenientes

Como cualquier aparato de radioaficionado, un amplificador de potencia también funciona con una impedancia de 50 ohmios. No todas las antenas ofrecen esta impedancia en toda la gama de frecuencias. A menudo se utilizan sintonizadores. Aunque esto es un compromiso, es mejor que no tener antena.

Las etapas de salida de tubo deben sintonizarse a la frecuencia de transmisión para su funcionamiento. Esto se hace mediante un circuito LC en el circuito de salida del amplificador de potencia. Convenientemente, este circuito (normalmente un elemento llamado pi) también actúa como un dispositivo de sintonización, es decir, como un sintonizador. Esto significa que los amplificadores de potencia a válvulas con un circuito de salida sintonizable (que son prácticamente todos) pueden compensar ciertos desajustes incluso a alta potencia.

Los amplificadores de potencia de transistores no necesitan sintonizarse, lo que constituye su gran ventaja. Pueden utilizarse inmediatamente en toda la gama de frecuencias especificada, siempre que la antena tenga siempre la adaptación correcta. Si ésta no es superior o inferior a 50 ohmios exactos, un circuito de protección reduce inmediatamente la potencia de salida de forma considerable. Esto se debe a que el desajuste significa que la potencia no es irradiada por la antena, sino que es reflejada en su mayor parte. Y así vuelve a la etapa de salida, donde se convierte en calor. El componente semiconductor de la etapa de salida sólo puede tolerar esto durante muy poco tiempo. Si la potencia no se reduce automáticamente en una fracción de segundo, la etapa de salida se dañará inevitablemente. Por este motivo, prácticamente todos los amplificadores de potencia transistorizados de este tipo disponen de un circuito de protección.

Esto sólo puede remediarse mediante antenas adaptadas o un sintonizador para alta potencia. La supuesta ventaja de la etapa de potencia transistorizada, a saber, que no es necesario sintonizarla, se pierde entonces de nuevo: hay que utilizar un sintonizador. También hay que tener en cuenta el precio de compra y la complejidad adicional de la emisora si se quiere utilizar un sintonizador de este tipo.

Por lo tanto, las etapas de salida de tubo tienen una clara ventaja con antenas que no son perfectas.

Comparación de la longevidad de los amplificadores de potencia de válvulas y transistores

El mercado de las válvulas transmisoras ha cambiado mucho en los últimos años. Algunos proveedores tradicionales se han retirado porque el gasto ya no estaba justificado. Hoy en día, en el caso de las etapas de potencia de válvulas, hay que comprobar exactamente qué tipo se utiliza y dónde se puede obtener esta válvula como recambio. En la mayoría de los casos, los fabricantes de etapas de potencia las ofrecen, pero también merece la pena buscar proveedores alternativos.

Los semiconductores, como tecnología más moderna, suelen ser más fáciles de conseguir. También son prácticamente indestructibles, siempre que funcionen correctamente con una buena adaptación y una potencia moderada.

El mejor consejo para una larga vida útil, ya sea a válvulas o a transistores: ¡reduzca la potencia! Si siempre se utiliza un amplificador de potencia, sea del tipo que sea, a un 60-80% de la potencia de pico nominal, los componentes de potencia son prácticamente indestructibles. Los tubos pierden algo de potencia con el tiempo. Esto se hace evidente muy rápidamente si se operan siempre al límite de potencia especificado. Especialmente con modos de operación como FT8 o RTTY, es aconsejable reducir la potencia significativamente. Aquí suele bastar con un 50 %. Ajustar todos los controles al tope correcto a menudo significa que la etapa de salida fallará rápidamente.

Esto demuestra que incluso en países con un límite de potencia de 750 vatios, por ejemplo, puede tener sentido comprar un PA para 1500 vatios. Si un PA tan sobredimensionado se utiliza siempre dentro del rango legal, es decir, hasta 750 vatios, durará varias décadas, independientemente de que sea de válvulas o de transistores. Sin embargo, muchos años de experiencia en el taller de reparaciones de WiMo también demuestran que los PA de válvulas pueden soportar mejor el mal uso a corto plazo que los PA de transistores. Las etapas de salida de semiconductores se pueden dañar rápidamente si se operan con un desajuste grosero y un funcionamiento de onda continua.

Refrigeración de amplificadores de potencia de válvulas y transistores: Comparación de los desafio

Ya sea con transistores o con válvulas, ambos principios de generación de potencia no son perfectamente eficientes. Siempre se genera calor como efecto secundario no deseado y este calor debe disiparse. Los tubos transmisores suelen tener un disipador de calor ya instalado para este fin. Uno o varios ventiladores se encargan de soplar el calor hacia un canal de refrigeración adecuadamente diseñado. Un módulo transistorizado suele atornillarse a un disipador de calor grande y sólido, que también se refrigera activamente mediante ventiladores. Por cierto, este disipador de calor contribuye significativamente al peso de una etapa de salida semiconductora.

En cuanto al desarrollo del calor y la refrigeración necesaria, ninguna tecnología tiene una ventaja notable.

La refrigeración activa, idealmente controlada por temperatura, representa una carga sonora nada desdeñable. Por lo tanto, hay que considerar la posibilidad de instalar el amplificador de potencia un poco más lejos para disminuir el ruido. Por supuesto, esto no es posible si tiene que sintonizar el amplificador de potencia con frecuencia, es decir, con amplificadores de potencia de válvulas. En este caso, el amplificador de potencia debe estar siempre al alcance del operador. Algunos amplificadores de transistores tienen aquí una ventaja, ya que a menudo están disponibles con un mando a distancia. Esto significa que el amplificador puede instalarse en una habitación contigua, aislada del ruido, y que todo puede controlarse cómodamente a distancia.

Comparación entre la fuente de alimentación de los amplificadores de válvulas y de transistores

Como sólo estamos considerando amplificadores de potencia con fuente de alimentación incorporada, la tecnología (válvulas o transistores) es irrelevante. La eficiencia de los amplificadores de potencia de transistores con una fuente de alimentación conmutada bien diseñada es ligeramente mejor, pero donde tiene que salir potencia, también tiene que entrar. Viene de la red eléctrica. Siempre hay que asegurarse de que el proveedor de energía suministra suficiente potencia en el punto donde se va a instalar el PA.

Empate, con una ligera ventaja a favor de los PA de transistores por su mayor eficacia.

Predistorsión para señales limpias: función de gama alta para amplificadores de potencia modernos

Las potentes estaciones de radioaficionado, ya sean para concursos o DX, utilizan muchas opciones de automatización. Por ello, los amplificadores de potencia con control CAT tienen aquí una ventaja. Tanto si se trata de monitorización permanente como de selección automática de antena, las etapas de potencia modernas pueden hacerlo. Por supuesto, esto también tiene su precio. Como la sintonización automática es más compleja con las etapas de potencia de válvulas (sintonización motorizada), las etapas de potencia de semiconductores tienen ventaja aquí.

Los transceptores más modernos permiten ajustar la señal de transmisión mediante la realimentación detrás del amplificador de potencia. Un sensor en el circuito de potencia mide el nivel de distorsión de la señal de transmisión e informa de este valor al transceptor. Así se puede crear la llamada "predistorsión", que hace que la señal de transmisión sea mucho más limpia en general. Es una forma muy eficaz de evitar las emisiones espurias que pueden provocar QRM y TVI. Sólo unos pocos amplificadores de potencia de gama alta ofrecen esta función. Por supuesto, el proceso entre el amplificador de potencia y el transceptor debe ser una combinación perfecta.

Relación calidad-precio de las válvulas y los transistores

Si sólo nos fijamos en la relación "vatios por euro", tanto los amplificadores de potencia de válvulas como los de transistores ofrecen casi la misma relación. Esto se aplica sin duda a la gama de potencia superior a partir de 1000 vatios. Por debajo de esta cifra, hay modelos individuales con válvulas que ofrecen cierta ventaja en cuanto a la relación calidad-precio. La razón es el uso de válvulas más sencillas y baratas, como la 811A.

Válvula vs. transistor: ¿Qué amplificador de potencia es el adecuado para tu estación de radioaficionado?

Válvula o transistor en la etapa de salida del transmisor - ambos tienen ventajas y desventajas. La elección depende en gran medida de la emisora en su conjunto, especialmente de las antenas utilizadas (véase personalización). Otro aspecto importante es la ubicación. ¿Quiere utilizar el amplificador sólo en casa o en la sede del club o también cuando viaja? Véase tamaño y peso. La tecnología más moderna, pero también algo más frágil y exigente, es la de los semiconductores. El diseño tradicional con válvulas está probado y es algo más robusto, pero siempre requiere un manejo experimentado de la sintonización. ¿Automatización? La hay para ambas tecnologías, pero cada vez más para los PA de transistores.

La decisión no es fácil. WiMo estará encantado de ayudarte a decidir el amplificador de potencia adecuado para tu emisora. La gran selección y muchos años de experiencia del personal de radio son una gran ayuda.

Mis favoritos:

Un Acom-1200S sería mi primera opción, suponiendo que se disponga de buenas antenas adaptadas. Si no, el ACOM-2000A sería mi sueño.

ACOM 1200S Transistor-PA (1200W, 160-6m)

ACOM 1200S Transistor-PA (1200W, 160-6m)

Acom 2000A (1500W, 160-10m)

Acom 2000A (1500W, 160-10m)

OM-2002W 2m-Transistor-PA, 1800W

OM-2002W 2m-Transistor-PA, 1800W

Para VHF me gustaría poner sobre la mesa el OM-Power OM2002W.

Elad

Amplificadores de potencia de Elad

Si quieres un amplificador de potencia portátil para onda corta - los modelos "DuoArt" de Elad no sólo tienen buena pinta, sino que funcionan perfectamente.

AL-811XCE (600W, 160-10m)

AL-811XCE (600W, 160-10m)

Y si el presupuesto es el factor determinante, mi elección sería el Ameritron AL-811XCE.

4O3A Signature Power Genius XL

4O3A Signature Power Genius XL

vy 73,

Tuyo Ekki, DF4OR

¡Comparte este post con tus amigos!