Ориентировочная входная мощность для такой схемы составляет примерно 40 Вт. При использовании в усилителе двух ламп ГУ-50 необходимо считаться с тем, что мощность возбуждения должна быть около 20...30 Вт, но зато взамен мы получим меньшую выходную емкость (включая емкость монтажа) — около 30 пф (для ламп 6П45С эта величина достигает 65 пФ).
Для источника питания усилителя можно использовать сетевой трансформатор мощностью 220 ВА, в котором перемотаны обмотки накала и вспомогательная низковольтная обмотка. Напряжение анодной обмотки равно 390 В, что при выпрямлении по схеме с удвоением дает анодное напряжение 1100 В. Хорошо было бы увеличить анодное напряжение до 1300 В, что при анодном токе 200 мА и снижении рабочего напряжения до 1000 В в режиме полной выходной мощности дало бы эквивалентное выходное сопротивление ламп на уровне 2500 Ом. В этом случае напряжение анодной обмотки трансформатора должно быть равно 460 В.
К диодам анодного выпрямителя подключены резисторы R1...R4. Они обеспечивают одинаковое обратное напряжение на каждом из диодов. Параллельно подключенные конденсаторы С3...С6 повышают устойчивость к импульсным перенапряжениям. Резисторы R5...R8 равномерно распределяют напряжение на конденсаторах сетевого фильтра, а также разряжают конденсаторы при выключении усилителя.Корпуса электролитических конденсаторов изолированы от шасси гетинаксовыми прокладками толщиной 0,5 мм. Резистор R9 является шунтом измерительного прибора анодного тока и вместе с резисторами R10, R11 определяет диапазон его измерений — 500 мА.
Для коммутации прием-передача усилителя используются два реле с двумя парами контактов. Реле питаются напряжением +13 В. Перевод в режим передачи обеспечивается либо напряжением, превышающим +8 В, на выводе 5 разъема XS3, либо подключением к общему проводу вывода 1 этого разъема, последнее происходит в положении OPR переключателя SA1. В положении STB реле не работают, хотя усилитель включен. Резистор R25 с конденсатором С32 обеспечивают задержку отпускания реле.
Светодиоды, размещенные на лицевой панели, сигнализируют о режиме работы усилителя: красный диод VD18 — включение, зеленый VD20 — готовность, VD19 — передача. Резисторы R13...R15 ограничивают ток через светодиоды.
Реле вместе с блоком управления смонтированы на плате, размещенной вблизи разъемов XS1 и XS2.
Два вспомогательных выпрямителя, также смонтированные на плате, предназначены для подачи положительного напряжения на реле и, при необходимости, для небольшого вентилятора, и отрицательного напряжения —для управления режимом работы ламп. В режиме приема на первые сетки ламп подается полное отрицательное напряжение -24 В, запирающее лампы. В противном случае дробовой эффект увеличивает уровень шума приемника, а бесполезно рассеиваемая анодами мощность дополнительно разогревает все устройство. В режиме передачи контакты реле К1.2 подключают катод стабилитрона VD5 к общему проводу, а на первую сетку подается напряжение -9 В, устанавливающее ток покоя ламп около 40 мА. Во время приема через контакты реле антенна подключается небольшим отрезком коаксиального кабеля к контактам реле К2-1, и далее, кабелем, через разъем XS1 — к трансиверу. Во время передачи, чтобы уменьшить влияние емкостей контактов реле, эта цепь подключается к общему проводу контактами К2.2. Конденсаторы С23...С30 предохраняют от ВЧ-наводок усилителя транзисторный блок управления реле.
Дроссель Др1 намотан эмалированным проводом диаметром 0,25 мм на каркасе диаметром 16 мм, длина намотки — 60 мм.
Дроссель Др2 намотан проводом 0,3 мм на каркасе диаметром 12 мм, длина намотки — 50мм.
Обмотка дросселя ДрЗ намотана двумя проводами диаметром 0,8 мм на ферритовом стержне от магнитной антенны на длине 70 мм.
Катушки L1 и L2 антипаразитной схемы имеют по два витка, намотанных прямо на резисторы R16 и R17 посеребренным проводом диаметром 1,5 мм. Как ранее упоминалось, лампы 6П45С имеют очень большую выходную емкость, в результате чего на самых высокочастотных диапазонах почти весь ток резонансного контура течет через катушки L1 и L2. Если их индуктивность будет слишком велика, возможно обугливание резисторов R16 и R17.
Желательно использовать слюдяной конденсатор С16 на рабочее напряжение 2Ua, т.е. на 2500 В. Лучшим решением было бы использование трех конденсаторов по 1000 пф на такое же напряжение, соединенных параллельно, для снижения индуктивности выводов этих конденсаторов, по которым протекает ток резонансного контура. В качестве переключателя диапазонов использованы две одинаковые платы поворотного керамического переключателя с параллельно соединенными контактами.
Катушка L3 П-контура изготовлена из медной посеребренной трубки диаметром 3 мм. Шесть витков этой катушки намотаны на каркасе диаметром 40 мм, а оставшиеся пять — на каркасе диаметром 35 мм. Отводы сделаны от 3, 4, 5, 6 и 8-го витков.
Катушка L4 намотана на тороидальном каркасе из полистирола с внешним диаметром 57 мм, внутренним — 25 мм и толщиной 22 мм. Она содержит 37 витков эмалированного провода диаметром 1,5 мм. Такая катушка имеет малое поле рассеяния, поэтому может быть размещена довольно близко к корпусу.
Для ламп ГУ-50, благодаря их меньшей выходной емкости, эта катушка может иметь несколько большее число витков.
Конденсатор С17 имеет расстояние между пластинами 0,6 мм; теоретически он должен периодически пробиваться, однако работает устойчиво (вероятно, потому что амплитуда переменного напряжения на аноде лампы не достигает двукратной величины анодного напряжения, поскольку отрицательный полупериод этого напряжения никогда не понижается до нуля).
Конденсатор С19 — строенный, переменной емкости, от радиоприемника с верньером 3:1.
Делитель схемы измерения выходного ВЧ-напряжения — резисторы R18...R20 и диод VD15 -- используется также для стекания электростатических зарядов, возникающих в антенне. Потенциометром RP1 чувствительность схемы регулируется так, чтобы его показания были в пределах шкалы прибора.
Корпус усилителя не занулен. В случае одновременного заземления и зануления, в нулевом проводе будет течь значительный выравнивающий ток, зависящий от уровня загрузки энергосети и сопротивления заземления. Это относится к блокам питания трансивера и компьютера, соединенного с трансивером (например, для режимов RTTY и SSTV), Корпуса всех устройств соединены между собой кабелями, поэтому нельзя одно устройство заземлять, а другое занулять. В качестве заземления можно использовать водопроводную сеть в блочных строениях или систему центрального отопления, стыки которой, как правило, исправны, и она весь год заполнена водой.
Конструкция корпуса усилителя показана на рис. 7, 8, 9 его размеры — 340 х 255 х 160 мм. В принципе, в режиме SSB усилитель может работать без принудительного охлаждения; достаточно циркуляции воздуха через отверстия в дне и крышке, а также в шасси около ламп. Однако для цифровых видов связи необходимо принудительное охлаждение. Для этой цели можно использовать небольшой вентилятор (12 В, 2 Вт) от блока питания компьютера, уменьшив напряжение питания примерно до 9 В. Это обеспечивает бесшумную работу при достаточном уровне охлаждения. Точка подключения питания вентилятора на схеме обозначена пунктирной линией. На практике корпус усилителя — холодный. Вентилятор, размещенный в горизонтальной "вытяжной трубе" на тыльной панели, работает как вытяжной, выбрасывая наружу воздух, всасываемый через отверстия в верхней и нижней крышках корпуса. Настройка
После окончания монтажа усилителя и проверки его правильности можно приступать к наладке. Для этого необходим эквивалент антенны. Проведение каких-либо испытаний передатчика с наружной антенной недопустимо! К сожалению, добыть безындуктивный резистор, сопротивление которого соответствует импедансу антенны, т.е. равно 50 или 75 Ом, мощностью 100...400 Вт очень трудно. В такой ситуации остается только использовать лампочки накаливания соответствующей мощности. Для усилителя небольшой мощности при нагрузке 50 Ом и выходной мощности 120 Вт получается напряжение 80 В. Поскольку такие лампочки не выпускаются, можно использовать три лампочки на напряжение 24 В и мощностью 40 Вт каждая, соединив их последовательно. В конце концов, можно использовать лампочки 150 Вт/220 В , соединенные параллельно. Правда, при этом настройка П-контура будет не очень правильной, однако на практике это не имеет особого значения. У усилителей большой мощности при выходной мощности 400 Вт напряжение будет составлять 142 В, что также не соответствует ни одной из имеющихся лампочек. Лучше всего в этом случае использовать три лампочки 220В/200Вт, соединенные параллельно. Лампочки необходимо разместить так, чтобы исключить возможность возгорания чего-либо, и чтобы их свет не слепил оператора во время проведения испытаний. К усилителю они подключаются не очень длинным кабелем. Необходимо также соединить соответствующий выход трансивера с усилителем, чтобы при переключениях прием-передача срабатывало реле усилителя.
После включения питания переключаем измерительный прибор в положение измерения величины анодного тока и, нажимая кратковременно клавишу РТТ трансивера, который должен находиться в режиме SSB с минимальной выходной мощностью, измеряем величину тока покоя лампы. Он должен удовлетворять условию Ia=(0.3 … 0.5Pa)/Ua Если это не так , необходимо изменить ток покоя с помощью одной из схем, приведенных на рис.4. Если ток слишком велик, подается отрицательное напряжение смещения, если же он мал (или нулевой) — положительное.
Настройку П-контура лучше всего начать с диапазона 3,5 МГц. После установки тока покоя лампы переключаем трансивер в режим CW и, нажимая на ключ, наблюдаем за показаниями измерителя анодного тока усилителя. При достаточной мощности возбуждения, поступающей с трансивера, величина анодного тока должна увеличиться: если это не так, увеличиваем выходную мощность трансивера до тех пор, пока не станет заметен прирост анодного тока. Отпускаем ключ, измерительный прибор переключаем в положение "Антенна" и, снова нажав ключ, вращаем ручку первого (анодного} конденсатора П-контура, настраивая его так, чтобы получить максимальные показания прибора. С помощью регулятора чувствительности устанавливаем стрелку на середину шкалы. 8 этот момент уже может быть заметно слабое свечение лампочек эквивалента нагрузки. При нажатом ключе вращаем ручку второго конденсатора П-контура (нагрузки) в направлении увеличения показаний измерительного прибора, а затем снова осуществляем подстройку первым конденсатором. Этот цикл повторяем, регулируя соответствующим образом чувствительность прибора, до получения максимума показаний антенного измерительного прибора и максимальной яркости свечения лампочек. Настройку необходимо осуществлять быстро, с периодическими перерывами, т.е. отпуская ключ. При ненастроенном усилителе, на который подается мощность возбуждения, вся подводимая мощность рассеивается на аноде лампы! После этой начальной настройки можно увеличить мощность возбуждения с трансивера, так чтобы анодный ток лампы достиг заданной величины, и затем снова подстроить П-контур. Настройку всегда завершают первым конденсатором, который обеспечивает "острую" настройку контура.
Дальнейшую настройку усилителя необходимо начать с самого высокочастотного диапазона, т.е. с 28 МГц. Заключается она в том, чтобы подобрать отвод катушки П-контура так, чтобы настройка осуществлялась как можно меньшей емкостью переменного конденсатора С17 (необходимой только лишь для получения резонанса) и, следовательно, как можно большей индуктивностью катушки (наибольшим числом витков). Это имеет особенно важное значение в случае параллельного соединения нескольких ламп или же при работе с очень высоким напряжением на аноде лампы. Емкостью контура для этого диапазона является выходная емкость ламп и емкость монтажа. Это относится и к диапазонам 24 и 21 МГц. И только для диапазона 10 МГц угол поворота первого конденсатора при резонансе в контуре может быть несколько больше: еще больше — для диапазона 7 МГц, и максимальный — для диапазона 3.5 МГц. Было бы хорошо проверить индуктивность катушки П-контура для диапазонов 3,5; 7; 10 и 14 МГц, например, с помощью гетеродинного измерителя резонанса. Значения индуктивности должны соответствовать принятому сопротивлению анодной нагрузки лампы .
Проверку линейности усилителя можно осуществить, например, с помощью двухтонального генератора и широкополосного осциллографа, однако проделать это сможет не каждый радиолюбитель. Необходимо также проверить, имеется ли необходимость в подстройке П-контура при изменении рабочей частоты в пределах данного диапазона. По мере роста частоты интервал частот, в котором не требуется подстройка, будет расширяться, а подстройка при небольших изменениях частоты будет ограничиваться только подстройкой первого конденсатора П-контура.
После проверки работы усилителя на эквивалент антенны, можно подключить наружную антенну и, настроив П-контур на какой-либо частоте, попытаться провести пробные радиосвязи. Линейность работы усилителя может оценить корреспондент — при условии, что в диапазоне 3.5 МГц хорошее прохождение, и уровень помех невелик. Для этого корреспондент должен настроить свой приемник на частоту точно на 3 кГц ниже частоты испытуемого передатчика и прослушивать некоторое время, а затем настроиться точно на частоту, но переключить приемник на прием верхней боковой полосы (USB) (рис.10).При линейной работе усилителя, в указанных точках не должно быть слышно никакой модуляции, никаких неартикулированнных "хрипов", появляющихся в такт речи контрольного сигнала. Такое прослушивание при помощи устройств с цифровой шкалой не представляет никаких трудностей. Этот тест необходимо провести и с выключенным усилителем (положение Stand by) и сравнить результаты.
При плавной перестройке частоты приемника около сигнала проверяемой станции, из-за QRM можно и не заметить слабое "хрипение". Когда-то прослушивание таким способом сигналов польских станций давало в общем хорошие результаты. Очень редко встречались случаи "хрипения", однако уровень подавления в противоположной полосе был самым разным — от полного отсутствия следов модуляции, через неразборчивые обрывки, до разборчивой речи. К сожалению, уровень подавления нерабочей полосы зависит только от качества SSB-фильтра, использованного производителем данного трансивера, а на это мы никак не можем повлиять даже при покупке.
Каждый может проверить простым способом качество фильтра своего трансивера. Необходимо настроиться на сильную несущую частоту (S9 + 20 дБ) в выбранном диапазоне и, перестраивая частоту приемника, определить частоту нулевых биений. Затем приемник перестраивается в направлении возрастания частоты вплоть до точки исчезновения биений (высокого тона), разность этих двух частот и есть максимальная ширина полосы пропускания фильтра. Для определения уровня подавления противоположной полосы перестраиваем приемник до получения нулевых биений. Уровень сигнала, слышимого с ростом частоты биений, а затем его исчезновение отражает степень подавления другой полосы. Такие же измерения можно провести и для телеграфного фильтра. Для их проведения также можно использовать сигнал мощной станции, работающей в телеграфном режиме. При определении неравномерности в полосе пропускания фильтра повторяем те же измерения, установив силу принимаемого сигнала примерно S7 и наблюдаем за показаниями S-метра во время перестройки приемника. Такую простую проверку может провести каждый, например, при покупке нового устройства. Конструкторы любительской аппаратуры могут этим способом проверять правильность настройки своего устройства. Для проверки градуировки трансивера можно воспользоваться несущими частотами радиовещательных передатчиков в диапазоне 7,0 МГц. Точность установки частоты этих передатчиков гораздо выше, чем для любительских устройств.
При излучении однотонового сигнала анодный ток усилителя примерно равен 200 мА. Выходная мощность усилителя в диапазоне 3,5 МГц превышает 100 Вт и уменьшается по мере увеличения частоты примерно до 80 Вт в диапазоне 28 МГц.
При сравнении сигнала самого трансивера и сигнала усилителя, во время испытаний а диапазоне 3.5 МГц корреспонденты оценили разницу в 4 балла по шкале S, что теоретически невозможно и может быть приписано несовершенству шкал S-метров приемников. Схема в прикреплениях:
