ГУ-74Б с заземленными по высокой частоте сетками. Усилитель мощности предназначен для совместного использования с трансивером "КРС-81" или любым другим трансивером с выходной мощностью 20...50 Вт.
В усилителе используется лампа ГУ-74Б с заземленными по высокой частоте сетками, с согласующим П-контуром на входе усилителя мощности и П-контуром на выходе. Чтобы обеспечить наобходимый тепловой режим, применяется обдув с помощью вентилятора.
Принципиальная схема усилителя показана на рисунке.
При работе на прием реле К1- К3 обесточены. При этом разъемы Х1 и Х3 через нормально замкнутые контакты К1.1 и К2.1 оказываются соединенными между собой и сигнал с антенны проходит в трансивер. Лампа усилителя заперта, так как на ее управляющую сетку подано отрицательное напряжение смещения.
Усилитель в режим передачи переводят замыканием контактов разъема Х2 при помощи реле трансивера. Реле К1 - К3 срабвтывают, разъем Х1 "Вход ВЧ" соединяется контактами К1.1 с переключателем входных П-контуров S5.1, контакты К2.1 подключают антенну к выходному П-контуру, подвижный контакт переключателя S6.2 смещения выходной лампы Л1 через контакты К3.2 соеденяется с общим проводом. Напряжение смещения лампы усилителя зависит от положения переключателя S6 "Род работы".В режиме SSB оно стабилизировано стабилитронами V12 - V16 (ток лампы 100 мА). В режиме CW напряжение смещения определяется резисторами R20, R24, R23, которые подобраны так, что лампа слегка закрыта.
ВЧ сигнал с трансивера подается на соответствующий диапазону входной П-контур усилителя мощности, необходимый для согласования низкого входного сопротивления лампы ГУ-74Б, включенной по схеме с заземленными сетками, достаточно широко изменяющегося в диапазоне 3...30 МГц, с выходным сопротивлением трансивера. Затем сигнал усиливается,фильтруется выходным П-контуром и поступает в антенну. При работе на диапазонах 10, 15, 20, 40 м контакты реле К4, К5 замыкают накоротко часть витков катушек L11, L12. При работе на 80м реле обесточены и катушки выходного П-контура включены последовательно.
Для контроля работы усилителя используются два измерительных прибора. Миллиамперметр Р1 измеряет значение анодного тока лампы, с помощью Р2 определяют отношение прямой и отраженной волн в цепи антенны усилителя. По этому прибору производится также настройка выходного П-контура.
Блок питания выполнен по обычной схеме. Высоковольтный выпрямитель собран по схеме удвоения напряжения.
Усилитель мощности выполнен на шасси с боковыми стенками, передней и задней панелями. П-образная крышка имеет отверстия для вентиляции. Шасси разделено перегородками на два отсека для усилителя и блока питания. В отсеке блока питания находятся трансформатор Т1, Т2, блок электролитических конденсаторов высоковольтного выпрямителя С3-С8 и диоды V1-V6. В отсеке усилителя расположены панель с лампой ГУ-74Б, переменные конденсаторы С29, С30, реле К4, К5, катушки индуктивности L11, L12, вентилятор ВН-1, установленный на задней панели. Остальные детали входного П-контура расположены под шасси в экране.
На переднюю панель выведена ручка переключателей диапазонов S5, ручка настройки антенны С31, ручка настройки анодного контура С30, выключатель S4 - "Обдув", S3 - "Накал", S2 - "Анод", индикаторные лампы Н1 ("Накал включен") и Н2 ("Работа"), переключатель S6 - "Род работы", переключатель S7 индикатора КСВ, измерительные приборы Р1 и Р2. На задней панели находятся коаксиальные гнезда Х1 "Вход ВЧ" и Х3 - "Антенна", клемма - "Земля", гнезда Х2 - "Внешнее реле", держатели предохранителей F1 и F2, переключатель S1 скорости вращения вентилятора.
Стабилитроны V8, V9 установлены на радиаторах размерами 30 х 30 х 5 мм. Диоды V1-V6 смонтированы на плате из стеклотекстолита размерами 100 х 60 х 3 мм. Во избежании поражения током при случайном прикосновении оператора к корпусам конденсаторов, находящихся под высоким напряжением, плата прикрыта сверху изолирующей крышкой, укрепленной на стойках. Катушка входного П-контура намотаны на ребристых каркасах диаметром 12 мм. Индуктивность катушки L1 - 0,3 мкГ, L2 - 0,47 мкГ, L3 - 0,7 мкГ, L4 - 2,1 мкГ, L5 - 3,1 мкГ. Индуктивность катушек корректируют в процессе настройки усилителя мощности по наименьшему КСВ между трансивером и входными цепями усилителя мощности.
Катушка L11- бескаркасная диаметром 50 мм, она содержит 9 витков провода МГ 4,0 с отводами от 3,5 и 5,5 витка, длина намотки 65 мм. Катушка L12 намотана на ребристом керамическом каркасе диаметром 60 мм и содержит 12 витков провода ПЭВ-2 2,65. Отвод сделан от пятого витка.
В качестве дросселя L6 использован анодный дроссель от радиостанции РСБ-5.
Идея создания усилителей по бестрансформаторной схеме питания меня волновала давно. Преимущества данной схемы бесспорны, а с появлением недорогих и качественных электролитических конденсаторов идея стала реальностью. Собрав сначала усилитель на двух лампах ГУ72 по системе учетверения напряжения я убедился, что все работает отлично. Усилитель получается легким маленьким и качественным. Попавшая под руку лампа ГУ74Б с заводской панелькой навела меня на мысль сделать небольшой легкий усилитель на этой лампе. До этого момента у меня был трехлетний опыт эксплуатации усилителя мощности на лампе ГУ74Б с анодным напряжением +1700вольт. А ушестерение сетевого напряжения как раз и дает 1750вольт. При этом просадка напряжения у бестрансформаторного блока питания гораздо меньше, чем у трансформаторного и составляет всего 50вольт.
Естественно при постройки усилителя по бестрансформаторной схеме нужно соблюдать некоторые правила. Первое правило, нужно обеспечить хорошую изоляцию обмоток накального трансформатора от земли и друг от друга а так же всех мостов и электролитов, входящих в питатели всех вспомогательных напряжений. Второе, конденсатор блокировки по ВЧ на минусе БП должен иметь хороший запас по напряжению. Третье, нужно ОБЯЗАТЕЛЬНО обеспечить мягкую систему включения высоковольтного блока питания. Четвертое, относящиеся к любым усилителям, нужно обеспечить общий качественный монтаж.
В остальном усилитель не имеет особенностей. В нем есть небольшая система автоматики (это для тех у кого руки зудят пораньше включить анодное напряжение ).
Размеры одной из конструкций данного усилителя у меня получились 310Х280Х140 !!!! при весе 6кг.
Реле Р1, Р4, Р7 любые с подходящим напряжением у меня применены РЭС9. Реле Р2 любое ВЧ у меня РПВ2/7. Реле Р5 любое с напряжением 220в у меня РПУ0. Реле Р6 любое с током контактов не менее 5А. у меня применяется автомобильное реле с током контактов 40А. Правда оно импортное пластмассовое от автосигнализаций, кстати это отличные реле которыми уже несколько лет я коммутирую все свои антенны и ни одного сбоя даже при мощности 1Квт. Катушла L3 бескаркасная намотана на оправке 8мм. Провод нихром 1мм. 4-5виткаов. Анодный дроссель L4 может быть традиционной конструкции как во многих усилителях мощности описывать его данные не имеет смысла, но у меня стоит универсальный дроссель его данные на рисунке 2. Координаты автора: 601505 Владимирская обл. г. Гусь-Хрустальный ул. Добролюбова д.13 кв.2 Федотов Алексей Геннадьевич (UA3VFS) г. Гусь-Хрустальный E-mail: ua3vfs@mail.ru Схема УМ и анодного дроселя в прикреплениях:
Выбор на нее пал по соображениям получения выходной мощности до 1 кВт при небольших габаритах. Лампа включена по схеме с заземленными сетками, поэтому не используется ее высокая крутизна. Это связано с тем, что усилитель проектировался под трансивер с транзисторным выходным каскадом мощностью 100...120 Вт. В типовом варианте включения (с общим катодом) используется режим АВ, выходная мощность составляет 600 Вт. Этот режим можно рекомендовать, если выходная мощность трансивера составляет 25...30 Вт. КПД такого усилителя невысок (ток покоя - до 300 мА), что связано с обеспечением линейного режима усиления. Недостатки этого варианта, помимо низкого КПД - необходимость жестко стабилизировать напряжения экранной и управляющей сеток. Если используется трансивер с выходной мощностью не менее 70...80 Вт, целесообразно включить лампу по схеме с общими сетками. В такой схеме вносимые каскадом искажения мало зависят от выбора рабочей точки на характеристике лампы. Это позволяет уменьшить ток покоя при том же уровне искажений, который был бы получен в режиме с общим катодом. Лампа при этом работает почти в режиме В, нагрев анода в паузах значительно уменьшается, и можно получить бОльшие мощности и КПД. Прибавьте сюда отсутствие необходимости стабилизации напряжений управляющей и экранной сеток - преимущества налицо. Единственный недостаток такого усилителя небольшой коэффициент усиления (10...15 дБ) и соответственно бОльшая, нежели в усилителях с общим катодом, мощность возбуждения, но почти вся эта мощность нигде не теряется, а поступает в нагрузку. Принципиальная схема усилителя показана на рис.1.
Основные технические характеристики усилителя:
*
входное сопротивление в зависимости от рабочей частоты - 47... 140 Ом; *
эквивалентное сопротивление анодного П-контура - 2000 Ом; *
напряжение анода - 2200...2400 В; *
КПД на различных диапазонах - 62%...70%; *
мощность, отдаваемая в нагрузку - до 1000 Вт; *
мощность возбуждения - не более 100 Вт (при правильном согласовании трансивер-усилитель - обычно 60...80 Вт).
Ток покоя лампы очень мал, он слабо изменяется в зависимости от анодного напряжения и экземпляра лампы, обычно не превышает 30...50 мА. В экспериментальных целях была получена выходная мощность 1400 Вт (Uа=2300 В, Iа=1,0 А). Конечно, это кратковременный пиковый режим. После 5 лет эксплуатации практически при ежедневной работе в эфире по 1...2 часа заметной потери эмиссии лампы не наблюдалось. Главное преимущество такого усилителя, на мой взгляд, заключается в его простоте. Источник питания (рис.2) упрощен до минимума. Требуется лишь анодное напряжение и напряжение накала. Для питания автоматики используется выпрямленное накальное напряжение.
Конструкция
Усилитель выполнен в металлическом ящике размером 450х380х230 мм, разделенном поперечной перегородкой на два отсека. В одном отсеке располагается силовой трансформатор с высоковольтным выпрямителем. В этом же отсеке на передней панели расположены измерительные приборы и переключатели сети, вентилятора и приборов. Во втором отсеке, разделенном диэлектрической перегородкой, расположены лампа, анодный дроссель и детали П-контура. Переменные конденсаторы и галетный переключатель крепятся к передней панели. Бескаркасные катушки П-контура удерживаются шинами-отводами на галетном переключателе, конденсаторах и анодном дросселе. Отсек с лампой сверху закрывается диэлектрической крышкой. Вентилятор расположен на задней стенке в отсеке лампы, откуда он выкачивает воздух. Воздух поступает через отверстия в нижней крышке напротив лампы, проходит через панельку и ребра анода лампы. Лампа установлена вертикально в трубе, выклеенной из стеклоткани на эпоксидной смоле, направляющей воздух через ребра радиатора. Так как все сетки лампы непосредственно соединяются с корпусом усилителя, появляется возможность применения самодельной “панельки”, которая может служить, помимо анода, дополнительным теплоотводом. Лампа обжимается вокруг вывода экранной сетки мощным хомутом из бронзы, или меди, и хомут плотно прикручивается к шасси. Через этот хомут дополнительно на шасси отводится тепло. На выводы лампы надевается керамическая панелька от старых ламп, например 12Ж1Л или 2Ж27Л. Лампу можно располагать как вертикально, так и горизонтально. Конечно, не исключается применение и "фирменной" панели для ГУ74Б. Очень важно обеспечить эффективный отвод тепла от лампы. Ребра в аноде расположены довольно плотно, поэтому требуется обеспечить достаточное давление воздуха, для того чтобы "протянуть" через рёбра анодного радиатора не менее 30 мч. Наиболее эффективны для этих целей вентиляторы типа "турбинка". Но они довольно редко встречаются, и сложно подобрать подходящий вариант по мощности и размерам. С успехом можно применять плоские вентиляторы от старых ЭВМ. Ориентироваться следует на варианты с напряжением питания 220В и, желательно, металлическими лопастями или из термостойкой пластмассы. Так как горячий воздух будет “выкачиваться” и проходить через лопасти вентилятора. В описываемом усилителе применен плоский вентилятор французского производства с пластмассовыми лопастями производительностью 60 м'/ч. В номинальном режиме он используется при пониженном напряжении питания - 160...170В. В режимах, когда усилитель очень долго используется на передачу, на вентилятор подаётся полное напряжение - 220В. Плоские вентиляторы плохо работают на подачу воздуха, рациональнее их использовать на "выкачку". Конечно, это не лучший вариант, т.к. горячий воздух проходит через лопасти и нагревает сам вентилятор. Поэтому лучше использовать полностью металлический вентилятор, который проектируют именно для таких тяжелых условий работы. Хотя можно использовать и из пластмассы, с некоторым запасом по производительности, в описываемом усилителе уже пять лет работает вентилятор, бывший до этого в эксплуатации, да еще и с пластмассовыми лопастями.
Детали
o
Др1 - накальный дроссель на ферритовом стержне (кольце) проницаемостью 1000...2000, стержень - диаметром 8...12 мм. Намотан одновременно двумя проводами ПЭЛ диаметром 1,5...1,8 мм. Количество витков - 10...15. o
Др2 - катодный дроссель. Каркас - диаметром 20...25 мм, диэлектрическая трубка. Намотка - виток к витку, провод - ПЭЛ диаметром 0,52...0,62 мм, 100 витков. o
Др3 - анодный дроссель. Керамическая трубка диаметром 35 мм. Ближние к аноду витки намотаны с шагом 1 мм - 20 витков, затем 170 витков - виток к витку. Провод - ПЭЛ диаметром 0,52...0,62 мм. o
Др4 - высокочастотный дроссель любого типа, выдерживающий напряжение 300 В. Индуктивность -2,5...3 мГн. o
L1 -бескаркасная катушка П-контура. Медная трубка диаметром 6 мм, 9 витков, диаметр оправки - 47 мм. Отводы от 4, 5, 6, 8 витков. o
L2 - бескаркасная катушка, провод - ПЭЛ диаметром 2,4 мм, диаметр, оправки - 47 мм, 14 витков, отвод от 6 витка. o
L3 - катушка-диапазона 1,8 МГц. Керамический, ребристый каркас диаметром 60 мм. Провод - ПЭЛ диаметром 1,5 мм, 17 витков.
Катушки L1 и L2 намотаны с шагом, равным половине диаметра применяемого провода.
o
VD1 - стабилитрон Д817А...Г. o
VD2 - высокочастотный кремниевый диод. o
VD3, VD4 - любые кремниевые диоды. o
VТ1, VТ2 - КТ815 или любые кремниевые транзисторы, выдерживающие рабочий ток К1 и К2. o
С1 - керамический, Uр > 300 В. o
С2, С3, С4 - блокировочные конденсаторы, Uр > 300 В. o
С13, С14, С15, С16-блокировочные конденсаторы, Uр > 50 В. o
С5 - 1500...2200 пФ. Высококачественный керамический, Uраб > 5 кВ. Пропускаемая мощность >1,5 кВт. o
С6 - 2200... 10000 пФ. Блокировочный высоковольтный конденсатор, Uраб > 4 кВ. o
С7 - добавочный конденсатор, подключается контактами, расположенными на С8 для 3,5 и 1,8 МГц. Высококачественный керамический, Uраб > 5 кВ, на реактивную мощность >10 кВар. o
С8 - 10/260 пФ. Зазор между пластинами >2,5 мм. o
С9 - зазор между пластинами > 0,3 мм. o
С10 - керамический или слюдяной. Uраб > 1000 В, на реактивную мощность > 10 кВар. o
С11 - керамический, Uраб > 500 В. o
РА1 - измерительная головка на 1мА. o
К1 - реле РЭН-33,34 или любое высокочастотное реле, способное пропускать мощность до 100 Вт и ток контактов > 1,5 А. o
К2 - реле РЭВ15, высокочастотное реле. Напряжение на контактах - до 300 В, ток - до 5 А.
Напряжение срабатывания всех реле - 12...14 В.
o
S1 - высокочастотный переключатель, выдерживающий напряжение до 3 кВ и ток до 7А.
В качестве С8 подойдет любой переменный конденсатор с зазором между пластинами не менее 2 мм и мощными пружинящими токосъемами корпуса роторных пластин. Следует обратить внимание на начальную емкость, она не должна быть больше 10 пФ. Для того чтобы перекрыть диапазон 1,8 МГц, максимальная емкость должна быть не менее 500 пф. Для диапазона 3,5 МГц достаточно 300 пФ. Применен конденсатор от радиостанции РСБ-5. Для уменьшения начальной емкости выфрезерованы боковые металлические стенки. Подвижный контакт, который есть на этом конденсаторе, использован для подключения дополнительного конденсатора С7 для диапазонов 1,8...3,5 МГц. Если предполагается работать только на низкоомную нагрузку, в качестве С9 можно применить переменный конденсатор от старых ламповых приемников с зазором не менее 0,3 мм. Для диапазона 1,8 МГц суммарная емкость С10 и С9 - не менее 3000 пФ. При выборе S1 следует обращать внимание на мощность и надежность контактов. Контакты должны быть удалены от заземленных элементов конструкции для минимизации вносимой емкости. Если не удается обеспечить общую начальную емкость П-контура менее 35 пФ, С8 можно включить не в начало L1, а отступив 0,5...1 виток от анода. Анодный дроссель Др3 следует наматывать на каркасе с хорошей диэлектрической прочностью (керамика, фторопласт). Его можно выполнить секционированным, т.е. через некоторое количество витков делать зазоры 2...3 мм, что также уменьшает общую емкость и вероятность паразитных резонансов.
Автоматика и индикация.
Контакты К1.2 при переходе на передачу закорачивают стабилитрон VD1, снимая запирающее напряжение. Для управления реле использованы транзисторные ключи на VТ1 и VТ2. Это сделано для того чтобы можно было использовать напряжение +12В ТХ от трансивера для коммутации усилителя. При включении реле К1 применена временная задержка (R4, С12). Для чего это сделано? В качестве К2 применено мощное реле с большим зазором между контактами, время срабатывания такого реле намного больше, нежели время срабатывания небольшого реле К1. Поэтому в момент перехода с приема на передачу может возникать неустойчивое состояние усилителя, когда К1 уже подключило трансивер к усилителю, а антенна за счет инерционности К2 еще не подключена. Теперь нетрудно догадаться, что же будет происходить в усилителе, если в трансивере нет такой задержки, т.е. в момент перехода на передачу сразу на выходе ТRCVR есть ВЧ сигнал. В лучшем случае, постоянно будут подгорать контакты К2. Худших вариантов намного больше - вплоть до "простреливания" лампы. Если же вы уверены в своем трансивере и точно знаете, что ВЧ сигнал на АNТ разъеме появляется с задержкой (достаточной для срабатывания К2 в усилителе), можете упростить автоматику усилителя, например включить параллельно оба реле и использовать один ключ на транзисторе.
Схема блока питания показана на рис.2.
В усилителе применен один трансформатор Т1 габаритной мощностью 1600 Вт. Накальное напряжение дополнительно используется для питания реле автоматики. Об этой обмотке хотелось бы сказать особо. Не нужно закладывать ее с “запасом”, т.е. использовать с заведомо бОльшим диаметром провода, нежели это требуется для лампы (3,6 А). В момент включения, когда нить накала лампы еще холодная и имеет минимальное сопротивление, в цепи протекает очень большой ток, который может ее разрушить. Чем больший “запас” (диаметр провода) имеет обмотка, тем бОльший ток протекает в момент включения и бОльшее разрушение получает нить накала при каждом включении усилителя. Поэтому при расчете диаметра провода накальной обмотки не следует ее рассчитывать на ток более 4 А. Анодный выпрямитель особенностей не имеет. Он собран по схеме удвоения напряжения. Вторичная обмотка должна обеспечивать 850...950 В при токе до 2 А. Максимальное обратное напряжение цепочки диодов должно быть не ниже 3500 В, максимальный ток - не менее 3 А. Каждый диод зашунтирован резистором для равномерного распределения обратного напряжения. Шунтирующие конденсаторы применены для устранения так называемого "белого шума", который иногда возникает, и для "поглощения" и равномерного распределения мгновенных пиков перенапряжения сети. Эти пики могут возникать вследствие переходных процессов, которые длятся сотые доли секунды, но этого достаточно для пробоя диодов. При использовании трансформатора на П-образном железе следует соблюдать некоторые правила намотки: сетевую и вторичную обмотки делят поровну и располагают на обоих стержнях. Сетевой S1 должен быть рассчитан на ток >12 А, переключатель оборотов вентилятора S2 - на ток >0,5 А. В выпрямителе автоматики VD1...VD4 можно использовать любые кремниевые диоды 25 В/1 А.
Прибор РА1 в источнике питания (рис.2) измеряет Uа и Iа - в зависимости от положения переключателя S3. Для градуировки служат соответственно RЗ и R4.
РА1 в усилителе (рис.1) служит для измерения высокочастотного напряжения на выходе усилителя. Конденсатор С11 служит для выравнивания АЧХ измерителя. При помощи КЗ выставляют показания РА1, нагрузив усилитель на эквивалент нагрузки.
Настройка
Режим лампы при подаче требуемых напряжений устанавливается автоматически. Настройка минимальна и сводится к подбору отводов от катушек L1 и L2 (рис.1), что лучше всего сделать при помощи измерителя частотных характеристик. При отсутствии приборов П-контур настраивают, добиваясь максимальной выходной мощности, нагрузив усилитель на эквивалентное сопротивление 50...75 Ом. При правильной настройке провал анодного тока в резонансе не должен превышать 15...20% от значения при расстроенном П-контуре.
Стыковка с трансивером
Во многих публикациях об усилителях с подачей возбуждения в катод говорится о входном сопротивлении такого устройства около 50 Ом. К сожалению, это не совсем так. Входное сопротивление колеблется в зависимости от рабочей частоты. Это нужно учитывать при выборе схемы согласования выходного каскада трансивера с входом усилителя. Иначе, как это часто бывает, на некоторых диапазонах усилитель не будет отдавать той мощности, которую он обеспечивает на других.
Входное сопротивление усилителя составляет: на 1,9 МГц - 98 Ом; на 3,5МГц - 77 Ом; на 7 МГц -128 Ом; на 14 МГц - 102 Ом; на 21 МГц - 54 Ом; на 28 МГц - 88 Ом. Проблемы согласования трансивер-усилитель не возникает, если в трансивере есть антенный тюнер, или выходной каскад имеет ручную настройку П-контура на каждый диапазон. Тогда можно оптимально согласовать вход усилителя с выходом трансивера.
В случае, когда в трансивере нет никаких подстроек выходного каскада на различное сопротивление нагрузки, отличное от 50...75 Ом, эту процедуру следует осуществить в обратном порядке, т.е. входное сопротивление усилителя привести к 50...75 Ом с помощью простейшего согласующего устройства. Это устройство можно установить в самом усилителе или выполнить его в отдельном корпусе и использовать как с другими усилителями, так и с антеннами, сопротивление которых отлично от 50...75 Ом. В нашем варианте требования к такому устройству минимальные - оно должно пропускать мощность до 100 Вт и приводить входное сопротивление усилителя (47...140 Ом) к стандартному - 50...75 Ом. На рис.3 приведен один из вариантов такого устройства. Это обычный П-контур. В качестве индуктивности можно использовать вариометр или катушку с отводами, конденсаторы переменной емкости можно заменить на постоянные, предварительно подобрав их на каждый диапазон. Катушка имеет 17 витков, провод - диаметром 1,0...1,2 мм, бескаркасная, намотана на оправке диаметром 15...17 мм. Она свернута кольцом по диаметру галетного переключателя, для того чтобы отводы имели минимальную длину. С одного конца катушки отводы сделаны от каждого витка, последние - произвольно через 2...3 витка. Галетный переключатель - на 11 положений. Этого шага изменения индуктивности достаточно для оптимального согласования.
Для долголетней и безотказной работы новую лампу необходимо подвергнуть тренировке. Особенно это касается ламп, которые нигде не работали, но пролежали несколько лет. Чем старше лампа - тем дольше ее нужно тренировать. В домашних условиях лампу выдерживают под напряжением накала 10...20 часов. Если лампе больше 10 лет - несколько суток. Затем следует подать анодное напряжение и снова выдержать хотя бы 6...10 часов. Если есть возможность, вначале лучше подать пониженное напряжение. Обдув при этом требуется небольшой, пусть лампа прогреется. После этого следует работать в эфире несколько дней при пониженной мощности. И только после этого можно выводить усилитель на полный режим. Не нужно забывать перед отключением усилителя давать немного поработать вентилятору, чтобы понизилась температура оболочки лампы. Проект Тарасова Александра UT2FW Схемы и внешний вид УМ в прикреплениях:
Усилитель мощности на ГУ-74Б Предлагаемый вниманию читателей усилитель (см. рис 1) выполнен на лампе ГУ-74, включенной не традиционно - по схеме с общими сетками. Тем не менее, на практике он обеспечивает линейную работу вплоть до значений анодного тока около 800 мА (мощность "раскачки" в этом случае должна быть примерно 50...60 Вт).
В передающий тракт усилитель включается нажатием на педаль, замыкающую контактами смонтированного в ней выключателя SA3 цепь питания электромагнитных реле Kl, K2. При этом контакты первого из них соединяют вход усилителя с выходным каскадом трансивера, а второго - выходной контур L1L2C2C3 с антенным коммутатором SA2.Подогреватель катода лампы VL1 и выпрямитель, к которому подключаются обмотки реле, питаются от сети напряжением 220 В через понижающий трансформатор Т1, анодное напряжение поступает через фильтр L4C5L5C6 от отдельного источника. В целях безопасности амперметр РА1, с помощью которого контролируют анодный ток лампы, включен в цепь ее катода.Катушка L1 - бескаркасная и состоит из 12 витков медной шины. Ее внутренний диаметр - 45, длина намотки -100 мм.Катушка L2 содержит 70 витков провода ПЭЛ - 1,6 , намотанного виток к витку на каркасе диаметром 45 мм.Дроссель L3 (40 витков провода ПЭЛ 0,5) намотан виток к витку на каркасе диаметром 8 мм, L4 (160 витков такого же провода) - на каркасе диаметром 18 мм (длина намотки - 100 мм). Обмотка дросселя L4 содержит 10 витков провода ПЭЛ 1,8, намотанного на каркасе диаметром 6 мм, длина намотки - 25 мм. Трансформатор Т1 - унифицированный ТН-41, ТН-61 или самодельный мощностью не менее 50 Вт. Переменное напряжение на обмотке, питающей подогреватель катода лампы - 12,6 В при токе 4 А. Конденсатор С1 - К15У-2 или КВИ с номинальным напряжением 6...10 кВ. Реле K1 - РПВ2/1, K2 - типа "Клен". Схема в прикреплениях:
Линейный усилитель мощности на двух ГУ-74Б А.КУЗЬМЕНКО, RV4LK, г. Ульяновск.
Типовой режим ГУ-74Б для усиления однополосного сигнала Напряжение накала, В-12,6 Напряжение анода, В-2000 Напряжение второй сетки, В-300 Ток анода в режиме покоя, мА-300 Ток анода (постоянная составляющая), мА-500 Ток первой сетки (постоянная составляющая)0 Ток второй сетки (постоянная составляющая), мА-10 Выходная мощность, Вт-500
Основные параметры усилителя мощности на двух лампах Диапазоны, МГц:1,8; 3,5; 7,0; 10,0;14,0;18,0;21,0; 24,0; 28,0 Входное сопротивление Ом-50 Выходное сопротивление Ом-50 Входная мощность, Вт-30 Выходная мощность, Вт-1000 Уровень комбинационных частот третьего порядка, дБ-32 Мощность, потребляемая от сети, Вт-2450 КСВ во входной цепи, не более-1,3
В последнее время радиолюбители больше внимания уделяют конструированию усилителей мощности, нежели трансиверов, хотя немногие энтузиасты создают аппараты, достойные пристального внимания. К построению мощного, надежного и качественного РА следует подходить очень серьезно, так как здесь нет мелочей, и любая погрешность в его проектировании и изготовлении надолго отравит жизнь вам и вашим соседям. Основное правило при конструировании РА: все детали должны иметь максимально возможный запас по надежности (электрической прочности). Конечно, каждый исходит из своего опыта, возможностей и намерений. Для обеспечения достаточной надежности и долговечности усилителя ни одна деталь, вплоть до сопротивления в цепи смещения, и особенно электроды лампы (у тетродов самое слабое место — экранная сетка), не должна рассеивать мощность более 70% от максимально допустимого паспортного значения. То же самое относится к допустимым величинам значений напряжений и токов. Больше всего радиоаппаратура и радиодетали не любят перегрева, от него происходит их быстрое старение. Особенно это относится к радиолампам, так как при перегреве из их электродов выделяются остаточные газы, наибольшее же их количество — из анода, может произойти внутренний пробой, и лампа выйдет из строя. Предлагаемый вашему вниманию усилитель выполнен на двух лампах ГУ-74Б по схеме с общим катодом.
Причины, почему РА выполнен на лампах, очевидны. Об этом неоднократно писалось, в том числе и автором [1]. Технические характеристики лампы ГУ-74Б довольно высоки, а типовой режим для усиления однополосного сигнала (для одной лампы) приводится ниже. Принципиальная электрическая схема усилителя мощности приведена на рис.1, а схема блока питания — на рис.2. Уровень комбинационных частот — меньше, чем в типовом режиме, из-за улучшенной стабилизации напряжения экранной сетки. Входной сигнал через ВЧ-разъем XW1 (рис.1) и контакты реле К1.1 поступает на два фильтра низших частот (ФНЧ) с частотой среза 32 мГц [2], которые имеют вид П-контуров и состоят из индукивностей L4 и L5. Их входные и выходные сопротивления равны 100 Ом. По входу усилителя они соединены параллельно, следовательно, входное сопротивление РА равно 50 Ом. На схемах отсутствуют входные и выходные конденсаторы ФНЧ по 60 пФ, реально же они присутствуют, хотя и в неявном виде. Входная емкость фильтра — это емкость кабеля, которым трансивер соединяется с РА, плюс емкость монтажа и емкость контактов реле К1.1, в сумме она составляет 120 пФ. Погонная емкость коаксиального кабеля РК50-3-13 — 110 пФ на метр. Следовательно, длина кабеля, соединяющего трансивер с РА, должна быть порядка 90 см. Более точно длина кабеля подбирается по минимуму КСВ между трансивером и РА, что соответствует максимальной раскачке усилителя. Выходная емкость каждого ФНЧ — это входная емкость лампы, равная 55 пФ, плюс емкость монтажа, равная примерно 5 пФ, в сумме получается 60 пФ. Следовательно, условия работы фильтра низших частот выполняются. Применение ФНЧ полезно сразу по нескольким причинам. Первая — уменьшение уровня высших гармоник, вторая — компенсация емкости коаксиального кабеля, соединяющего РА с трансивером, длина которого не должна превышать 0,1X самого высокочастотного диапазона, т. е. одного метра. При выполнении этого условия кабель, работает как емкость и не трансформирует входное сопротивление усилителя. В-третьих, ФНЧ компенсирует входную емкость лампы, вследствие чего RBX усилителя становится частотно-независимым, и амплитуда возбуждения не падает с возрастанием частоты. Без ФНЧ на ВЧ-диапазонах она упала бы более чем на 50%, так что применение фильтра низших частот более чем оправдано. ФНЧ нагружены на резисторы R7...R13 и R14...R20 соответственно. С этих резисторов через антипаразитные цепочки R5-flp6 и R6-flp7 ВЧ-напряжение поступает на управляющие сетки ламп VL1 и VL2 соответственно. Лампы включены по схеме с общим катодом, усиление каждой лампы равно 500/15 = 33 раза по мощности, или примерно 15 дБ. На НЧ-диапазонах выходная мощность на 10... 15% больше 1000 Вт, на ВЧ — меньше на те же 10... 15%. Для питания анодной цепи применено последовательное питание.
Хотелось бы отметить, что применение в П-контуре шарового вариометра очень желательно, так как он позволяет на всех диапазонах оптимально согласовать сопротивление нагрузки ламп (Roe) практически с любой "веревкой" без применения дополнительного согласующего устройства. (П-контуру действительно свойственно работать в широком диапазоне сопротивлений, однако не стоит отходить от хороших традиций профессиональной радиосвязи, когда усилители мощности класса 1 кВт и более подключают к антенне через согласующие устройства. В этом случае усилитель всегда нагружен на ту нагрузку, на которую калибровался, что приводит к лучшей фильтрации П-контуром гармоник передатчика и меньшему выделению тепла). Анодное напряжение через разъем XW3 (рис.1), расположенный на задней стенке корпуса РА, фильтрующую цепочку Др5-С 16-Др4-С 15, резистор R4, катушки П-контура и антипаразитную цепочку flp1-R2 поступает на аноды ламп Коммутация диапазонов — релейная. Их переключение производится переключателем S3, который расположен на передней панели усилителя. На диапазонах 160 и 80 м к анодному и антенному конденсаторам переменной емкости при помощи реле подключаются дополнительные конденсаторы, емкость которых окончательно подбирается при настройке. На расстоянии 45 мм от антенного разъема XW2, поверх коаксиального кабеля, соединяющего этот разъем с контактами реле К2 и КЗ, установлен КСВ-метр конструкции EU1TT [3]. Резисторы R30 .R32 служат для снятия статического потенциала, который образуется на переменном конденсаторе С12 Конденсаторы С2 и С4, каждый из которых образован 10 проходными конденсаторами, расположены прямо на ламповой панельке, которая может быть как фирменной, так и самодельной. Коммутация прием-передача усилителя осуществляется при помощи электронного ключа, выполненного на транзисторах VT1 и VT2, управляемого через разъем XS1 электронным ключом или реле, находящимися в трансивере Светодиод VD13 индицирует момент перехода усилителя в рабочий режим (усиление сигнала трансивера в режиме передачи.
Конденсатор СЗЗ установлен для того, чтобы импульс случайной наводки не переключил РА в режим передачи. Цепочка R33-C34 служит для создания задержки при включении реле К1, для того чтобы успело сработать реле КЗ, которое хоть и быстродействующее, но замыкающие контакты у него массивнее, чем у реле К1. Это сделано для того, чтобы в первые мгновения работы РА он не остался без нагрузки (антенны). Так как многие импортные трансиверы в первые 20 .30 мс выдают 100% выходной мощности вне зависимости от положения ее регулятора, то в случае, если реле КЗ не успело бы сработать, и РА в момент подачи с трансивера 100% мощности раскачки остался бы без нагрузки, обе лампы, да и не только они, могли бы выйти из строя. Резистор R4 (рис 1), кроме того, совместно с резистором R22 в блоке питания (рис 2) ограничивает ток при простреле лампы до значения 2100/(28+10)=55 (А). Диоды КД203Г, которые стоят в высоковольтном выпрямителе, кратковременно его выдержат и не выйдут из строя. Ток анода индицируется головкой РА2 (рис.1), которая расположена на передней панели усилителя мощности, как и РА1, которая индицирует токи сеток ламп VL1 и VL2. В положении переключателя S1, которое показано на схеме, индицируется суммарный ток экранных сеток ламп VL1 и VL2. Во втором положении индицируется ток управляющей сетки VL1 или VL2, в зависимости от положения переключателя S2. В показанном на схеме положении переключателя S2, индицируется ток первой сетки лампы VL1. Линейный режим работы ламп VL1 и VL2 характеризуется отсутствием токов управляющих сеток, следовательно, амплитуда возбуждения не должна превышать по абсолютной величине наименьшее из двух напряжений смещения этих ламп. R23 — шунт, который подключается параллельно микроамперметру при измерении тока экранной сетки, он подбирается на простейшем стенде, хотя его сопротивление можно и рассчитать. Диаметр провода шунта не должен быть меньше определяемого по формуле: что вытекает из требований долговременной стабильности при прохождении через него рабочего тока.В нашем случае, если принять максимальный ток через шунт равным 0,1 А, диаметр провода шунта должен быть не менее 0,3 мм. Ток экранной сетки надо контролировать постоянно в процессе эксплуатации РА, так как он характеризует работу усилителя в целом. Чтобы можно было заметить обратный ток экранной сетки, стрелку головки РА1 изначально следует установить на 10..20% вправо от нуля. Еще лучше применить РА1 с нулем посередине резистор. R21 отводит на землю напряжение динатронного пробоя. Предохранитель FU1 совместно с варистором R33 (СН-2а, на 330 В) защищает экранные сетки и их цепи от напряжения пробоя при простреле ламп. Очень хорошо вместо варистора R33 установить разрядник или варистор фирмы Siemens, способный поглотить энергию заряда конденсатора С12 при пробое (простреле) лампы. К сожалению, это достаточно дефицитная деталь. Хотелось бы подробнее остановиться на освещении динатронного эффекта, так как, судя по дискуссиям радиолюбителей в эфире, у них нет до конца ясного представления об этом явлении. Что такое динатронный эффект? Это притягивание и поглощение одним электродом лампы вторичных электронов (то есть выбитых из другого электрода лампы основным потоком электронов, летящих от катода к аноду). Следовательно, применительно к тетроду, мы можем иметь динатронный эффект как анода, так и экранной сетки. Динатронный эффект анода происходит, если напряжение на экранной сетке в силу ряда причин (перекачки, слишком большой анодной нагрузки, при неправильном изготовлении или настройке П-контура, повышенном напряжении экранной сетки) становится больше напряжения на аноде, то есть потенциал экранной сетки становится выше потенциала анода. В этом случае вторичные электроны, выбитые из анода, притягиваются экранной сеткой, и ее ток резко возрастает и становится больше тока анода, который сильно уменьшается. Происходит перераспределение токов. Это аварийный режим, и если нет защиты, из-за перегрева экранной сетки, лампа выйдет из строя. Динатронный эффект экранной сетки, проявляющийся у мощных генераторных радиоламп, заключается в том, что вторичные электроны, выбитые из экранной сетки, притягиваются анодом. В этом случае образуется обратный ток экранной сетки, при этом ее ток уменьшается, напряжение на ней может возрастать в случае применения обычного последовательного стабилизатора экранного напряжения.Ток анода возрастает, напряжение на экранной сетке увеличивается до недопустимых пределов. Это также аварийный процесс. Поэтому проще применить параллельный стабилизатор экранного напряжения, но простой и качественный параллельный ламповый стабилизатор автор пока не разработал и поэтому применяет последовательный, с резистором R41 (рис 2), что для обратного тока эквивалентно параллельному стабилизатору напряжения. Если в цепи катода каждой лампы установить безындукционные резисторы 10 35 Ом мощностью 12 25 Вт, то ток покоя у каждой из ламп можно установить порядка 150 200 мА, суммарный ток покоя будет равен 300 400 мА (при большей величине резистора меньший ток). При этом на 30 50% возрастет выходная мощность. Линейность за счет отрицательной обратной связи несколько увеличится, но мощность раскачки возрастет до 60 100 Вт. В этом случае идентичные по характеристикам радиолампы можно не подбирать. Схема блока питания показана на рис 2. Светодиод VD1 индицирует включение усилителя в сеть переменного тока. Сетевой фильтр включен в сеть переменного тока постоянно. Он состоит из двух дросселей Др1, Др2 и конденсаторов С1 С2. Переключатель S1—это мощный щеточный переключатель, состоящий из четырех галет, расположенных на одной общей оси. С его помощью обеспечивается нужный порядок включения и выключения РА. Те , как обычно, сначала включают вентилятор, затем накал ламп и отрицательное напряжение смещения, делается выдержка в течение 5 мин, затем включается анодный выпрямитель, и в самом конце подается напряжение на экранную сетку. Снятие напряжений питания происходит в обратном порядке. Перед окончательным выключением РА из сети переменного тока, надо дать вентилятору поработать около пяти минут. Вентилятор может быть включен в дежурный режим (на пониженные обороты) тумблером В1. Когда контакты тумблера замкнуты, вентилятор работает на полных оборотах, при приеме и передаче. Если контакты тумблера В1 разомкнуты, то реле К11, управляемое электронным ключом, включает вентилятор на полные обороты только во время передачи. При помощи тумблера В2 расположенного на передней панели, и реле К14 на лампы можно подать 50 и 100% анодного напряжения. 50% величины анодного напряжения — это режим настройки при котором можно легко превысить допустимую мощность рассеяния на аноде лампы, а следовательно, для лампы это очень нежелательный режим работы, при котором она может выйти из строя. Реле К12 и резистор R43 обеспечивают плавное включение накального трансформатора Т1 и трансформатора Т2, который обеспечивает получение напряжений накала ламп для стабилизатора экранного напряжения (-6,3 В и -12,6 В), самого экранного напряжения (+300 В) напряжения смещения (-105 В), напряжений для питания реле (+27 В ) и электронного ключа (+12 В). Резисторы R6, R9 предотвращают пропадание напряжения смещения на управляющих сетках ламп VL1 и VL2 в момент нарушений контактов движков переменных резисторов R4 и R7, которыми выставляют напряжение смещения для каждой лампы в отдельности, что совершенно необходимо при параллельной работе ламп, особенно с высокой крутизной. Кроме того, в момент коммутации реле К13 на первых сетках ламп никогда не будет отсутствовать напряжение смещения, а резисторы R5 и R8 не позволят при вращении движков переменных резисторов R4 и R7, в момент регулировки напряжения смещения, ошибочно установить его равным нулю. Стабилизатор напряжения смещения — параметрический, собран на стабилитронах VD11 VD17, но при желании можно получить его повышенную термостабильность, выполнив стабилизатор на 10 стабилитронах Д818Е. То же самое относится и к стабилитрону VD36 КС650, его также можно набрать из 16-17 стабилитронов Д818Е. Стабилизация напряжения экранной сетки при этом не ухудшится, так как дифференциальное сопротивление стабилитрона КС650 и суммарное дифференциальное сопротивление цепочки стабилитронов Д818Е, примерно равны между собой. Это может понадобиться, если стабилизаторы расположены рядом с сильно нагревающимися деталями (например лампами). Анодный выпрямитель собран на трансформаторе ТЗ. Для регулировки величины выпрямленного напряжения применяется отвод от средней точки. Реле К15 и резистор R23, служат для плавного включения ТЗ в сеть переменного тока. Цепочка R42 С10, служит для демпфирования переходных процессов при включении и выключении трансформатора ТЗ. Анодный выпрямитель работает на емкость С12, в качестве которой применен неполярный конденсатор. К нему надо относиться с осторожностью, так как это очень опасная часть схемы. Поскольку у С12 очень маленький ток утечки, он может сутками сохранять смертельно опасное для жизни напряжение, если у него нет цепи разряда, например когда обе защитные (разрядные) цепочки из резисторов R24 R27 и R28 R32 оборваны. Величина анодного напряжения и разряд конденсатора С12 контролируются вольтметром РА1, но в любом случае при снятии верхней крышки и по окончании разряда конденсатора желательно произвести проверку на наличие остаточного напряжения, замкнув конденсатор С12 отверткой на корпус. При анодном напряжении 2200 В и емкости конденсатора С12 равной 100 мкФ, он накапливает огромное количество энергии равное 100 2200 2200/2 1000000 =242 (Дж) или 242 Вт/с которое, как справедливо отмечается в [4], легко пережигает лезвие отвертки. Время разряда в основном определяется суммарным сопротивлением резисторов R28 R32, которое равняется. R сумм= 120 4+10 = 490(ком) (Соблюдайте последовательность вычислений, сначала 140 х 4 + 10= 490) Длительность 95% разряда конденсатора определяется по формуле:
где t — в минутах, R — в мегаомах С — в микрофарадах Считаем t= 0,49 100/20=2,45 (мин), или примерно 3 мин. Именно это время необходимо подождать, чтобы конденсатор емкостью 100 мкФ разрядился до 5% от его напряжения заряда (рабочего напряжения), те до 0,05 2200 = 110 (В), а лучше, для гарантии безопасной работы — минут пять. Стабилизатор экранного напряжения выполнен на лампах VL1 и VL2. Схема на лампах гораздо надежнее транзисторной и имеет высокий коэффициент стабилизации. Кроме того, благодаря наличию резистора R41, который несколько уменьшает коэффициент стабилизации ,в нормальном режиме при прямом токе экранной сетки, происходит стабилизация напряжения экранной сетки и при ее обратном токе, что увеличивает линейность лампы по сравнению с паспортными данными и увеличивает надежность РА в целом. После выпрямителя, перед стабилизатором, включено реле перегрузки К16, которое разрывает цепь питания стабилизатора при превышении током потребляемым стабилизатором, величины, которая определяется током срабатывания реле К16 (108 мА). Так как на катоде VL1 присутствует + 300 В, а на катоде VL2 — + 150 В, нити накала обеих ламп должны быть запитаны от отдельных, хорошо изолированных друг от друга и от корпуса обмоток.
Конструкция и детали усилителя
Усилитель выполнен в корпусе размерами 200x500x400 мм. В этом же корпусе расположены все узлы блока питания, кроме анодного выпрямителя, который собран в отдельном корпусе размерами 300x300х300 мм. Головка вольтметра анодного напряжения расположена на его передней панели. Напряжение анодного питания подается посредством коаксиального кабеля с фторопластовой изоляцией, с наружным диаметром 9,3 мм и 75-омны-ми разъемами на обоих концах, так антенный разъем — 50-омный, в связи с чем исключается возможность перепутать места подключения антенного кабеля и кабеля анодного питания. На задних стенках обоих корпусов стоят мощные клеммы заземления, через которые оба блока посредством чулка из оплетки толстого коаксиального кабеля соединяются между собой и заземляются. В данном усилителе применена малошумящая высокоскоростная турбинка от японского ксерокопировального аппарата достаточной производительности и давления, расположенная на задней стенке РА и обозначенная на схеме блока питания как М1. Она закреплена на мягкой подвеске и соединена воздуховодом, который является одновременно экраном, расположенным под шасси, с панельками ламп VL1 и VL2 ГУ-74Б. Под этим экраном расположены все детали, подходящие к электродам ламп усилителя, кроме анодных. Кроме того, в процессе эксплуатации РА выяснилось, что следует поставить второй вентилятор, обозначенный как М2, работающий на вытяжку, в том случае, когда температура внутри корпуса РА начинает превышать +60°С, что случается при длительной работе на передачу полной мощностью. Вентилятор М2 применен от компьютера, запитан напряжением +12 В через термореле К17 типа РБ-5-2 с биметаллической пластинкой, включающей вентилятор при достижении температуры внутри корпуса +60°С. Он установлен на задней стенке корпуса усилителя. Все питающие и коммутационные напряжения подводятся через проходные конденсаторы, кроме, конечно, напряжения возбуждения, которое подводится коаксиальным кабелем диаметром около 4,5 мм от реле К1, расположенного вблизи входного разъема XW1 (рис 1). Все детали, относящиеся к высокочастотному блоку соединены между собой шинками шириной 25 мм, которые нарезаны из луженой жести, от банок со сгущенным молоком (по бедности, желательно медь или латунь). Соединены шинками между собой катоды ламп, токосъемы конденсаторов переменной емкости, входящие в П-контур, антенный разъем земляная клемма, блокировочные конденсаторы в цепи анодного дросселя. Особенно тщательно следует соединить шинкой токосьемы КПЕ, заземляемые выводы дополнительных конденсаторов, подключаемые к ним и катоды ламп. Между точками заземления КПЕ и катодов ламп, не должно быть заземлений других идущих на корпус деталей. Так как суммарная выходная (анод-катод) емкость двух ламп ГУ-74Б находится в пределах 18-26 пФ, значительная часть контурного тока (пример но половина на 28 МГц, а на низкочастотных диапазонах меньше) протекает по участку шины между анодным КПЕ и катодами ламп. Катушка индуктивности L1 — шаровый вариометр, наружный диаметр которого равен 100 мм, выполнен посеребренной шинкой 1,5 х 2,5 мм, при параллельном соединении двух обмоток, индуктивность меняется в пределах 0,9-5,8 мкГн. L2—диаметром 60 мм, длина намотки— 70 мм, число витков — 7, отвод — от второго витка, считая слева по схеме, намотана посеребренной трубкой диаметром 7,2 мм. L3 — диаметром 85 мм, длина намотки — 140 мм, число витков — 12, выполнена из полированной алюминиевой трубки 0,7 мм, покрытой для предохранения от окисления бесцветным лаком или термоклеем. Дроссель Др1 содержит 5 витков на оправке диам. 12 мм, длина намотки — 20 мм, отвод — от середины, выполнен из нихромовой проволоки 1,5 мм все его соединения — винтовые или паяные специальным флюсом. Вместо нихрома можно применить медный провод, облуженный припоем, содержащим много свинца (ПОС-ЗО, например), чтобы его поверхностное сопротивление было как можно больше. Известно, что ВЧ-токи текут именно в поверхностном слое проводника, и чем выше частота, тем тоньше этот слой. Сопротивление R2, выполнено из пяти параллельно соединенных сопротивлений МЛТ-2, по 510 Ом каждое. Конденсатор С8 — анодный, от передатчика РСБ-5, переделанный. Его передняя и задняя стенки выполнены из оргстекла, стеклотекстолита, фторопласта толщиной 8-10 мм, а четыре стяжки между ними — из текстолитовых стержней диаметром 8 мм. С давних времен, с момента публикации конструкции усилителя КРС-81, по радиолюбительской литературе ходит ошибочное мнение, будто бы можно уменьшить начальную емкость КПЕ просто выфрезеровав квадратные отверстия во всех трех его стенках и крышке. К сожалению, это уменьшает начальную емкость всего на 1-3 пф. Если потребуется уменьшить начальную емкость до 8-12 пФ, то ось ротора надо приподнять над статором дополнительно на 10-12 мм, сместив положение оси ротора вправо или влево на 15-20 мм (закрепив ротор с эксцентриситетом), при этом конечная (максимальная ) емкость будет порядка 120-135 пФ. Чтобы убедиться в справедливости вышесказанного, достаточно измерить емкость КПЕ каким-либо прибором до и после вышеуказанных переделок. Конденсатор С12 — антенный, от усилителя мощности радиостанции Р-140. Можно также применить КПЕ от радиоприемника УС-9. Конденсаторы С7, С9, С10, С23, С14 — типа К15-У, с реактивной мощностью 25 кВАр, С11 — четыре штуки параллельно, на рабочее напряжение 6 кВ и реактивной мощностью 7 кВАр, типа К15-У. С2, С4 — проходные конденсаторы, расположенные непосредственно на ламповой панельке, состоят из 10 штук конденсаторов емкостью 0,015 мкФ, включенных параллельно, С1, СЗ — такие же проходные конденсаторы, С5, С6 — проходные конденсаторы на ток 10 А. Дроссели Др4 и Др5 — от УМ-радиостанции Р-140, но можно применить и самодельные, намотав на каркасе диаметром 30 мм в один слой отрезок провода ПЭЛШО 0,65 мм длиной 4 метра. Катушки ФНЧ L4 и L5 — бескаркасные, содержат по 10 витков провода ПЭЛ 1,0 мм на оправке 9 мм, длина намотки — 14 мм. Окончательно величина индуктивности, равная 0,56 мкГн, подгоняется при измерении, ее величины на каком-либо приборе, например, Е7-12А, путем сжатия-растяжения витков. Это достаточно ответственный момент, и от тщательности его проведения зависит величина КСВ на входе РА. Реле К1 и К2 — П1Д-1В. Реле КЗ —В1В-1Т1. Реле К4 К10 — "Торн", с тремя запараллеленными контактами. Реле перегрузки К16 закреплено на стеклотекстолитовой пластине рядом со стабилизатором напряжения экранных сеток. На схеме блока питания, блокировочные конденсаторы С1 и С2 в сетевом фильтре — проходные, но включены они не как обычно, на корпус, а между нулевым и фазовым сетевыми проводами, что не ухудшает фильтрацию, но зато на корпусе блока питания отсутствует напряжение сети с частотой 50 Гц, которое вызывается емкостными токами конденсаторов С1 и С2, и в самом неблагоприятном случае, при отсутствии заземления корпуса блока питания, может достигать 2,07 В на 1000 пФ емкости блокировочных конденсаторов. Если бы мы применили обычную схему с четырьмя блокировочными конденсаторами, емкостью 0,047 мкФ, идущими на корпус, то через два из них, соединенных с фазовым сетевым проводом и шасси, тек бы емкостный ток с частотой 50 Гц, и на корпусе могло бы быть напряжение, равное 194,6 В. Дроссели Др1 и Др2 выполнены на стеклотекстолитовых стержнях диаметром 16 мм, длиной 157 мм, намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 1,6 мм в один слой до заполнения стержня. Конденсатор С12 — К75-40, 100 мкФ на 3 кВ. Трансформаторы блока питания Т1 — ТН-56. Т2 — с сердечником ШЛ25х50 I обмотка — 682 витка провода ПЭВ-2 0,8 мм, II — 1210 витков провода ПЭВ-2 0,25 мм, III — 20 витков провода ПЭВ-2 0,5 мм, IV — 40 витков провода ПЭВ-2 1,0 мм, V — 62 витка провода ПЭВ-2 1,0 мм, VI — 405 витков провода ПЭВ-2 0,3 мм. ТЗ — габаритная мощность 2400 Вт, с сердечником ПЛ 40x80x160. Обмотки 1А и 1Б — по 110 витков провода ПЭВ-2 2,5 мм,IIА и IIБ — по 780 витков провода ПЭВ-2 1,0 мм. Между первичной и вторичной обмотками трансформатора ТЗ, проложен изолированный, не короткозамкнутый виток, выполненный из медной фольги, один из концов которого заземлен на шасси. Если виток замкнуть, это приведет к выходу из строя трансформатора. Можно также намотать один слой проводом 0,5 мм и один его конец запаять на шасси, но этот вариант обеспечивает несколько худшую экранировку. Зачем нужен этот экран? Дело в том, что между первичной и вторичной обмотками силового трансформатора существует распределенная емкость (ее ориентировочная величина — 1 пФ/Вт, следовательно, в нашем случае она примерно равна 2400 пФ), и при плохой фильтрации высокочастотного напряжения по анодной цепи, (случай достаточно вероятный) ВЧ-напряжение через эту емкость попадет на первичную обмотку, а следовательно, и в электрическую сеть, что явно не вызовет положительных эмоций у соседей-телезрителей.
Ламповая панелька — самодельная. При аккуратном исполнении, она имеет отличный внешний вид и работает не хуже заводской, которая менее прочная и при интенсивной эксплуатации усилителя часто трескается и выходит из строя. Панелька изготовлена из листового стеклотекстолита толщиной 0,5 мм, заготовка которого со всеми необходимыми размерами и отверстиями показана на рис.3. Этот лист сворачивается в круглый цилиндр (трубу ) и склепывается двухмиллиметровыми медными заклепками по отверстиям b-b*, с-с* и d-d*. Между стеклотекстолитом и анодом лампы должно быть расстояние, равное 1,5 мм (высота головок заклепок), и ни в одной точке цилиндр не должен касаться анода лампы ГУ-74Б, иначе стеклотекстолит почернеет и сгорит от высокой температуры. Затем снизу и сверху цилиндра для придания ему дополнительной жесткости приклепываются две полоски шириной 8-10 мм из нержавеющей стали толщиной 0,5-0,7 мм. К нижней полоске приклепываются три уголка для крепления цилиндра к шасси. После этого к цилиндру медными двухмиллиметровыми заклепками по точкам 1, 2, 3, 4, 5, 6 одновременно снаружи приклепывается полоска из медной фольги шириной 6 мм и толщиной 0,3-0,5 мм, а к внутренней поверхности — изогнутые контакты от реле РКМ или любых других, на которые плотно садится кольцевой вывод экранной сетки лампы ГУ-74Б. Эскиз внешнего вида цилиндра панельки показан на рис.Зб. Если нет фирменного анодного колпачка, можно изготовить самодельный из полоски нержавеющей стали шириной 10 мм и толщиной 0,5-0,7 мм (рис.4). Практически это хомут, туго обжатый на оправке диаметром 10 мм, а затем с противоположного конца разрезанный и стянутый тугой пружинкой. Второй конец, как обычно, стягивается винтом МЗ с гайкой.
Для выводов лампы со стороны цоколя хорошо подходит панелька от старых радиоламп 2Ж27Л, 12Ж1Л, 4П1Л, которая устанавливается непосредственно на шасси, и вокруг нее в шасси сверлятся отверстия 8-10 мм. Между ними сверлятся другие отверстия меньшего диаметра — для получения максимальной суммарной площади отверстий с целью лучшего обдува лампы. Вентилятор устанавливается под шасси, на расстоянии 25 мм. Его производительность должна быть не менее 45 м3/час, так как потери давления при прохождении воздушного потока через отверстия в шасси, и особенно в аноде лампы, составят не менее 50%. Он устанавливается на мягкой подвеске (в поролоне) и закрепляется в отрезке цилиндра (трубы). Весь воздушный поток проходит через отверстия в шасси и охлаждает лампу. Чтобы не ставить еще один дополнительный вентилятор, работающий на вытяжку, если хватает давления и производительности основного вентилятора, можно применить так называемую "самоварную" систему — на цилиндр панельки сверху надевают еще один цилиндр, точно входящий в отверстие в верхней крышке усилителя над лампой. Это отверстие закрывают сверху сеткой с проводящим покрытием и прижимают к крышке корпуса РА большой хромированной шайбой. Окончательно токи покоя устанавливаются по минимальным нелинейным искажениям. Но если нет выбора, и в наличии всего две лампы с разной крутизной, то надо уравнять их по отдаче, а следовательно, по степени их нагрева, для чего, при максимальной раскачке, потенциометрами смещения R4 и R7 выставляют одинаковые анодные токи. При этом следят, чтобы суммарная величина значений токов покоя была равна удвоенному рекомендованному значению (600 мА). Начальные токи у каждой из ламп будут при этом разные. В заключение можно порекомендовать эксплуатировать РА совместно с лабораторным автотрансформатором на 9 А. С его помощью, при изменении величины напряжения в сети переменного тока ,можно поддерживать номинальные величины напряжений. Особенно это касается напряжения накала ламп. Прикрепления ниже:
Выбор на эту лампу пал по соображениям получения выходной мощности до 1 кВт при небольших габаритах. Лампа включена по схеме с заземленными сетками, поэтому не используется ее высокая крутизна. Это связано с тем, что усилитель проектировался под трансивер с транзисторным выходным каскадом мощностью 100...120 Вт. В типовом варианте включения с общим катодом используется режим АВ, выходная мощность составляет 600 Вт. Этот режим можно рекомендовать, если выходная мощность трансивера составляет 25...30 Вт. КПД такого усилителя невысок (ток покоя - до 300 мА), что связано с обеспечением линейного режима усиления. Недостатки этого варианта, помимо низкого КПД - необходимость жестко стабилизировать напряжения экранной и управляющей сеток. Если используется трансивер с выходной мощностью не менее 70...80 Вт, целесообразно включить лампу по схеме с общими сетками. В такой схеме вносимые каскадом искажения мало зависят от выбора рабочей точки на характеристике лампы. Это позволяет уменьшить ток покоя при том же уровне искажений. Лампа при этом работает почти в режиме В, нагрев анода в паузах значительно уменьшается, и можно получить большие мощности и КПД. Прибавьте сюда отсутствие необходимости стабилизации напряжений управляющей и экранной сеток - преимущества налицо. Единственный недостаток такого усилителя небольшой коэффициент усиления (10...15 дБ) и соответственно большая, нежели в усилителях с общим катодом, мощность возбуждения, но почти вся эта мощность нигде не теряется, а поступает в нагрузку. Принципиальная схема усилителя показана на рис.1.
Основные технические характеристики усилителя:
*
входное сопротивление в зависимости от рабочей частоты - 47... 140 Ом; *
эквивалентное сопротивление анодного П-контура - 2000 Ом; *
напряжение анода - 2100...2400 В; *
КПД на различных диапазонах - 62%...70%; *
мощность, отдаваемая в нагрузку - до 1000 Вт; *
мощность возбуждения - не более 100 Вт (при правильном согласовании трансивер-усилитель - обычно 60...80 Вт).
Ток покоя лампы очень мал, он слабо изменяется в зависимости от анодного напряжения и экземпляра лампы, обычно не превышает 30...50 мА. В экспериментальных целях была получена выходная мощность 1400 Вт (Uа=2200 В, Iа=1,0 А). Конечно, это кратковременный пиковый режим. После 5 лет эксплуатации практически при ежедневной работе в эфире по 1...2 часа заметной потери эмиссии лампы не наблюдалось. Главное преимущество такого усилителя, на мой взгляд, заключает-ся в его простоте. Источник питания (рис.2) упрощен до минимума. Требуется лишь анодное напряжение и напряжение накала. Для питания автоматики используется выпрямленное накальное напряжение.
Усилитель выполнен в металлическом ящике размером 450х380х230 мм, разделенном поперечной перегородкой на два отсека. В одном отсеке располагается силовой трансформатор с высоковольтным выпрямителем. В этом же отсеке на передней панели расположены измерительные приборы и переключатели сети, вентилятора и приборов. Во втором отсеке, разделенном диэлектрической перегородкой, расположены лампа, анодный дроссель и детали П-контура. Переменные конденсаторы и галетный переключатель крепятся к передней панели. Бескаркасные катушки П-контура удерживаются шинами на галетном переключателе, конденсаторах и анодном дросселе. Отсек с лампой сверху закрывается диэлектрической крышкой. Вентилятор расположен на задней стенке в отсеке лампы, откуда он выкачивает воздух. Воздух поступает через отверстия в нижней крышке напротив лампы, проходит через панельку и ребра анода лампы. Лампа установлена вертикально в трубе, выклеенной из стеклоткани на эпоксидной смоле, направляющей воздух через ребра радиатора. Так как все сетки лампы непосредственно соединяются с корпусом усилителя, появляется возможность применения самодельной панельки, которая может служить, помимо анода, дополнительным теплоотводом. Лампа обжимается вокруг вывода экранной сетки мощным хомутом из бронзы, или меди, и хомут плотно прикручивается к шасси. Через этот хомут дополнительно на шасси отводится тепло. На выводы лампы надевается керамическая панелька от старых ламп, например 12Ж1Л или 2Ж27Л. Лампу можно располагать как вертикально, так и горизонтально. Конечно, не исключается применение и "фирменной" панели для ГУ74Б. Очень важно обеспечить эффективный отвод тепла от лампы. Ребра в аноде расположены довольно плотно, поэтому требуется обеспечить достаточное давление воздуха, для того чтобы "протянуть" через анод не менее 30 м\ч. Наиболее эффективны для этих целей вентиляторы типа "турбинка". Но они довольно редко встречаются, и сложно подобрать подходящий вариант по мощности и размерам. С успехом можно применять плоские вентиляторы от старых ЭВМ. Ориентироваться следует на варианты с напряжением питания 220 В и, желательно, металлическими лопастями. В описываемом усилителе применен плоский вентилятор французского производства с пластмассовыми лопастями производительностью 60 м3/ч. В номинальном режиме он используется при пониженном напряжении питания — 160...170 В. В режимах, когда усилитель очень долго используется на передачу, на вентилятор подаётся полное напряжение — 220 В. Плоские вентиляторы плохо работают на подачу воздуха, рациональнее их использовать на "выкачку". Конечно, это не лучший вариант, т.к. горячий воздух проходит через лопасти и нагревает сам вентилятор. Поэтому лучше использовать полностью металлический вентилятор, который проектируют именно для таких тяжелых условий работы. Хотя можно использовать любой с некоторым запасом по производительности, в описываемом усилителе уже пять лет работает вентилятор, бывший до этого в эксплуатации, да еще и с пластмассовыми лопастями. Детали
*
Др1 — накальный дроссель на ферритовом стержне (кольце) проницаемостью 1000...2000, стержень - диаметром 8...12 мм. Намотан одновременно двумя проводами ПЭЛ диаметром 1,5...1,8 мм. Количество витков - 10...15. *
Др2 — катодный дроссель. Каркас - диаметром 20...25 мм, диэлектрическая трубка. Намотка - виток к витку, провод - ПЭЛ диаметром 0,52...0,62 мм, 100 витков. *
Др3 — анодный дроссель. Керамическая трубка диаметром 35 мм. Ближние к аноду витки намотаны с шагом 1 мм — 20 витков, затем 170 витков — виток к витку. Провод - ПЭЛ диаметром 0,52...0,62 мм. *
Др4 — высокочастотный дроссель любого типа, выдерживающий напряжение 300 В. Индуктивность -2,5...3 мГн. *
L1 —бескаркасная катушка П-контура. Медная трубка диаметром 6 мм, 9 витков, диаметр оправки - 47 мм. Отводы от 4, 5, 6, 8 витков. *
L2 — бескаркасная катушка, провод - ПЭЛ диаметром 2,4 мм, диаметр, оправки - 47 мм, 14 витков, отвод от 6 витка. *
L3 — катушка-диапазона 1,8 МГц. Керамический ребристый каркас диаметром 60 мм. Провод - ПЭЛ диаметром 1,5 мм, 17 витков. *
Катушки L1 и L2 намотаны с шагом, равным половине диаметра применяемого провода. *
VD1 — стабилитрон Д817А...Г. *
VD2 — высокочастотный кремниевый диод. *
VD3, VD4 — любые кремниевые диоды. *
VТ1, VТ2 — КТ815 или любые кремниевые транзисторы, выдерживающие рабочий ток К1 и К2. *
С7 — добавочный конденсатор, подключается контактами, расположенными на С8 для 3,5 и 1,8 МГц. Высококачественный керамический, Uраб > 5 кВ, на реактивную мощность >10 кВар. *
С8 — 10/260 пФ. Зазор между пластинами >2,5 мм. *
С9 — зазор между пластинами > 0,3 мм. *
С10 — керамический или слюдяной. Uраб > 1000 В, на реактивную мощность > 10 кВар. *
С11 — керамический, Uраб > 500 В. *
РА1 — измерительная головка на 1мА. *
К1 — реле РЭН-33 или любое высокочастотное реле, способное пропускать мощность до 100 Вт и ток контактов > 1,5 А. *
К2 — реле РЭВ15, высокочастотное реле. Напряжение на контактах - до 300 В, ток - до 5 А. *
Напряжение срабатывания всех реле - 12...14 В. *
S1 — высокочастотный переключатель, выдерживающий напряжение до 3 кВ и ток до 7А.
В качестве С8 подойдет любой переменный конденсатор с зазором между пластинами не менее 2 мм и мощными пружинящими токосъемами корпуса роторных пластин. Следует обратить внимание на начальную емкость, она не должна быть больше 10 пФ. Для того чтобы перекрыть диапазон 1,8 МГц, максимальная емкость должна быть не менее 500 пф. Для диапазона 3,5 МГц достаточно 300 пФ. Применен конденсатор от радиостанции РСБ5. Для уменьшения начальной емкости выфрезерованы боковые металлические стенки. Подвижный контакт, который есть на этом конденсаторе, использован для подключения дополнительного конденсатора С7 для диапазонов 1,8...3,5 МГц. Если предполагается работать только на низкоомную нагрузку, в качестве С9 можно применить переменный конденсатор от старых ламповых приемников с зазором не менее 0,3 мм. Для диапазона 1,8 МГц суммарная емкость С10 и С9 — не менее 3000 пФ. При выборе S1 следует обращать внимание на мощность и надежность контактов. Контакты должны быть удалены от заземленных элементов конструкции для минимизации вносимой емкости. Если не удается обеспечить общую начальную емкость П-контура менее 35 пФ, С8 можно включить не в начало L1, а отступив 0,5...1 виток от анода. Анодный дроссель Др3 следует наматывать на каркасе с хорошей диэлектрической прочностью (керамика, фторопласт). Его можно выполнить секционированным, т.е. через некоторое количество витков делать зазоры 2...3 мм, что также уменьшает общую емкость и вероятность паразитных резонансов. Автоматика и индикация.
Контакты К1.2 при переходе на передачу закорачивают стабилитрон VD1, снимая запирающее напряжение. Для управления реле использованы транзисторные ключи на VТ1 и VТ2. Это сделано для того чтобы можно было использовать напряжение +12 В ТХ от трансивера для коммутации усилителя. При включении реле К1 применена временная задержка (R4, С12). Для чего это сделано? В качестве К2 применено мощное реле с большим зазором между контактами, время срабатывания такого реле намного больше, нежели время срабатывания небольшого реле К1. Поэтому в момент перехода с приема на передачу может возникать неустойчивое состояние усилителя, когда К1 уже подключило трансивер к усилителю, а антенна за счет инерционности К2 еще не подключена. Теперь нетрудно догадаться, что же будет происходить в усилителе, если в трансивере нет такой задержки, т.е. в момент перехода на передачу сразу на выходе ТRCVR есть ВЧ сигнал. В лучшем случае, постоянно будут подгорать контакты К2. Худших вариантов намного больше - вплоть до "простреливания" лампы. Если же вы уверены в своем трансивере и точно знаете, что ВЧ сигнал на АNТ разъеме появляется с задержкой (достаточной для срабатывания К2 в усилителе), можете упростить автоматику усилителя, например включить параллельно оба реле и использовать один ключ.
В усилителе применен один трансформатор Т1 габаритной мощностью 1600 Вт. Накальное напряжение дополнительно используется для питания реле автоматики. Об этой обмотке хотелось бы сказать особо. Не нужно закладывать ее с запасом, т.е. использовать с заведомо большим диаметром провода, нежели это требуется для лампы (3,6 А). В момент включения, когда нить накала лампы еще холодная и имеет минимальное сопротивление, в цепи протекает очень большой ток, который может ее разрушить. Чем больший запас имеет обмотка, тем большее разрушение получает нить накала при каждом включении усилителя. Поэтому при расчете диаметра провода накальной обмотки не следует ее рассчитывать на ток более 4 А.
Анодный выпрямитель особенностей не имеет. Он собран по схеме удвоения напряжения. Вторичная обмотка должна обеспечивать 800...900 В при токе до 2 А. Максимальное обратное напряжение цепочки диодов должно быть не ниже 3000 В, максимальный ток - не менее 3 А. Каждый диод зашунтирован резистором для равномерного распределения обратного напряжения. Шунтирующие конденсаторы применены для устранения так называемого "белого шума", который иногда возникает, и для "поглощения" и равномерного распределения мгновенных пиков перенапряжения сети. Эти пики могут возникать вследствие переходных процессов, которые длятся сотые доли секунды, но этого достаточно для пробоя диодов. При использовании трансформатора на П-образном железе следует соблюдать некоторые правила намотки: сетевую и вторичную обмотки делят поровну и располагают на обоих стержнях. Сетевой S1 должен быть рассчитан на ток>12 А, переключатель оборотов вентилятора S2 - на ток>0,5 А. В выпрямителе автоматики VD1...VD4 можно использовать любые кремниевые диоды 25 В/1 А.
Прибор РА1 в источнике питания (рис.2) измеряет Uа и Iа - в зависимости от положения переключателя S3. Для градуировки служат соответственно R3 и R4.
РА1 в усилителе (рис.1) служит для измерения высокочастотного напряжения на выходе усилителя. Конденсатор С11 служит для выравнивания АЧХ измерителя. При помощи КЗ выставляют показания РА1, нагрузив усилитель на эквивалент нагрузки. Настройка
Режим лампы при подаче требуемых напряжений устанавливается автоматически. Настройка минимальна и сводится к подбору отводов от катушек L1 и L2 (рис.1), что лучше всего сделать при помощи измерителя частотных характеристик. При отсутствии приборов П-контур настраивают добиваясь максимальной выходной мощности, нагрузив усилитель на эквивалентное сопротивление 50...75 Ом. При правильной настройке провал анодного тока в резонансе не превышает 15... 20% от значения при расстроенном П-контуре. Стыковка с трансивером
Во многих публикациях об усилителях с подачей возбуждения в катод говорится о входном сопротивлении такого устройства около 50 Ом. К сожалению, это не совсем так. Входное сопротивление колеблется в зависимости от рабочей частоты. Это нужно учитывать при выборе схемы согласования выходного каскада трансивера со входом усилителя. Иначе, как это часто бывает, на некоторых диапазонах усилитель не будет отдавать той мощности, которую он обеспечивает на других.
Входное сопротивление усилителя составляет: на 1,9 МГц — 98 Ом; на 3,5МГц — 77 Ом; на 7 МГц —128 Ом; на 14 МГц — 102 Ом; на 21 МГц — 54 Ом; на 28 МГц — 88 Ом. Эта проблема не возникает, если в трансивере есть антенный тюнер, или выходной каскад имеет ручную настройку П-контура на каждый диапазон. Тогда можно оптимально согласовать вход усилителя с выходом трансивера. В случае, когда в трансивере нет никаких подстроек выходного каскада на сопротивление нагрузки, отличное от 50...75 Ом, эту процедуру следует осуществить в обратном порядке, т.е. входное сопротивление усилителя привести к 50...75 Ом с помощью простейшего согласующего устройства. Это устройство можно установить в самом усилителе или выполнить его в отдельном корпусе и использовать как с другими усилителями, так и с антеннами, сопротивление которых отлично от 50...75 Ом. В нашем варианте требования к такому устройству минимальные - оно должно пропускать мощность до 100 Вт и приводить входное сопротивление усилителя (47...140 Ом) к стандартному - 50...75 Ом.
приведен один из вариантов такого устройства. Это обычный П-контур. В качестве индуктивности можно использовать вариометр или катушку с отводами, конденсаторы переменной емкости можно заменить на постоянные, предварительно подобрав их на каждый диапазон. Катушка имеет 17 витков, провод - диаметром 1,0...1,2 мм, бескаркасная, намотана на оправке диаметром 15...17 мм. Она свернута кольцом по диаметру галетного переключателя, для того чтобы отводы имели минимальную длину. С одного конца катушки отводы сделаны от каждого витка, последние - произвольно через 2...3 витка. Галетный переключатель - на 11 положений. Этого шага настройки достаточно для оптимального согласования.
Для долголетней и безотказной работы новую лампу необходимо подвергнуть тренировке. Особенно это касается ламп, которые нигде не работали, но пролежали несколько лет. Чем старше лампа - тем дольше ее нужно тренировать. В домашних условиях лампу выдерживают под напряжением накала 10...20 часов. Если лампе больше 10 лет - несколько суток. Затем следует подать анодное напряжение и снова выдержать хотя бы 6...10 часов. Если есть возможность, вначале лучше подать пониженное напряжение. Обдув при этом требуется небольшой, пусть лампа прогреется. После этого лучше работать в эфире несколько дней при пониженной мощности. И только после этого можно выводить усилитель на полный режим. Не нужно забывать перед отключением усилителя давать немного поработать вентилятору, чтобы понизилась температура оболочки лампы. В прикреплениях схема УМ и Б/П
УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ НА ГУ-74Б В последние годы радиолюбительские трансиверы, как правило, делают маломощными - от 3 да 5 Вт. В связи с этим при проектировании усилителя мощности возникает вопрос, какую из известных схем применить, чтобы при вышеуказанных параметрах получить на выходе усилителя однополосный и телеграфный сигналы, отвечающие всем техническим требованиям, предъявляемым в настоящее время к радиолюбительским станциям 1 категории. Классические схемы усилителей с "заземленной сеткой" и "заземленным катодом" не подходят, так как напряжение возбуждения трансивера с выходной мощностью 3-5 Вт явно недостаточно (например, при мощности 3,5 Вт на сопротивлении 50 Ом имеется 15 Вольт).
Существует так называемая гибридная схема усилителя мощности, которая в последнее время часто применяется радиолюбителями. Но эта схема является ухудшенным вариантом усилителя с "заземленной сеткой". Мощность, получаемая в этой схеме от радиолампы, в лучшем случае может достичь 70% от гарантированной на данную радиолампу, так как транзистор, стоящий в катоде лампы, является ограничителем тока.
За счет плохого согласования между радиолампой и транзистором возникают отраженные волны, что угрожает пробоем транзистора и ухудшает формы сигнала на выходе усилителя. Не полностью используется крутизна характеристики радиолампы.
Автор попытался создать усилитель, лишенный недостатков вышеизложенных схем. В какой мере это ему удалось - судить радиолюбителям.
Основные параметры усилителя на лампе ГУ-74Б:
диапазон усиливаемых частот -3.5...30МГц. мощность, подаваемая на усилитель, - 3 Вт (12,5В эффективного напряжения на сопротивление 50 Ом), анодное напряжение-1200В, ток покоя - 70 мА, максимальный ток - 600 мА, КПД радиолампы - 60 %, коэффициент усиления гибридного каскада - 130 раз, подавление интермодуляционных составляющих - 40 дБ.
Схема усилителя приведена на рисунке. В усилителе использованы транзистор КП904Б и радиолампа ГУ-74Б (возможно использование и других современных металлокерамических и металло-стеклянных радиоламп).
um-gu741.gif
Схема работает следующим образом. Напряжение возбуждения через согласующий трансформатор с соотношением сопротивлений 4:1 (50 -12,5) подается на затвор транзистора Т1. Выделяясь в строковой нагрузке на трансформаторе Тр2 (1:4 - 40 -160), напряжение возбуждения подводится к управляющей сетке лампы. В аноде лампы включена колебательная система. Питание каскада осуществляется через дроссель ДР.
Как видно из рисунка, для питания транзистора по постоянному току используется его включение в катая радиолампы. В то же время катод ради-олампы заземлен по высокой частоте через емкости С1-С4 (4 шт. по 10Н).
Для создания тока через каскад лампа - транзистор на транзистор подается положительное смещение с делителя R3 - R2. Ток покоя лампы определяется соотношением этих резисторов. Его изменяют величиной резистора R3. Отладка схемы сводится к подбору тока покоя в пределах 70.. .80 мА. Небольшая, величина начального тока, на первый взгляд, недопустима для усиления однополосного сигнала, но так как схема имеет двойную ООС как по катоду, так и по сетке уровень всех побочных и нелинейных искажений при данном токе незначителен. Необходимо обратить внимание на правильность включения обмоток трансформаторов ТР1 и ТР2. ТР1 изготовлен на основе медной трубки с внешним диаметром 3 мм, изогнутой в виде буквы U. На каждую половинку надето по 4 ферритовых кольца с внутренним диаметром Змм, внешним - 9 мм, и толщиной 10 мм. ТР2 изготовлен на основе медной трубки с внешним диаметром 5 мм. На каждую половинку надето по б ферритовых колец М2000 с внутренним диаметром 5 мм, внешним - 12 мм, и толщиной 10 мм. Внутрь трубок продето по 2 витка провода из параллельно соединенных проводов типа МГТФ-0,15. Необходимо учитывать, что чем плотнее внутри медной трубки расположена обмотка, тем широкополосное трансформатор. Для защиты транзистора от случайно возникающих перенапряжений на стоке включена цепочка Д1. Д2. ДЗ. Конструкция усилителя обычная, анодные цепи экранированы от сеточных, сеточные - от входных. По всем вопросам, связанным с постройкой и наладкой усилителя, прошу обращаться в эфире.
