УМ на двух ГУ29

В.Мильченко RZ3ZA

Усилитель собран на двух, паралельно включеных, лампах ГУ-29. Aмплитуда входного сигнала-1...1,5 вольта. Ток анода-400...450 ма. Выходная мощность на нагрузке 75 ом-150 вт.

В режиме передачи на транзистор КТ920Б подается напряжение -15 вольт, ток покоя, ток покоя транзистора (без сигнала)-120 ма. В небольших пределах его можно регулировать, подбирая резистор R3. Трасформатор Т1 зашунтирован резистором 2к. Ток покоя ламп устанавливается автоматически двумя последовательно включенными стабилитронами Д815Д и для двух ламп составляет 70-80 ма. Лампы располагаются в корпусе 300х300х80 мм горизонтально.Трансформатор Т1 намотан на цилиндрическом каркасе с феритовым сердечником 600НН.

Литаратура: журнал "Радиолюбитель" №8 1997г

УМ на двух лампах 6П45С

Гибридный УМ с бестрасформаторным питанием

Е.Голубев, RV3UB

УМ с бестрансформаторным БП и защитой

Для примера приведена схема УМ с блоком питания, защищенным от переполюсовки фазы с нулем. Всю статью можно прочитать: журнал "Радио" 1969г №3 стр 19

УС МОЩНОСТИ РАДИОСТАНЦИИ 1 КАТЕГОРИИ

Литература:"Радио" 1979 №11 Г.Иванов (U0AFX)

Бестрансформаторное питание в УМ

УМ для СВ-радиостанции

Данный усилитель мощности предназначен для эксплуатации носимой радиостанции в стационарном режиме. При этом сигнал с ее выхода поступает на вход усилителя через коаксиальный кабель. Мощность носимой радиостанции при входном сопротивлении 50 Ом усилителя мощности составляет 1-2Вт. Данный усилитель мощности развивает мощность до 30-40Вт. выход рассчитан на 75-омную антенну.

Схема усилителя показана на рисунке

Сигнал с выхода передатчика поступает на вход Х2 на вход двойной лампы VL1 ГУ-29, сигнал поступает на управляющие сетки этой лампы. R7 приводит входное сопротивление усилителя к уровню 50 Ом. Анодная нагрузка лампы дроссель L2, с которого сигнал поступает на П-образный фильтр L1 C3 C4 и далее поступает на антенну. Выходной каскад передатчика снабжен КСВ-метром который позволяет измерять КСВ как прямой, так и отраженный. Это дает возможность настраивать выходной контур при помощи конденсаторов С3 С4.

Источник питания - трансформаторный, он содержит 2-а выпрямителя и три параметрических стабилизатора.

L1 наматывают медным проводом (оголенным) диаметром 2 мм, без каркаса, диаметр намотки 25 мм, длина намотки 22 мм, число витков 8. L2 намотана на каркасе диаметром 20мм и содержит 150 витков ПЭЛШО 0,25, длина намотки 80 мм. L3 L4 намотаны на резисторах R2 R4, они содержат по 5 витков ПЭВ 1,0. L5 L6 - дроссели ДМ-0,5. Т1 - 6 витков ПЭВ 0,31 с отводом от середины намотанных на внутренней жиле коаксиального кабеля, который идет от L1 к выходному разъему(в месте намотки экранирующая оплетка снята).

Т2 намотан на магнитопроводе Ш25*32, обмотка 1 -1030 витков ПЭВ 0,25, 2-1300 ПЭВ 0,25, 3-60 витков ПЭВ 1,0 с отводом от середины, обмотка 4 содержит 175 витков ПЭВ 0,2.

Усилитель монтирован в металлическом корпусе объемным монтажом. При необходимости необходимо осуществить отвод тепла при помощи вентилятора для обдувки лампы.

R8 устанавливает ток покоя лампы в пределах 15-17мА. переменное управляющее напряжение поступающее на сетки лампы (U на R7) должно быть около 10В и не превышать 15В.

Усилитель на лампах 6П42С

Сложность получения средних уровней мощности (около 100 Вт) в транзисторных ШПУ заставляет искать другие решения. Оно может быть и таким, как предложил москвич В. Крылов (RV3AW) . Он создал двухтактный усилитель на двух лампах 6П42С, работающих при напряжении питания всего 300 В. Выходная мощность усилителя - 130 Вт при входной мощности около 5 Вт.

Двухтактное включение ламп позволяет значительно (до 20 дБ) уменьшить излучение на второй гармонике по сравнению с обычным усилителем. В анодной цепи ламп установлен широкополосный трансформатор Т1 с коэффициентом трансформации 4. В результате в два раза уменьшается амплитуда ВЧ напряжения на выходном П-контуре и становится возможным использование стандартного КПЕ от радиовещательного приемника. Простота устройства и доступность элементной базы позволяют рекомендовать этот усилитель мощности для повторения. Схема приведена на рис.

Катушка L2 выполнена на пластмассовом кольце (типоразмер К64х60х30) проводом МГТФ с сечением жилы 0,5 мм. Отводы сделаны от 2, 4, 8, 12 и 20 витков. Трансформатор Т1 изготовлен на магнитопроводе из двух колец типоразмером К40х25х25 из феррита 2000НН. Обмотки содержат по 12 витков провода МГТФ с сечением жилы 0,5 мм. Трансформатор Т2 выполнен на двух сложенных вместе ферритовых (2000НН) кольцах типоразмером К16х8х6. Каждая обмотка состоит из 8 витков провода МГТФ с сечением жилы 0,15 мм2. Намотка Т1 и Т2 велась одновременно тремя проводами.

Бестрасформаторный РА на ГУ-29

И.Августовский (RV3LE)

 Идея построения двухтактного усилителя на электронных лампах не нова, и схемотехника данного усилителя, в принципе, ничем не отличается от схемотехники построения двухтактных усилителей на транзисторах. Следует заметить, что в данной схеме лучше всего работают токовые лампы, т.е. лампы с малым внутренним сопротивлением, которые способны при низком напряжении питания обеспечить значительный импульс анодного тока. Это лампы типа 6П42С, 6П44С и 6П45С. Однако и на лампе типа ГУ-29 мне удалось построить усилитель с неплохими характеристиками.

Диапазон усиливаемых частот - 3,5...29,7 МГц.

Подводимая к анодной цепи мощность - 150 Вт.

КПД - 65%.

Выходная мощность на эквиваленте антенны 75 Ом в диапазонах:

o 3,5...21 МГц-- 100 Вт;

o 24 МГц - 90 Вт;

o 28 МГц - 75 Вт.

Мощность, потребляемая от сети при номинальном напряжении в сети и максимальной выходной мощности - 200 Вт.

Габаритные размеры:

o ширина - 160 мм;

o высота - 150 мм;

o глубина - 215 мм.

Масса - не более 2 кг.

Отличительной особенностью данного усилителя является его бестрансформаторная схема питания. Преимущества такой схемы питания очевидны - при подводимой мощности 150 Вт с учетом КПД источника питания требуется силовой трансформатор с габаритной мощностью не менее 200 Вт. В этом случае габариты и вес самого источника питания сопоставимы с параметрами самого усилителя мощности и намного превышают габариты и вес усилителя с подводимой мощностью 500 Вт на лампах 6П45С.

Данный усилитель я изготовил как эспериментальный еще в 1994 году, но с первого же дня эксплуатации он показал себя настолько хорошо, что безо всяких переделок работает и по сей день. За это время на нем проведено более 10000 QSO. Все корреспонденты неизменно отмечают отличное качество сигнала. Несмотря на то, что мои антенны находятся на расстоянии всего 2...3 метра от коллективных телевизионных антенн, TVI отсутствуют полностью.

Еще хочу заметить, что лампа ГУ-29 в данной конструкции эксплуатируется в весьма жестком режиме (подводимая мощность - 150 Вт), но несмотря на это, за два с половиной года эксплуатации никакого ухудшения мощностных характеристик я не обнаружил. Рассмотрим принципиальную схему (рис. 1).

 Входной сигнал подается на первичную обмотку широкополосного трансформатора на основе линии Т1. Безиндуктивный резистор R1 является активной нагрузкой усилителя мощности самого трансивера и позволяет получить линейную АЧХ последнего.

Усиленный противофазный сигнал с анодов лампы поступает на трансформатор Т2, в среднюю точку первичной обмотки которого подается анодное напряжение. Нагрузка усилителя включается через обычный П-контур, сигнал на который снимается со вторичной обмотки трансформатора Т2.

Питание усилителя осуществляется через выпрямитель, собранный по схеме удвоения напряжения на диодах VD1, VD2 и конденсаторах С10, С11 (рис.2).

 Напряжение экранной сетки (+225 В) стабилизировано. Напряжение смещения получено от отдельного выпрямителя VD5, С9 со вторичной обмотки накального трансформатора Т3.

Следует обратить особое внимание на то, что ни один из источников, питающих усилитель (~6.3В, 0, -Uсм, +225 В,+600 В), не соединен с шасси! Шасси усилителя используется как общий провод только по высокой частоте.

Детали и конструкции усилителя

Поскольку гальваническая развязка цепей питания от шасси осуществляется через трансформаторы Т1 и Т2, на тщательность их изготовления следует обратить особое внимание. Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце марки М30ВЧ с наружным диаметром 16 мм (можно 20 мм). Предварительно с кольца удаляют острые кромки мелкой наждачной бумагой. Затем обматывают кольцо не менее чем тремя слоями фторопластовой ленты. Намотку трансформатора ведут одновременно тремя проводами во фторопластовой изоляции МГТФ-0,12 без скрутки. Число витков - 12.

Трансформатор Т2 по конструкции аналогичен Т1, но выполнен на двух сложенных вместе кольцах М30ВЧ с наружным диаметром 32 мм (можно 36 мм). Обмотки трансформатора Т2 также содержат 3х12 витков провода МГТФ-0,14 без скрутки. Концы обмоток фиксируются нитками. Не следует в качестве изоляции использовать полиэтиленовую пленку ввиду ее нетермостойкости.

Параметры П-контура я не привожу, их легко рассчитать по имеющимся методикам. В авторском варианте катушка L3 намотана на фторопластовом кольце с наружным диаметром 70 мм и сечением 15х15 мм2 посеребренным проводом диаметром 1,5 мм и своими отводами держится на керамической галете переключателя диапазонов SA1.2. Конденсатор С5 - подстроечный с воздушным диэлектриком типа КПВ-150. С8 - стандартный двухсекционный КПБ 2х12...495 пФ от вещательных приемников.

Все блокировочные конденсаторы С1...С4, С12...С14 - типа КСО на напряжение не ниже 500 В или аналогичные номиналом 0,01...0,1 мкФ.

В блоке питания (рис.2) диоды VD1 и VD2 - КД226Г или КД203А, допускающие большой импульс тока, неизбежный в момент включения питания, поскольку в данной конструкции отсутствует большая индуктивность в виде силового трансформатора. Ток заряда конденсаторов С10 и С11 достигает десятков ампер в течение нескольких миллисекунд, поэтому для предохранения диодов VD1 и VD2 от пробоя установлен резистор R6. Его номинал не критичен и может составлять от 330 Ом до 1 кОм. Через несколько секунд после включения усилителя он закорачивается тумблером SA3 "Анод". Резисторы R7 и R8 служат для выравнивания напряжения на конденсаторах С10 и С11.

Транзистор VT1 и стабилитроны VD3 и VD4 установлены на небольшие радиаторы, изолированные от шасси. Подстроечный резистор R9 - любого типа, но с хорошей изоляцией. Накальный трансформатор - с габаритной мощностью не менее 20 Вт и с хорошо изолированными обмотками.

Предвидя вопрос читателей о возможных заменах ферритовых колец для трансформаторов Т1 и Т2, хочу сказать следующее: кольца проницаемостью 30 ВЧ без ущерба можно заменить на любые, указанных типоразмеров с проницаемостью 20 ВЧ...50 ВЧ. С кольцами проницаемостью 100 НН...600 НН я не экспериментировал, а кольца с проницаемостью 1000 НМ...3000 НМ здесь явно работать не будут.

Блок питания и лампа усилителя имеют гальванический контакт с сетью, поэтому в процессе наладки следует соблюдать осторожность. Еще раз обращаю внимание: цепь "0В" не должна иметь контакт с шасси! Входные (до Т1) и выходные (после Т2) цепи усилителя абсолютно безопасны и должны быть соединены с шасси согласно схеме.

Линейный усилитель мощности для SSB/CW/AM

При подводимой мощности 200 Вт отдаваемая мощность составляет 120...130 Вт. Усилитель работает на двух пентодах ГУ-50 по схеме с тремя заземленными сетками Входное сопротивление усилителя составляет 50...70 Ом, что позволяет соединить его с возбудителем отрезком коаксиального кабеля с таким же волновым сопротивлением.

Для достижения тока 200 мА при напряжении анода 1200 В требуется мощность возбуждения 7...10 Вт. Ток покоя составляет несколько миллиампер. Пиковая мощность (подводимая) может быть доведена при усилении однополосных сигналов до 400 Вт без опасности для ламп, поскольку средняя подводимая мощность будет около 200 Вт. Дроссель Др1 индуктивностью около 300...500 мкГн должен быть рассчитан на ток 200...250 мА

Данный усилитель является развитием идеи предложенной Игорем Гончаренко (DL2KQ) в статье «Легкий и мощный PA», которую можно прочитать в интернете по ссылке http://dl2kq.de/pa/1-1.htm . Поэтому я никого не агитирую, а просто хочу сказать, что анодный трансформатор - деталь тяжелая и необязательная в усилителе.

Написанная статья является описанием изготовленного усилителя, а не научным трудом, претендующим на открытие. Каждый выбирает то , что ему по душе.

Не забывайте, в усилителе присутствует высокое (1200 В) напряжение, опасное для жизни, правила электробезопастности никто не отменял! Не включайте усилитель в сеть со снятой крышкой!

Решение застабилизировать накал лампы принято только из-за особенностей местной электросети, напряжение которой гуляет от 180 до 240 В, а значит напряжение накала будет гулять от 10 до 13 В, мне просто хотелось забыть про эту проблему. Хотя если у радиолюбителя таких проблем нет, то стабилизатор накала можно не делать, а 12 В с обмотки накального трансформатора подать на С13 Рис.1.

Вход УМ - широкополосный, но для улучшения работы усилителя резистор Rк лучше заменить на переключаемые диапазонные фильтры. Резистор R1 - безындукционный, например ТВО.

Входной трансформатор Твх - типа «бинокль» собран из шести ферритовых колец М2000НМ-1 К20х12х6, намотан одновременно тремя проводами (один из них в фторопластовой изоляции - входная обмотка) и каждая обмотка содержит по 2 витка.

Антенное реле ТКЕ-54, три группы контактов К1.1 - К1.3 включены параллельно и используются для коммутации антенной цепи, а контакт К1.4 для включения входного реле Р2 - РЭН-34, контакты К2.1 - К2.2 включены так же параллельно.

Анодный L2 и защитный Др защ дроссели намотаны на ферритовых стержнях марки М400НН диаметром 10 и длиной 100 мм каждый, проводом ПЭВ-2 диаметром 0,27 мм, длина намотки - 70 мм.

Разделительные конденсаторы С7 и С10 - емкостью 1000 - 2000 пФ типа К15-У, с трехкратным запасом по напряжению и способные выдержать соответствующую реактивную мощность, тут экономить не следует. Попытка применить в ВЧ цепи «что попало под руку» ничем хорошим не заканчивается. С5 и С6 типа К15-У, КВИ-3.

В П-контуре использован вариометр, (обмотки включены параллельно) что позволило согласовать УМ с антенной Inv-V, питаемой длинной линией во всем диапазоне частот от 3 до 14 МГц. А конденсатор С8 (зазор между пластинами для Uа=1200 В около 0,5 - 0,8 мм) был заменен на галетный переключатель и четыре конденсатора типа К15-У на 33, 68, 150 и 220 пФ. Но детали П-контура могут быть и иными, в зависимости от возможностей радиолюбителя.

Конденсаторы С12 и С14 - типа КСО на 250 В.

Рис. 2.

Узел Auto TX на транзисторе VT1 Рис. 1 переводит УМ в режим передачи при появлении ВЧ сигнала на входе, это удобно для цифровых видов связи. Переключатель Auto TX выведен на переднюю панель.

На зло классической традиции я не стал запирать лампу на прием. Во первых нужно было бы применить реле с хорошей изоляцией между контактами и обмоткой (не менее 2 кВ), во вторых при отсутствии анодного тока немножко перегревается катод. Был изготовлен стабилизатор смещения (Рис.3) - транзисторный аналог стабилитрона с регулировкой напряжения стабилизации от 9 до 18 В, что позволило корректировать ток покоя (который составляет 40 - 50 мА) в процессе эксплуатации.

Рис. 3.

При изменении тока через стабилизатор от 40 до 300 мА напряжение стабилизации изменяется на 0,2 В. Транзистор VT1ст Рис. 3 установлен на радиатор.

Узел питания показан на Рис. 4.

Накальный трансформатор Т1 с хорошей изоляцией между обмотками (ТПП, ТН). Стабилизатор питания накала собран на транзисторах VT1, VT2 и интегральном стабилизаторе V1. Стабилизатор имеет ограничение по току нагрузки на уровне 2,3 А (определяется сопротивлением резистора R7 Рис.4), что уменьшает токовые перегрузки подогревателя при включении.

На транзисторе VT3 собран таймер, который примерно через 15 сек после включения УМ замыкает резистор R2, ограничивающий ток заряда электролитических конденсаторов анодного выпрямителя. Напряжение +27 В используется для питания реле и иллюминации. Транзисторы VT2, VT3 и диодная сборка VD5 Рис. 4 установлены на радиаторах.

Анодный выпрямитель на диодах D1 - D4 собран по схеме учетверения сетевого напряжения, хотя напряжение анода 1200 В (да еще -100 В просадка при нагрузке) для ГИ-7Б несколько маловато. Поэтому целесообразнее собрать выпрямитель по схеме Рис. 5 для получения 1800 В (схема использована из статьи Игоря Гончаренко, DL2KQ). Каждый из диодов D1 - D4 зашунтирован конденсатором 1000 пФ 1000 В. Дроссель ДР от сетевого фильтра импульсного блока питания видеомонитора.

Рис. 5

В результате на эквиваленте нагрузки 50 Ом 200 Вт при входной мощности 15 Вт получено на частоте 3,600 МГц - 180 Вт (ток анода 250 мА), а на частоте 14,200 МГц - 190 Вт (Iа 260 мА).

Внешний вид учетверителя:

Анодный блок:

Ламповый блок:

Монтаж общий:

Внешний вид:

Изготовленный усилитель (размеры корпуса 350х310х160 мм) получился безопаснее любого импульсного компьютерного блока питания, ток утечки на землю составляет 0,05 мА. С момента ввода в эксплуатацию УМ, он пережил несколько SSB, RTTY и PSK тестов, а также при повседневной работе, показал себя надежным изделием.

UR5YW, Мельничук Василий, г. Черновцы, Украина.

E-mail: [email protected]

Из практики конструирования ламповых КВ усилителей

Наверное каждый радиолюбитель, особенно работающий на НЧ диапазонах, хотел бы иметь компактный усилитель мощности, с хорошим КПД, совместимый с современными КВ трансиверами, теперь, как правило, импортного производства, имеющий приличный внешний вид, который бы украшал и придавал солидность нашим радиошекам, а, самое главное, обладал высокой надёжностью и радовал своей работой.

Уж где - где, а слава Богу у нас в России есть такие прекрасные и вполне доступные радиолампы, как ГУ 50, ГИ 7 Б, ГМИ 11, ГУ 46, ГУ 43 Б, ГУ 91 Б, ГУ 78 Б и т. п., которые ценятся во всём мире. Ведь если грамотно подготовить радиолампу к эксплуатации, пускай она пролежала без дела не один десяток лет, и соблюдать необходимые требования и режимы работы, то одной такой лампы хватит на долгие годы. Выход из строя радиолампы по статике или броскам в питающей сети маловероятен при разумном построении схемы, радиолампа не боится рассогласования и продолжительных перегревов и перегрузок.

При разработке выходного каскада не надо перестраховываться и использовать трансформаторы в источниках питания, конденсаторы фильтров и другие радиоэлементы, превышающие по мощности, ёмкости и размерам необходимые величины, иначе это будет похоже на велосипед с колесами от грузовика. Вместо ожидаемых высоких параметров снизится надёжность, особенно в моменты включения высоковольтных источников и в первые секунды прогрева накала радиоламп. Конструкция должна строиться на основе разумного компромисса, учитывающего все стороны, только тогда возможно достичь высокой надежности, требуемых параметров, габаритов и веса.

Если все-таки по каким-то причинам используются такие радиоэлементы, то придётся усложнять схему и применять устройства сглаживающие экстратоки, использовать реле задержки времени, защищать компьютер от бросков в сети, если он используется. Но всегда надо помнить, что каждый лишний контакт, каждый лишний полупроводник – это элемент ненадёжности, особенно в выходном каскаде.

Хочется остановиться на цепях питания накала радиоламп. Надо правильно выбрать напряжение из большого допуска, указанного в паспорте, обеспечивающее долгосрочную работу радиолампы, не всякий из унифицированных трансформаторов подходит для этого.

Теперь существует множество диодов с прекрасными параметрами, а ВЧ элементы выходных каскадов военных радиостанций: катушки; панели для ламп; КПЕ, в том числе и вакуумные, с прекрасным перекрытием; переключатели; реле В2В, П1Д и т. п. Это конечно предел мечтаний. Если подойти к этому разумно и не ставить в каскад на ГУ 82Б катушку из шины 20 х 3, то можно получить вполне приемлемые размеры. Удобно использовать двухблочные конструкции, когда источник питания находится под столом, тогда сам выходной каскад получится компактнее.

Слаботочные реле, в том числе и герконовые, легко обеспечивают управление основными контакторами усилителя и сопряжение с трансивером, как по переключению диапазонов, так и по управлению приёмом/ передачей.

При проектировании каскада важно знать, будет ли он использоваться в контестах, эксплуатироваться в режимах FM, CW и т. п., или каскад предназначен чисто для повседневного радиолюбительского общения. Всё это влияет на вес, габариты, режимы обдува. Может выручить правильный выбор схемы включения радиолампы с общим катодом или общей сеткой, это имеет очень важное значение!!!

Нежелательны такие режимы, когда с трёх ГУ 50 получают 500 W в антенне, в этом случае придётся иметь запас ламп. Смысла в этом нет, потому что существуют более мощные лампы, и тем более, к примеру, если у вас была мощность в 300 W, а вы её увеличили до 500, то почти никто этой прибавки в 2 db (0,3 балла) не заметит.

Не лишним бывает установка на передней панели хотя бы светодиодов, контролирующих токи сеток, и свидетельствующих о работе каскада в соответствующих режимах.

Полюбившаяся многим конструкторам схема с параллельным питанием анодной цепи оправдывает себя при использовании ламп с небольшой выходной ёмкостью и начальной ёмкостью анодного КПЕ, но и она имеет свои сложности – надо правильно выполнить анодный дроссель, важно знать его резонансную частоту, которую можно определить с помощью ВЧ вольтметра. Резонансная частота дросселя не должна быть вблизи радиолюбительских диапазонов. Желательно где-то оговорить запрет на передачу на этой частоте, иначе при современных трансиверах со сплошным перекрытием до 30 МГЦ, повернув ручки валкодера на резонансную частоту дросселя можно вывести из строя усилитель мощности.

Если в УМ используется лампа с большой выходной ёмкостью в десятки пФ типа ГУ 81 и при высоком анодном напряжении, увеличивающем Rэ или с использованием КПЕ с большой начальной ёмкостью, желательно применять схему с последовательным питанием анодной цепи, использовать не полное включение элементов колебательной системы. Перед органами настройки выходного каскада надо ставить качественные ВЧ конденсаторы большой ёмкости на напряжение не менее удвоенного анодного, для того, чтобы убрать постоянную составляющую, и, в то же время, не снизить ёмкости КПЕ. К переключателю диапазонов в такой схеме предъявляются повышенные требования, т. к. он находится под высоким напряжением и должен быть надёжно изолирован от корпуса, а ось ручки управления разделена диэлектрической ВЧ вставкой.

Исходя из многолетних наблюдений, ничего отрицательного об использовании в УМ небольшой мощности – до 1 KW электролитических конденсаторов в источниках анодного напряжения – сказать не могу. Необходимо только следить за тем, чтобы напряжение на каждом конденсаторе было не более чем 85%, от напряжения указанного на корпусе конденсатора, и стараться не размещать электролитические конденсаторы вблизи греющихся элементов каскада. Были случаи выхода из строя конденсаторов типа К 50-17 1000мкф/400в и т.п., где выходные медные клеммы имеют алюминиевые заклёпки - со временем, естественно, контакт нарушается. Понятно, что в более мощных выходных каскадах, использование металлобумажных и конденсаторов комбинированного типа (К 75) предпочтительнее.

Понятно, что все тонкости оговорить сложно, но если учитывать хотя бы эти моменты, то каскад будет работать надёжно, линейно, не расширяя полосы, и не создавая внеполосных излучений. Наверняка у многих радиолюбителей всё это так и сделано. Но нормальную работу даже такого каскада можно легко испортить, увеличив сверх нормы уровень сигнала с трансивера или исказив входной сигнал чрезмерной компрессией и перегрузкой по микрофонному входу.

Как и в любом деле, не надо ожидать быстрых результатов и первые десятки конструкций будут не совсем удачны, как-то: не оптимальное соотношение габаритов, веса, выходной мощности, дизайна в целом, работ систем охлаждения, расположения органов управления и контроля, удобства пользования, надежности каскада при колебаниях питающей сети, повышенных температур, работе на нестандартные нагрузки и т.п. Но с годами наблюдений, анализа, работ над ошибками и конечно ежедневного труда, наверняка что-то начнёт получаться.

Теперь немного о психологических моментах. Можно услышать такие рассуждения: «Вот раньше у меня был УМ на ГК 71, вот это вещь, а теперь на ГУ 13 меня никто не слышит». Это конечно смешно, но у человека укоренилось такое заблуждение, ему трудно доказать, что это одно и тоже, и что это из области «когда деревья были большими». Не верьте этим иногда приятным воспоминаниям и впечатлениям, а верьте только стрелке измерителя мощности на выходе вашего каскада. Я естественно опускаю все разговоры об антеннах и о прохождении, как о само собой разумеющемся и играющем свою важную роль.

Хочу привести такие наблюдения:

• если вы увеличили мощность в два раза, например, со 100 до 200 W, то практически никто этого не заметит, а скажут: «Наверное QSB»;
• если увеличили мощность в 4 раза – получили прибавку в 1 балл (6 db), но даже на это обратит внимание не каждый, а только опытный корреспондент;
• увеличение мощности в 10 раз более 1,5 балла (10 db) замечают практически все, правда оценки могут быть от 3 до 20 db;
• в 16 раз – 2 балла (12 db), отдают должное работе выходного каскада;
• увеличение мощности в 64 раза это 3 балла (18db), комментарии излишни, а оценки могут быть от 10 до 40 db.

Подобные эксперименты нужно проводить очень оперативно, для минимизации влияния QSB, четко обозначать положения и обязательно следить за согласованием и реальной отдачей в антенну, при каждом включении.

Учитывать это надо для того, чтобы не возлагать необоснованных надежд на тот или иной выходной каскад, а реально оценивать его возможности и представлять, какой эффект это будет иметь.

Более подробно можно ознакомиться: www.afaru.ru/rz3ah

А. РОГОВ ( RZ3AH)
г. Москва тел. 909–50–13

Транзисторные усилители мощности КВ диапазона (низкие частоты от 3 до 30 МГц) для трансивера и радиостанции пользуются большим спросом у радиолюбителей. Прежде чем найти обоснование подобному факту, следует отметить, что законодательством страны допускается использование радиоточек до 10 Вт, но люди нередко стремятся купить транзисторные усилители мощности КВ диапазона для трансивера и рации в 50, 100 и даже 200 Вт. Чем это обусловлено? Всё просто.

Для чего нужны мощные усилители?

КВ транзисторные усилители мощности стремятся купить в следующих ситуациях:

• при эксплуатации раций в условиях большого, густонаселённого города. Стандартные рации мощностью 4 и 10 Вт не способны справиться с помехами, возникающими из-за работы различных предприятий и других причин. Решить проблему способны КВ усилители мощности на транзисторах;
• при использовании радиоточки в автомобиле. Низкорасположенная антенна не способна обеспечить устойчивую качественную связь. Именно поэтому автомобилисты стремятся купить использовать усиливающие устройства на транзисторах, отличающиеся от ламповых компактностью;
• при совершении турпоходов. Рации низкой частоты нередко используются туристами. С ними часто случаются различные ЧП. Подавать сигнал об их возникновении можно любым доступным способом, даже используя радиостанцию мощностью 200 Вт.

Как правило, цена на подобное усиливающее устройство довольно высока. Тем не менее, можно найти места, где стоимость усилителей находится на приемлемом уровне. Например, продажа радиотоваров, цена которых довольно низка, ведется магазином «РадиоЭксперт».

Преимущества заказа в «РадиоЭксперт»

Интернет-магазин предлагает недорого заказать различные радиотовары, в том числе и усилители. Ознакомиться с реализуемой продукцией поможет прайс-лист. Стоит отметить, что компания оказывает полную информационную поддержку клиентов.
Онлайн-магазином «РадиоЭксперт» осуществляется доставка всей купленной продукции. Россия и другие страны СНГ – основной рынок сбыта.

КВ усилитель, о котором пойдет речь в данной статье, предназначен для эксплуатации на любительских радиостанциях первой категории во время проведения соревнований на коротких волнах. В связи с высокой выходной мощностью кв усилителя для законной его эксплуатации необходимо специальное разрешение соответствующих органов связи.

Усилитель имеет существенные отличия от ранее опубликованных мною и другими авторами схем аналогичных конструкций:

1. 1. Высокая выходная мощность кв усилителя влечет за собой большое потребление энергии по сети ~220V. В связи с этим просадка напряжения сети увеличивается до недопустимых величин, что существенно влияет на качество излучаемого радиостанцией сигнала. Имеется ввиду нестабильность напряжений смещения лампы и напряжения экранной сетки.Примененная в данной конструкции лампа ГУ-84Б обеспечивает высокую линейность усиленного сигнала только в случае высокой стабильности двух указанных напряжений. Просадка напряжения сети влечет за собой достаточно большие изменения этих напряжений даже в случае применения высококачественных стабилизаторов.Решением данной проблемы явилось применение двухступенчатых стабилизаторов питания управляющей и экранной сеток, что дало возможность удерживать значения напряжений в соответствии с требованиями паспортных данных лампы.
   2. Данный кв усилитель снабжен высокоэффективной защитой от перегрузок, которая срабатывает в случае перегрузки усилителя входным сигналом, увеличения КСВ в антенно-фидерной системе, неправильной настройки выходного П-контура и т.д.
   3. Применение автоматической регулировки тока покоя лампы по огибающей позволило уменьшить обдув лампы, т.к. в паузах между посылками телеграфных и телефонных сигналов лампа находится в закрытом состоянии. Таким образом удалось уменьшить шум вентиляторов до минимума.
   4. Кроме того, применение термостатированного управления потоком охлаждающего лампу воздуха позволило достичь небольшого комфорта при работе с усилителем.

Технические характеристики:

• Частотный диапазон: 1.8 — 28 мГц включая WARC диапазоны.
• Выходная мощность: 1500 Вт для CW и SSB, 700 Вт для RTTY и FM, кратковременно — до 1000 Вт.
• Входная мощность — до 35Вт.
• Входной и выходной импеданс -50 Ом.
• Интермодуляционные искажения -36Дб при номинальной выходной мощности.

Принципиальная схема

КВ усилитель построен по классической схеме с общим катодом и последовательным питанием выходного П-контура.

Входной сигнал от трансивера подается на разъем «INPUT», встроенный в кв усилитель (см. Рис 1). Далее, через реле обхода и фильтр низких частот — на управляющую сетку лампы. Фильтр нижних частот настроен на частоты 1.7-32 мГц. Кроме того, на управляющую сетку лампы через трансформатор TR1 и измерительный прибор РА1 подается напряжение смещения «BIAS». Трансформатор TR1 выполняет двоякую роль: через него еще подается напряжение ALC на трансивер.

Величина тока анода лампы измеряется прибором РА2, который измеряет величину напряжения на конструктивных (встроенных в панель лампы) резисторах R5-R12. Величина этого напряжения пропорциональна величине анодного тока лампы.

На экранную сетку лампы подается стабилизированное напряжение +340В через контакты реле К3, токоограничивающий резистор R18 и измерительный прибор РА3 с нулем посередине.

Кроме того, в цепи экранной сетки установлены варисторы СН2-2, которые замыкают цепь сетки на корпус в случае превышения напряжения сетки больше +420В. В этом случае перегорает предохранитель FU2. Это одна из многих цепей защиты лампы. С помощью реле К3 напряжение +340В подается на лампу только в режиме передачи.

Напряжение анода +3200В подается на анод лампы через предохранитель FU3, контакты реле К5 «Анод», безиндукционный резистор R22, анодный дроссель L5 и катушки П-контура L2 и L1.

С помощью измерительного прибора PV1 осуществляется измерение выходной мощности, которую выдает кв усилитель. Фактически указанный прибор измеряет выходное напряжение усилителя, которое пропорционально выходной мощности. Данное напряжение снимается с антенной цепи с помощью трансформатора ТА1. В антенной цепи присутствует реле К4, которое призвано коммутировать две антенны.

Переключение диапазонов осуществляется замыкателями RL1-RL7. Диоды VD7-VD12 обеспечивают замыкание неработающих витков катушки П-контура при работе усилителя на высокочастотных диапазонах. Охлаждение лампы осуществляется с помощью вентилятора М1, который установлен в подвале лампы и охлаждает лампу в направлении катод-сетки-анод. Вентилятор питается от отдельного выпрямителя на трансформаторе TV3 через фильтр TV1C24C25TV2C26C27.

Фильтр предназначен для ограничения проникновения в цепи питания вентилятора высокочастотных наводок с П-контура. С помощью резистора R29 осуществляется регулировка количества оборотов вентилятора. Система охлаждения оснащена термостатом для автоматического регулирования мощности воздушного потока в зависимости от температуры лампы.

Датчик температуры размещен в воздушном потоке со стороны анода лампы. Второй вентилятор вытягивает горячий воздух из лампового отсека (на схеме не показан), третий — охлаждает высоковольтный выпрямитель. Все напряжения, необходимые для питания лампы, кроме анодного, заведены в подвал лампы через проходные конденсаторы С13-С23 для ослабления связи сетка-анод.

Детали, размещенные в подвале лампы, очерчены пунктирной линией на схеме.

Лампочки EL1-EL4 осуществляют подсветку приборов.

Схема низковольтного блока питания приведена на Рис.2 и выполнена на двух стандартных (стандарт СССР) трансформаторах TR1-ТСТ-125 и TR2-ТПП-322. Трансформатор ТR2 осуществляет питание накала лампы при надлежащем соединении обмоток(указано на схеме). Трансформатор TR1 обеспечивает питание экранной и управляющей сеток, микросхем стабилизатора управляющей сетки и реле, которые осуществляют переключение режима «прием-передача».

Выпрямители этих напряжений установлены на плате 1. Кроме того, на этой плате установлены стабилизаторы напряжений управляющей и экранной сеток, которые осуществляют первую ступень стабилизации. Узел, размещенный на плате 2, осуществляет динамическую стабилизацию напряжения управляющей сетки, которое изменяется от -95В при отсутствии входного высокочастотного сигнала от трансивера, до -45В при наличии входного сигнала от трансивера.

Другим словами, в паузе между посылками телеграфного сигнала, или между словами в однополосном сигнале, на управляющей сетке напряжение -95В и лампа заперта этим напряжением, при наличии посылки телеграфного сигнала, или звука при работе в однополосном режиме, на управляющей сетке напряжение -55В и лампа в этот момент открыта. Стабилизатор выполнен на микросхемах UA741 и транзисторах IRF9640 и КТ829А.

На плате 3 размещена вторая ступень стабилизатора напряжения экранной сетки, которая выполнена на операционном усилителе UA741 и мощном полевом транзисторе IRF840. В нижней части платы на транзисторах VT4-KT203, VT5-KT3102 и VT6-KT815 размещена система, защищающая кв усилитель от перегрузок. Принцип работы данной системы состоит в измерении тока экранной сетки лампы и отключения высокого напряжения и напряжения коммутации «прием-передача» при превышении установленного с помощью резистора R32 порога срабатывания защиты.

В данном случае порогом срабатывания защиты является ток экранной сетки лампы величиной в 50 мА. Эта величина является паспортным значением тока при котором лампа ГУ-84Б отдает максимальную мощность. Для возврата системы защиты в первоначальное состояние, после устранения неисправностей, которые вызвали превышение установленного тока сетки, служит кнопка «RESET».

На плате 4 размещен формирователь напряжения «прием-передача». Он представляет собой ключ, который выполнен на транзисторе VT7-KT209 и срабатывает при замыкании на «землю» контакта RX/TX.

Высоковольтный блок питания изображен на Рис.3 и особенностей не имеет. Напряжение сети ~220В подается через фильтр TV1C1C2C3C4 и контакты пускового реле К1 на первичную обмотку трансформатора TV2. Реле К2 совместно с мощным резистором R4 осуществляет мягкий пуск выпрямителя. Необходимость этого вызвана применением в фильтре выпрямителя конденсатора большой емкости С6, для первоначальной зарядки которого требуется мощный импульс тока.

С помощью токового трансформатора TV4 и амперметра РА1 измеряется ток, потребляемый от сети ~220В. Вольтметр PV1 измеряет величину анодного напряжения. Поскольку величина анодного тока лампы достигает 2А была применена система охлаждения блока на вентиляторе М1, питание которого осуществляется от отдельного выпрямителя.

Конструкция и детали

Конструктивно кв усилитель располагается в двух блоках (фото1) — блок высоковольтного выпрямителя и сам усилитель с низковольтными источниками питания. На передней панели высоковольтного выпрямителя установлены два прибора, которые измеряют ток, потребляемый от сети, и величину анодного напряжения, а также кнопка включения блока.
Внутренний монтаж блока приведен на фото 2 и фото 3.

На передней панели кв усилителя установлены приборы для измерения тока управляющей сетки, тока экранной сетки, тока анода и выходной мощности кв усилителя, ручки настройки конденсаторов С1 и С2 П-контура, переключатель диапазонов и кнопки управления. На задней панели размещены разъемы для присоединения двух антенн, подачи входного сигнала, подачи высокого напряжения, коммутации усилителя с помощью трансивера, или отдельной педали, подачи ALC и предохранители FU1, FU2 и FU4. Внутренний монтаж усилителя приведен на фото 4.

Низковольтные выпрямители выполнены в виде съемного блока, который показан на фото 5. Транзисторы VT1, VT2 и VT3 размещены на радиаторах площадью 25 кв.см., стабилитроны VD4-VD7 — на радиаторах площадью 30 кв.см.

Конденсаторы С38 и С39 обязательно типа К15У на напряжение 10-12 кВ, С1 — вакуумный на напряжение 4 кВ, С2 — с воздушным зазором не менее 1 мм. С40 и С41 типа КВИ на напряжение 10-12 кВ. С55, С56 и С57 типа КВИ на напряжение 1-2 кВ.

Резисторы R3 и R22 обязательно безиндукционные типа МОУ.

Типы реле указаны на схемах.

Обмоточные данные трансформаторов не приводятся, так как все примененные трансформаторы стандартные за исключением высоковольтного, который был изготовлен на заказ по технологии «TORNADO» исходными данными для которого были:

1. Напряжение питания ~220В, что является напряжением первичной обмотки.
2. Напряжение вторичной обмотки ~2600В при токе до 2А.

Настройка усилителя

Данный кв усилитель является достаточно сложным устройством, поэтому настройка должна проводиться очень тщательно и аккуратно. Лампа накаливания в качестве эквивалента нагрузки категорически не подходит поскольку ее сопротивление резко меняется в зависимости от степени накаливания и такая нагрузка является скорее реактивной, нежели активной.

Этап 1. Регулировка и настройка всех источников питания.

Все выпрямители должны выдавать напряжения указанные на схеме. Невысокие требования предъявляются к выпрямителям, которые питают вентиляторы и обмотки реле. Здесь разброс напряжений может изменяться в пределах +-10% от номинального.

Напряжения, питающие вентиляторы, выбираются в зависимости от имеющихся в наличии вентиляторов. Главный вентилятор М1 на Рис.1 типа «улитка» должен обеспечивать подачу в ножку лампы не менее 200 куб.м воздуха в час.

От его правильной работы зависит состояние «не очень дешевой» лампы. Если при отказе двух остальных вентиляторов усилитель будет долго сохранять работоспособность, то при отказе М1 усилитель замолчит надолго. В данной конструкции применен вентилятор, который потребляет ток 3А при напряжении 27В. Такие величины тока и напряжения должен обеспечивать трансформатор TV3 и диоды VD.

Стандартный термостат Т419-М1 позволяет устанавливать температуру срабатывания до 200 градусов. При первой регулировке устанавливаем температуру срабатывания 40 градусов. Подогревая паяльником датчик температуры, убеждаемся в том, что реле срабатывает. Следующая проверка состоит в нагревании датчика температуры лампой при включенном одном только накале. Убедившись в том, что реле четко срабатывает, переходим к следующему выпрямителю.

Второй вентилятор плоский, компъютерный диаметром 120-150мм. Он установлен в усилителе над лампой. В усилителе установлен такой вентилятор на напряжение +24В и потребляемый ток до 0.5А. Третий вентилятор установлен в высоковольтном блоке питания, также компъютерный, но на напряжение +12В и ток до 0.3А. Сответствующее напряжение и ток должен обеспечивать выпрямитель трансформаторе TV3 на Рис.3. Кроме того, на этот выпрямитель нагружено реле задержки К2 и индикаторная лампа, что необходимо учесть при выборе TV3.

Напряжение коммутации «прием-передача» +24VTX формируется с напряжения +24V, которое обеспечивает трансформатор TR1. Ток, потребляемый по этой цепи до 1А. Для питания обмоток замыкателей переключения диапазонов используется второй выпрямитель на +24V с током до 5А. Напряжение питания экранной сетки лампы обеспечивается выпрямителем на диодной матрице VD1. На вход матрицы подается переменное напряжение 350В с одной из вторичных обмоток трансформатора TR1.

После выпрямления и фильтрации напряжение величиной +490В подается на первую ступень стабилизации — резистор R1 и стабилитроны VD4-VD6. Стабилизированное напряжение +430В подается на вход второй ступени стабилизации выполненной на микросхеме DA5 и мощном полевом транзисторе VT3. Уровень стабилизированного напряжения устанавливается с помощью переменного резистора R20. Окончательно установленная величина должна равняться +340В.

Правильно отрегулированный стабилизатор должен обеспечивать такое напряжение при нагрузке до 60 мА. В противном случае необходим подбор величин резисторов R26 и R27. Напряжение питания управляющей сетки обеспечивается выпрямителем на диодной матрице VD2 и после стабилизации первой ступенью оно равняется -100В. Ток потребления по этой цепи составляет не более 10 мА.

Далее, это напряжение стабилизируется с помощью динамического стабилизатора на двух операционных усилителях DA2 и DA3 и двух транзисторах VT1 и VT2. Начальный ток лампы устанавливается резистором R13 и он должен равняться 50 мА. В этот момент напряжение смещения на управляющей сетке лампы должно быть равно -90-95В.

Величина этого напряжения зависит от экземпляра лампы, где, вследствие разброса параметров лампы эта величина может меняться на 10-15%. При появлении высокочастотного сигнала напряжение смещения уменьшается до 45-55В, что соответствует току покоя лампы в 400-500 мА. При соответствии всех узлов питания указанным выше требованиям переходим к следующему этапу.

Этап 2. Настройка входной части. Она заключается в подборе величин индуктивностей L3 и L4, а также величин емкостей С3 и С4 до получения КСВ на входе не превышающего 1.2 на всех диапазонах. Этот этап настройки проводится при вставленной в панельку лампе. Входной сигнал поступает от трансивера при малой мощности 5-10 Вт. Напряжения на лампу не подаются.

Внимание! Перед первой подачей на лампу анодного напряжения необходимо провести тренировку лампы! В противном случае лампа выйдет со строя! Процесс тренировки лампы описан в заводской этикетке на лампу.

Этап 3. Настройка П-контура. Для успешного проведения этого этапа необходим безиндукционный эквивалент нагрузки величиной 50 Ом и мощностью 1.5-2 кВт. Для этого хорошо подходит эквивалент нагрузки от радиостанции Р-140. Кроме этого необходим высокочастотный вольтметр для измерения напряжений до 300В. И, конечно, трансивер с которым в дальнейшем будет работать усилитель. UW3DI для этой цели почти не подходит, хотя при определенной настойчивости и целеустремленности можно обойтись и этим.

Включаем усилитель, 3-4 мин. прогреваем лампу, переводим усилитель в режим «передача» и подаем от трансивера несущий сигнал величиной 5-10 Вт. Проводим эту процедуру на диапазоне 14 мГц при подключенном в антенный разъем усилителя эквиваленте нагрузки с высокочастотным вольтметром и подачей всех напряжений на лампу. Вращением ручек конденсаторов С1 и С2 добиваемся максимума показаний вольтметра. В случае если максимум показаний вольтметра отсутствует необходимо изменить количество витков катушки П-контура.

При правильной настройке П-контура провал анодного тока составляет 10-15% от максимального и он совпадает с максимумом показаний измерителя выходной мощности, а также высокочастотного вольтметра. При увеличении емкости С2 величина провала анодного тока увеличивается, при уменьшении — уменьшается. При подаче на вход усилителя номинальной входной мощности, которая составляет 30-35 Вт, появится ток экранной сетки.

Его величина зависит от величины емкости конденсатора С2: при увеличении С2 увеличивается ток экранной сетки, при уменьшении С2 — ток уменьшается. Таким образом возможно установить ток экранной сетки равным 50 мА. В этом случае выходная мощность усилителя будет максимальной. Дальнейшее увеличение мощности возбуждения влечет за собой появление тока управляющей сетки.

Согласно документации на лампу ГУ-84Б допускается увеличение этого тока до 5 мА. В этом случае лампа отдаст максимальную неискаженную мощность. Как показывает практика, лучше в этот режим не заходить потому, что отмечается появление повышенного уровня интермодуляционных искажений и некоторое расширение полосы излучаемого сигнала.

При подаче номинального уровня раскачки 30-35 Вт мы должны получить напряжение на эквиваленте нагрузки 270-280 В, что соответствует мощности в 1500 Вт. Аналогичные процедуры необходимо провести на всех остальных диапазонах. На диапазонах 21, 24 и 28 мГц допустимо снижение выходной мощности до 1100-1200 Вт.