Владимир Дроган UY0UY
Героев Днепра 38Е, кв.63
Киев, Украина, 04214
E-mail: uy0uy@mil.gov.ua

КВ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ

Выходным называется усилитель, нагруженный на антенну. Выходной усилитель потребляет большую часть энергии. Его работа в основном определяет энергетические показатели всей радиостанции, поэтому главным требованием для выходного каскада усилителя является получение высоких энергитических показателей. Кроме того, для выходного усилителя весьма важна хорошая фильтрация высших гармоник. Согласно принятым нормам, мощность излучения любой высшей гармоники в стационарных передатчиках на частотах выше 30 мГц не должна превышать 25мВт. На частотах ниже 30 мГц (для передатчиков мощнос-

тью до 500 Вт) для любого из побочных излучений установлен уровень – 40 dB, но не более 50 мВт. Этим же нормам должны соответствовать и выходные каскады передвижных передатчиков.

Хороший современный КВ усилитель мощности для работы в радиолюбительском эфире довольно сложное и трудоемкое устройство, о чем свидетельствуют мировые цены "на западе" на фирменные усилители, хотя бы по отношению к стоимости трансиверов среднего класса, выпускаемых теми же фирмами. Это объясняется, во-первых, высокой стоимостью самих ламп, применяемых в усилителях, а вовторых, также высоким процентом ручного труда при изготовлении усилителей.

В распоряжении многих радиолюбителей стран СНГ, а именно на них рассчитана данная публикация, находится большое количество трансиверов с выходной мощностью порядка 10 - 15 Вт, как «home made» производства, так и привезенных, как правило с различных распродаж (по известным причинам), которые с успехом используются ими при проведении как повседневных QSO, так и при работе в различных "test’ax". Однако, не всегда работа на QRP доставляет огромное удовольствие, особенно при работе с редким DX да еще в бешеном «pule’up». Поэтому большая часть радиолюбителей со временем рано или поздно, начинает думать об увеличении мощности своего аппарата..

Однако постройка хорошего «Power’а», имеющего сравнительно малые размеры, приличный внешний вид и удовлетворительные технические характеристики, несмотря на кажущуюся схемную простоту, только на первый взгляд простое дело.

Вопервых, сразу же встает вопрос, чему отдать предпочтение, лампе или транзистору? Многолетняя практика эксплуатации как первых, так и вторых показала, что ламповые усилители гораздо проще в изготовлении и менее критичны к условиям эксплуатации (имеются в виду усилители с Р вых .³ 150 Вт), а вес анодных трансформаторов практически компенсируется весом радиаторов, необходимых для охлаждения мощных транзисторов. При этом же транзисторы более капризны в эксплуатации, особенно к перегрузкам, поэтому эксперименты с ними, учитывая стоимость мощных транзисторов, иногда обходятся очень дорого. Кроме того, на мой взгляд, гораздо проще выполнить источник питания мощностью 2кВт, имеющий напряжение 2000В при токе 1А, чем 20В при токе 100А. А наличие малогабаритных электролитических конденсаторов, рассчитаных на большое напряжение и имеющих большую емкость, позволяет создавать малогабаритные источники высокого напряжения для питания ламповых усилителей непосредственно от промышленной сети без использования силовых трансформаторов.

Но и при постройке лампового усилителя, несмотря на кажущуюся его схемную простоту, приходится извести кучу металла, а он теперь не валяется во дворах заводов, затратить массу времени на компоновку, по много раз вязать и перевязывать провода жгутов (если таковые вообще в наличии) прежде, чем выйдет что-то путное. То не там просверлил, то одна деталь налезает на другую и т.д. Этот сложный тернистый путь пройден и автором, пока не была отработана универсальная конструкция усилителя на двух лампах ГИ-7Б, а потом просто появился спортивный интерес - делать усилители на тех лампах, которые попадаются в руки. В процессе работы был накоплен некоторый материал, к которому добавлен многолетний опыт журналов "Радио" и «Радиолюбитель», все это и легло в основу материала, выставленного на суд читателей и, кото-рым хотелось бы поделиться с теми, кто держит в руках эту брошюру.

Вниманию коротковолновиков предлагается полное схемное и конструктивное описание нескольких вариантов конструкций простых, но весьма надежных и экономичных, усилителей мощности, на хорошо зарекомендовавших себя и доступных (правда, к сожалению, в настоящее время несколько дороговатых) отечественных лампах. Все описанные ниже усилители были реально изготовлены и прошли в течение двух, трех лет испытание, как в повседневной работе, так и в условиях «test’ов» и многочисленных вылазок за романтикой на «природу», и использовались при круглосуточной работе преимущественно на передачу. Усилители предназначены для совместной работы с трансиверами (передатчиками), имеющими выходную мощность от 150-200 мВт до 30-40 Вт.

Публикуемый материал рассчитан на широкий круг радиолюбителей, не имеющих специального технического образования, сложного слесарного инструмента и опыта постройки подобных конструкций, поэтому, некоторые вопросы возможно на чей-то взгляд освещены слишком подробно.

Следует сразу заметить для критики, что в данной статье автором выражено только свое видение решения этого вопроса и, поэтому изложенный материал не претендует на оригинальность и бесспорность как в суждениях и схемных решениях, так и в практической реализации конструкций собственно усилителей, так и их отдельных узлов.

Основные задачи, которые мы попытались решить в данной публикации- это :

Усилители эксплуатировались с различными типами трансиверов: UW3DI-2; RA3AO; Эфир- М; Волна, UA1FA (передающая приставка), на CB и 10-ти метровом диапазоне для раскачки использовались ONWA и LINCOLN. Во всех случаях качество выходного сигнала однозначно определялось качеством сигнала используемого трансивера.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЕЙ

В схемах усилителей использованы лампы ГИ-7Б, ГИ-7БТ, ГИ-6Б (2шт.), ГУ-72 (2шт.), ГМИ-11, ГУ-74Б, 6П45С, 6П42С, 6П36С (4шт.), ГУ-50 ( 3 и 4шт.) Г-807(4шт.), ГК-71. Усилители работают в классе AB1 (в режиме SSB) и классе C (режим CW).

Диапазон рабочих частот ………………………………………………..1,8 - 28,7 МГц
Вид излучения …………………………………………………………………..SSB, CW, RTTY
Мощность, подводимая к анодной цепи в течение длительного времени в режиме
"нажатия" ……………………………………………...………..…………650 Вт max.
( зависит от мощности возбуждения и ограничивается мощностью источника анодного напряжения);
мощность в нагрузке* в полосе частот 1,8 - 28,7 мГц …………….…….300-350 Вт
(в зависимости от КПД выходного контура на данном диапазоне);
входное (выходное) сопротивление усилителя ……………………...... 75 (50) Ом;
мощность, потребляемая усилителем от сети в режиме "нажатия" ….. 700 Вт max;
в режиме "молчания" ……………………………………………….…….130 Вт;
в режиме приема …………………………………………………………...60 Вт.
габаритные размеры усилителя (без ножек) мм ……………………..352 ´ 153 ´ 350;
масса усилителя …………………………………………………......около 25(13)** .кг .

*- Имеется в виду гарантированная выходная мощность, т.е. мощность, получаемая при номинальных значениях токов и напряжений трансформаторов и 70% робочем цикле, выходная мощность отдельных экземпляров достигает 500 Вт.

**- Для схем с бестрансформаторным питанием.

POWER AMPLIFIER DVA - 300

 Power amplifier uses one GU-74B, GMI-11 tube, two GI-7B (GI-7BT, GI-6B), GU-72 tubes, three or four GU-50, four 6P45S (6P42S, 6P36S), four G-807 tubes, four G-811 tubes, GK-71. The PA covers 160-10 m (also all WARC). It requires 10-40 watts to produce full power. The PA uses AB class (SSB), C class (CW) grounded cathode circuit. The AC power supply is built-in and can be set for 220/230 VAC

 

SPECIFICATIONS

Frequency range …………………………………………..………...…….1.8-28 MHz Modes…………………………………………………………………SSB, CW, RTTY
Input Power……………………………………………..………………650 watts max.

maximum

Power Output…………...…...…………………………..……..……..300-350 watts
DriverPower………………..……………………...………………………5-40 watts
Efficiency………………………………………………………...……..……55-65%
Input/Output impedances……………………………………..……………75(50) Om
Plate Voltage…………………...………………………….……………....1300 volts
Harmonics…………………………………………….…………………35 dB typical
Front panel status indicators……………….……..………standby, operate, transmit
Metering……………………………………………………...………….……..Ig, Iout
Primary Power……………………………………………………..220/230VAC, 3A
Dimensions………………………………………………. …….350 x 150 x 350 mm
Weight ………………………...…………………….…………………… …….25 Kg

ПРИМЕЧАНИЕ: Все ссылки на номера рисунков и чертежей касаются сборочных чертежей, а не описания.

Во всех приведенных ниже схемах и сборочных чертежах нумерация элементов и деталей, выполняющих одно и то же назначение, сохранена от схемы (чертежа) к схеме (чертежу). Если на чертеже нет какогото очередного номера элемента либо размера на чертеже, это значит, что он был на предыдущей схеме (чертеже) и соответственно, вновь появляющиеся элементы имеют номер, не встречающийся ранее.

1 . БЛОК ПИТАНИЯ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ.

 Принципиальная схема блока питания (в дальнейшем БП) изображена на рис.1. БП для всех вариантов усилителей (за исключением бестрансформаторных) собраны по схеме удвоения анодного напряжения, что в основном обусловлено типом применяемых для получения анодного напряжения трансформаторов (так называемая схема Латура), Схема удвоения может работать только на емкостную нагрузку, частота пульсаций выпрямленного напряжения получается вдвое выше частоты сети. По своим энергитическим характеристикам эта схема не уступает мостовой схеме, работающей на емкость.

Выпрямитель анодного напряжения выполнен на четырех диодах КД 210В. В практике принято для каждого плеча схемы удвоения на каждые тысячу вольт выпрямленного напряжения использовать по одному диоду, поэтому они включены последовательно по два в каждом плече. Данный тип диодов позволяет их применение в последовательном включении без шунтирования резисторами. При использовании же диодов старых типов, параллельно им необходимо вкючить резисторы, для равномерного распределения обратного напряжения (из расчета 750-1000 кОм на 1000 В напряжения) и зашунтировать их конденсаторами емкостью 0,01-0,05 мкФ для предохранения от возможности электрического (не теплового!) пробоя кратковременными импульсами, по разным причинам возникающими в цепях.

Как показала трехлетняя практика эксплуатации усилителей (по приведенным схемам было изготовлено несколько вариантов таких усилителей на различных лампах), в усилителях можно абсолютно спокойно применять выпрямитель с удвоением напряжения и электролитическими конденсаторами в качестве емкостной нагрузки, причем качество сигнала практически зависит только от качества сигнала применяемого передатчика. Габаритная мощность трансформатора питания может быть всего на 10--15% больше мощности, подводимой к оконечному каскаду. Кроме того, при этом его вторичная обмотка имеет в два раза меньшее число витков, а сечение провода наоборот увеличивается, что облегчает намотку трансформатора.

Величина анодного напряжения выбрана исходя не только от типа примененных трансформаторов, но также с учетом получения большего значения величины эквивалентного сопротивления анодной нагрузки (Rэ = Uа / 2Iа ), так как при малом Rэ лампы работают с большими анодными токами (мало Uа), вследствие чего из-за увеличения требуемой мощности раскачки уменьшается как КПД каскада, так и срок службы ламп.

Учитывая применение в усилителях включения ламп по схемам с общим катодом, источник обеспечивает также полный набор остальных напряжений: необходимых для работы усилителя: напряжений экранной и управляющей сеток, напряжения накала и служебных напряжений, необходимых для питания цепей автоматики и сигнальных цепей. Несущественные различия имеются только в схеме питании накальных цепей, она выполняется в зависимости от напряжения накала конкретной лампы, при этом используются различные накальные трансформаторы. В БП применены только трансформаторы промышленного изготовления, которые прошли Государственные испытания в предельных режимах эксплуатации и обеспечивают возможность непрерывной круглосуточной работы при номинальных напряжениях и токах в жестких климатических условиях, повышая тем самым надежность при эксплуатации усилителя. А учитывая то, что средняя мощность усилителя при работе в режиме SSB составляет порядка 30% от пиковой мощности, а длительность пиков полной мощности при этом достаточно кратковременна, с усилителя можно получить большую выходную мощность. Следует учесть, что, если Вы собираетесь использовать усилитель для работы цифровыми видами излучения либо FM (т.е. при работе предполагается постоянное излучение несущей) то в этом случае, вопервых, возможны просадки анодного напряжения непосредственно до величины (эффективное значение) напряжения выходной обмотки трансформатора, что приводит к появлению искажений выходного сигнала, а вовторых, к перегреву и соответственно выходу из строя самой лампы выходного каскада. Поэтому в таких случаях выходную мощность необходимо снизить. Кроме того, сетевые обмотки этих трансформаторов содержат отводы, позволяющие использовать трансформаторы при повышенном либо пониженном напряжении питающей сети, что особенно важно для сельской местности. А наличие у них отводов во вторичных обмотках позволяет в широких пределах варьировать величиной анодного напряжения. Варианты замены анодных трансформаторов приведены в Таблице1. Все сказанное, ни в коей мере, не исключает Вашей инициативы по самостоятельному изготовлению трансформаторов при отсутствии возможности приобретения заводских экземпляров. Просто при их изготовлении необходимо учитывать следующее:

Вопервых, высоковольтная обмотка должна быть надежно изолирована от всех остальных обмоток (лучше всего ее намотать последней).

Вовторых, трансформатор должен быть обязательно надежно пропитан лаком. Наши «шэки» зачастую не самое идеальное место в квартире (если в квартире!) и увеличение влажности воздуха зачастую является причиной пробоя обмоток.

Сам порядок рассчета трансформаторов на железе марки ПЛ здесь не приводится, так как он неоднократно описывался в различной литературе, например см. [2] .

 

Блок питания усилителя обеспечивает следующие выходные параметры:

анодное напряжение …………………………………………….1330 (1500) В / 500 mA;
стабилизированное напряжение экранной сетки ………………………300 В / 50 mA;
стабилизированное напряжение управляющей сетки …………………100 В / 50 mA;
напряжение накала (переменное) ………………….....…26 В / 2,1 A (12,6 В / 7,0 A);
напряжение питания реле ……………………………………….………..24 В / 700 mA;
напряжение питания сигнальных ламп (переменное) …………………6,3 В / 700 mA.

 ПРИМЕЧАНИЕ:

1. Применяемые в схеме умножения напряжения конденсаторы должны иметь одинаковое напряжение утечки.

2. Напряжение анодного источника указано для трансформаторов ТА262-127/220-50.

3. Так как при использовании ламп ГИ-7Б в схемах с общей сеткой нет необходимости в отдельном источнике напряжения смещения, величину напряжения анода можно увеличить до 1500 вольт за счет использования для этой цели дополнительно включаемых последовательно обмоток 15-19 и 21 - 22 трансформаторов Тр.1 и Тр.2. Конденсаторы С1- С8 типа К50- 20 при этом необходимо поменять на К50-7 или аналогичные, рассчитанные на рабочее напряжение 450 В. Еще лучше применить импортные конденсаторы, например фирмы “Samsung”, которые не требуют подбора, правда их стоимость раза в три выше.

4. Для симметричного питания нитей накала ламп обмотку трансформатора Тр.3, с которой берется напряжение накала при возможности лучше всего выполнить со средней точкой, которую необходимо посадить на схемную землю, как это показано на рис.1А.2 (это относится ко всем описанным схемам). Если обмотка не имеет средней точки, ее легко получить при помощи диодов, как это показано на рис..1А.3 Применяемые для этой цели диоды должны быть рассчитаны на протекание через них полного тока катода, а их максимально допустимое обратное напряжение должно быть не ненее напряжения накала. Этим требованиям отвечают практически все современные мощные диоды.

Включается БП нажатием кнопки S1 «ВКЛ.». При этом питание подается только на сетевую обмотку накального трансформатора Тр3. С этого же трансформатора получается напряжение для выпрямителей, питающих цепи управляющей сетки, сигнальные лампочки, реле и вентилятор. Использование отдельного трансформатора позволяет, вопервых, включать напряжение питания анода только при наличии напряжения накала и прогрева ламп, вовторых, сразу после включения напряжения накала лампа запирается отрицательным напряжением на управляющей сетке и втретьих, это позволяет использовать усилитель в дежурном режиме с выключением высокого напряжения при длительной работе радиостанции только на прием..

Все усилители снабжены вентиляторами для обдува ламп. Это может пригодиться в жаркое время года, при работе в соревнованиях, а также при работе RTTY, PACKET и т.д. Схема выпрямителя для питания вентилятора собрана на VD15, VD16 и C13, C14. Чтобы напряжение на вентиляторе при нагрузке было равно 12 В, емкость конденсаторов C13, C14 должна быть по 470 мкФ.

Вентилятор охлаждения включается либо одновременно с включением напряжения накала ламп, либо самостоятельно, нажатием кнопки S1 «ВЕНТ». В вариантах схемы усилителя на лампах, работающих только при принудительном охлаждении, используется вентилятор типа ВВФ 71М, имеющий относительно малые габариты и достаточную производительность - 45 куб. метров воздуха в час. В паспорте на металлостекляные и металлокерамические лампы сказано, что охлаждение на лампы должно подаваться до включения напряжения накала и прекращаться не ранее, чем через три минуты после выключения напряжения накала. Поэтому включение вентилятора производится автоматически при включении кнопки S2 «НАК», а при выключении напряжения накала в случае надобности вентилятор можно оставить включенным (для ламп, работающих с принудительным охлаждением), нажав кнопку S1 «ВЕНТ». Для удобства работы желающие могут параллельно кнопке включения вентилятора поставить термореле (например РБ 5-2) и тогда вентилятор будет автоматически включаться при достижении температуры 60 градусов. Для долголетней и бесшумной работы вентилятор необходимо обязательно периодически обслуживать: ежемесячно чистить и раз в полгода смазывать с разборкой (конечно, если смазка предусматривается ТУ на вентилятор).

Для получения анодного, экранного и напряжения смещения применены два трансформатора ТА262-127/220-50 Тр1 и Тр2, вторичные обмотки обоих трансформаторов включены последовательно. При нажатии кнопки S3 «АНОД» срабатывает реле К1, которое своими контактами подключает к сети (через предохранители FU1 и FU2) первичные обмотки трансформаторов.

Резисторы R1 и R2 служат для ограничения скачка тока заряда конденсаторов C1 - C8 при включении питания усилителя, их величина составляет 3 - 10 Ом. В схемах с трансформаторным питанием анода эдс самоиндукции вторичных обмоток анодных трансформаторов препятствует скачку тока при включении питания, поэтому величина R1 и R2 выбирается равной 3 – 4 Ом. В случае выполнения источника питания анодных цепей усилителя по бестрансформаторной схеме, нагрузка выпрямителя становится чисто емкостной. При этом значительно возрастает пусковой ток и при номиналах R1 и R2, равных 3 – 4 Ом, при включении источника их проводящий слой мгновенно испаряется, сами резисторы при этом даже не успевают потемнеть от нагрева. В данном случае номинал резисторов необходимо увеличитьь до 560 – 1200 Ом, а чтобы исключить на них падение напряжения в рабочем режиме, необходимо добавить пусковую схему, собранную на R26, C28, K1A, которая, после окончаниязаряда C1 - C8, закорачивает R1 и R2 (на рис.1 обозначена пунктиром). Величина R26, от которой зависит время включения К1А, подбирается при настройке.

Резисторы R3 - R6 наоборот служат для разряда C1 - C8 при выключении анодного напряжения. На резисторах R9 - R13 происходит падение напряжения до напряжения стабилизации стабилитронов VD11 - VD13, включенных в цепь экранной сетки. Величина резисторов выбирается исходя из тока стбилизации VD11 - VD13.

Резисторы RШ1 и RШ2 предназначены для измерения тока анода и экранной сетки соответственно. Сопротивление резисторов зависит от типа применяемых приборов. Так, для приборов типа М2001 с током полного отклонения 1,0 mА их сопротивления равны 0,28(0,14) и 2,8 Ом соответственно, при этом их шкалы будут соответствовать 500 (1.0 А) и 50 mА В базовой конструкции измерение тока экранной сетки не предусмотрено, т.к. это требует дополнительной коммутации прибора и резистор RШ2 стоит «на любителя».

Таблица 1. Рекомендации по замене анодных трансформаторов

Марка трансформатора

Соединение выводов вторичных обмоток трансформаторов

Напряжение на втор. обмотках трансформ.

Выпрям.напряж. анода В

Ток анодной обм. А

.Uраб.

В

C1 -C8

Номин.

R9-R13

кОм**

Сжема включения обмоток

№ выводов

Напр.

ПЛ 20´40 - 80 Pгаб. = 260 Вт

ТА264-127/220-50

12 и 13; 14 и 20; 19 и 18

11Тр.1- 17Тр.2

544

1478

0,445

450

120 кОм

Удвоен.

ТА265-127/220-50*

12 и 13; 14 и 20; 19 и 18

11Тр.1- 17Тр.2

584

1630

0,40

450

140 кОм

Удвоен.

ТА266-127/220-50*

12 и 13; 14 и 20; 19 и 18

11Тр.1- 17Тр.2

600

1680

0,40

450

140 кОм

Удвоен.

ТА267-127/220-50 *

 

 

698

980

0,72

350

82 кОм

Мостов.

ТА268-127/220-50 *

 

 

880

1064

0,66

350

91 кОМ

Мостов.

ТА269-127/220-50 *

 

 

948

1327

0,532

350

110 кОм

Мостов.

ТА270-127/220-50 *

 

 

880

1230

0,560

350

100 кОм

Мостов.

ПЛ 20´40 - 100 Pгаб. = 310 Вт ***

ТА274-127/220-50

12 и 13; 14 и 20; 19 и 18

 

544

1478

0,50

450

120 кОм

Удвоен.

ТА275-127/220-50 *

 

 

698

980

0,80

350

82 кОм

Мостов.

ТА268-127/220-50 *

 

 

880

1064

0,78

350

91 кОм

Мостов.

ТА277-127/220-50 *

 

 

948

1327

0,532

350

110 кОм

Мостов.

ТА280-127/220-50 *

 

 

1110

1554

0,57

450

130 кОм

Мостов.

* - При использовании трансформаторов данных типов схема выпрямителя выполняется по мостовой схеме без удвоения напряжения, диоды, применяемые в этом случае, должны быть рассчитаны на соответствующее напряжение.

** - Сопротивление подбирается до получения нормального тока стабилизации VD11-VD13.

*** - При использовании трансформаторов данных типов необходимо увеличить ширину шасси БП до 160мм и скорректировать расположение отверстий для крепления трансформаторов, скорректировать раскладку и длину проводов жгута, а также удлинить дет. 12 - дет.13 до 160мм. Соответственно изменяются размеры корпуса.

Таблица 2. Рекомендации по замене накальных трансформаторов (ТН)

 

Типономинал трансформатора

Номинальная мощность,

В·А

Ток первич-ной обмотки,А

Напряжение вторичной обмотки, В

Ток вторичной обмотки, А

Выводы обмоток

7-8

9-10

11-12(13)

14-15(16)

7-8

9-10

11-12(13)

14-15(16)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

ТН45-127/220-50

58,0

0,53/0,32

6,3

6,3

5,0 (6,3)

5,0 (6,3)

2,64

2,16

0,95

0,95

ТН46-127/220-50

2,30

2,30

2,30

2,30

ТН47-127/220-50

0,92

3,50

2,40

2,40

ТН48-127/220-50

2,40

4,80

1,0

1,0

ТН49-127/220-50

77,0

0,68/0,40

1,43

4,90

2,90

2,90

ТН50-127/220-50

1,60

5,60

2,50

2,50

ТН51-127/220-50

1,50

1,50

4,70

4,70

ТН52-127/220-50

0,45

5,90

3,0

3,0

ТН53-127/220-50

78,0

0,68/0,40

0,82

3,20

5,70

5,70

ТН54-127/220-50

2,20

4,45

4,45

4,45

ТН55-127/220-50

0,76

0,76

7,0

7,0

ТН56-127/220-50

5,40

3,40

3,40

3,40

ТН57-127/220-50

1,64

3,0

5,50

5,50

Таблица 3. Рекомендации по замене трансформаторов (ТПП)

 

Типономинал трансформатора

Номинальная мощность,

В·А

Ток первич-ной обмотки,А

Напряжение вторичной обмотки, В

Ток вторичной обмотки, А

Выводы обмоток

11-12

13-14

15-16

17-18

19-20

21-22

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ТПП278-127/220-50

72,0

0,72/0,42

5,0

5,0

10,0

10,0

1,35

1,35

2,20

ТПП279-127/220-50

5,0

5,0

20,0

20,0

5,0

5,0

1,20

ТПП280-127/220-50

10,0

10,0

9,93

9,93

2,64

2,64

1,60

ТПП281-127/220-50

10,0

10,0

20,0

20,0

2,62

2,62

1,10

ТПП287-127/220-50

90,0

0,90/0,530

5,0

5,0

10,0

10,0

2,63

2,63

2,55

ТПП288-127/220-50

5,0

5,0

20,0

20,0

1,33

1,33

1,70

Источник напряжения смещения управляющей сетки лампы также выполнен по схеме удвоения напряжения на диодах VD5, VD6 и конденсаторах C10, C11, далее напряжение смещения стабилизируется стабилитроном VD14. Переменные резисторы R22 и R23 предназначены для установки тока покоя ламп в режиме SSB и CW соответственно. Точное значение напряжения рабочей точки устанавливается по минимуму внеполосных излучений. Об этом следует помнить при замене ламп, величину тока покоя новой лампы следует устанавливать равной исходя из выше изложенного условия. Выбор режима производится переключателем S4 «SSB-CW».

Для сглаживания пульсаций анодного напряжения применены электролитические конденсаторы марки К50-20. Часто в литературе пишется, что их применение в связи с тяжелым тепловым режимом внутри корпуса усилителя нежелательно и приводятся многочисленные доводы. Однако двадцатилетний личный опыт обслуживания ЭВМ типа «Минск-32», «ЕС-1022» и «ЕС-1045», работающих круглосуточно месяцами без выключения питания доказал, что ведут себя они очень надежно. Единственное, чего не любят эти конденсаторы - так это длительного простоя без подачи напряжения. Так, что если при первоначальном включении усилителя или при его включении после длительного простоя (три месяца и более), Вам будут указывать на «фон», не волнуйтесь - пара дней работы в эфире и все встанет на свое место. Кроме того, конденсаторы отделены перегородкой от места установки ламп и практически не нагреваются. Вообще, перед установкой в схему, во избежание прострела, конденсаторы лучше всего отформовать, хотя бы потому, что они могут попасться 80-х или даже 70-х годов выпуска. Это делается либо перед установкой их в схему с помощью простейшей схемы, либо непосредственно в схеме (см. главу 5).

В розетку XP2 в случае возникновения необходимости можно включить трансивер, либо какое-нибудь вспомогательное устройство.

На разъем XP8 выведено напряжение + 24В (+ 12В), которое может быть использовано для подключения питания коммутатора антенн или, например, электронного ключа.

В БП для усилителя на 2-х ГИ-7Б для получения служебного напряжения применено два конденсатора (C12, C15), это сделано на тот случай, если, например Вы не достанете нужного трансформатора из серии ТН, а Вам попадется трансформатор, имеющий различные по току накальные обмотки, например ТН-56. При его применении для получения требуемого тока накала будет необходимо комбинировать обмотками. Для получения служебного напряжения Вы также легко перейдете на схему удвоения, используя только одну обмотку 6,3В, как это показано на рис.2А1 (это касается и других схем).

2. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЯ

Для постройки усилителей лучше всего подходят те генераторные либо модуляторные лампы, у которых вывод анода расположен отдельно от других выводов и находится сверху. При такой конструкции лампы при монтаже усилителя проще разделить друг от друга анодные, сеточные и накальные цепи, что уменьшит вероятность их взаимного влияния, а соответственно и склонность усилителя к самовозбуждению при включении.

Принципиальная схема высокочастотной части усилителя мощности приведена на рис.2. Схема анодной части базового усилителя является общей для всех вариантов и выполнена по схеме параллельного питания. Анодный контур представляет собой традиционный П-контур, состоящий из диапазонных катушек L4 и L5, анодного конденсатора C20, конденсатора связи с антенной C21. Единственной особенностью схемы является включение антенны приемника в “горячий” конец П-контура выходного каскада, что дало дополнительную селективность сигнала на приеме. При таком включении появилась возможность настройки контура на передачу в “холодном” режиме. Это исключило режим перенапряжения усилителя при расстроенном контуре в режиме настройки, так как операция настройки производится чисто в режиме приема без подачи высокого напряжения и излучения сигнала в эфир, причем при этом настройки в режиме приема и передачи практически совпадают, небольшое различие наблюдается только на диапазоне 10 метров. Чтобы уменьшить "шум" лампы во время приема за счет остаточного тока через нее (иначе стабилитроны не будут работать, т.к. при малых токах просто, не выйдут на режим стабилизации), запирающее лампу отрицательное напряжение выбрано достаточно большим.

Эксперименты, проведенные при конструировании усилителей, показали, что при нормированном входном сопротивлении приемника (R вх). равном 75 (50) Ом, значение емкости конденсатора связи C19, включенного в "горячий" конец контура, должна быть не менее 15пФ. В противном случае сигнал на входе приемного тракта будет иметь большое затухание, однако при этом величина емкости конденсатора в диапазоне 10 метров становится соизмеримой с величиной емкости анодного конденсатора C20, что и приводит к некоторой разнице в настройках. Кроме того, суммарная емкость этих конденсаторов становится уже значительной для диапазона 10 метров, в связи с чем могут возникнуть трудности с настройкой контура на передачу, так как при передаче C19 подключается параллельно конденсатору C20, поэтому последний должен иметь как можно меньшую начальную емкость (за исключением варианта E).

От применения на входе усилителя широкополосных трансформаторов (ШПТ), повышающих входное напряжение возбуждения вдвое (для схем с общим катодом) пришлось отказаться. Были проведены многочисленные эксперименты, использовались кольца проницаемостью от 1000 до 20 ВЧ, изменялись число витков обмоток и шаг скрутки провода, для компенсации завала характеристики на ВЧ применялся последовательно включенный контур, изменялась схема включения обмоток ШПТ и все равно были получены примерно одни и те же результаты. Да, как трансформатор сопротивления во всем диапазоне он работает великолепно, но на частотах выше 11 мГц амплитуда сигнала начинала падать, а на 28 мГц ее уровень был в два раза ниже уровня входного сигнала, а учитывая снижение коэффициента усиления самих схем с ОК с ростом частоты, получили соответствующий результат. Таким образом, выяснилось, что одним ШПТ нельзя перекрыть полосу практически в 28 мГц, чего и следовало ожидать, применть же несколько ШПТ – получаем те же самые входные диапазонные контура. Но применение входных диапазонных контуров на входе усилителя сразу же значительно усложняет и удорожает его конструкцию. Это также приводит к усложнению и схемы коммутации, так в этом случае необходимо применение дополнительных реле для коммутации входных контуров, либо необходима их механическая связь с переключателем выходного П-контура, что в итоге ведет к затруднению повторяемости схемы малоквалифицированными радиолюбителями. Хотя конечно малоквалифицированный радиолюбитель с первой категорией – парадокс, но все же. Естественно, при желании Вы можете использовать оба варианта (заодно и самостоятельно проверить все вышесказанное). Схемы возможных вариантов подключения ШПТ на входе усилителя приведены на рис.2C2

Если Вы все же собираетесь поставить на входе усилителя диапазонные контура, либо планируете использовать совместно с усилителем трансиверы типа RA3AO, УРАЛ-84 либо аналогичные им, которые содержат широкополосные усилители небольшой мощности (до 5 Вт) и мощности которых недостаточно для раскачки мощного выходного каскада, а сооружать дополнительный каскад нет возможности из-за недостатка места в корпусе трансивера, в этом случае можно на входе усилителя установить полосовые фильтры. Лучше всего для этой цели использовать контура с индуктивной связью, которые вопервых, обеспечивают гальваническую развязку (что является обязятельным условием для бестрансформаторных схем) и, вовторых, - хорошую диапазонную фильтрацию. Схема входной части усилителя с такими фильтрами приведена на рис.2.22 (для схем с ОК) -2.24(для схем с ОС), а чертеж универсальной платы - на рис13Н.

В базовом варианте схемы усилителя отсутствует режим «ОБХОД», так как усилитель не предназначался для проведения местных связей. К тому же, вопервых, для проведения местных QSO существует телефон, СВ и 144 мГц, вовторых, в настоящее время даже почти все наши «home made» снабжены регуляторами выходной мощности и, втретьих, если динамика Радио Вашего корреспондента по дому не позволяет ему слушать Вас, можно побеседовать с ним просто сидя на лавочке во дворе (съэкономив "при этом QSO" на электроэнергию для связи с DX).

Если Вы все же хотите иметь в усилителе режим « ОБХОД », в схему ВЧ части усилителя необходимо внести изменения согласно рис.2.1 и рис.2.2, при этом на шасси БП (рис.11) дополнительно устанавливается реле К5, а на передней панели БП - реле К3 при помощи скобы поз.106. В этом случае, как в передней панели усилителя, так и в фальшпанели дополнительно сверлятся отверстия под кнопку S6 - «ОБХОД», делаются соответствующие изменения в схеме прокладки жгута.

Если, Вы не предусматриваете использование П-контура усилителя в приемном тракте, коммутация антенны осуществляется согласно рекомендациям, приведенным на рис.2.3. В этом случае реле К3 устанавливается на передней стенке БП при помощи скобы поз.106, отпадает необходимость в конденсаторе C19, а на перегородке ВЧ блока отверстия для крепежа К3 не сверлятся. Соответственно делаются изменения и в схеме прокладки жгута.

В случае использовании для работы с усилителем трансивера, в котором коммутация антенны с приема на передачу производится непосредственно в самом трансивере, в принципиальную схему ВЧ части усилителя необходимо внести изменения согласно рис.2.4 и рис.2.5. При этом разъем XP1 на задней панели усилителя (рис.4) не устанавливается и, соответственно отверстие под него не сверлится. На шасси БП (рис.11) дополнительно устанавливается реле К5 и вносятся соответствующие изменения в схеме прокладки жгута. Если на приеме П-контур усилителя не используется, в схему вносятся изменения согласно рис.2.5 и рис.2.6, а если при этом необходим еще и режим “ОБХОД” - согласно рис.2.6 и рис.2.2.

При использовании усилителя как совместно с трансивером, имеющим внутреннюю коммутацию антенны, так и с трансивером, имеющим раздельные гнезда приемной и передающей антенн, ВЧ часть усилителя выполняется согласно рис.2.7 и рис.2.8. На шасси БП устанавливается реле К5, реле К3 устанавливается на передней панели БП, на задней панели сверлится отверстие диам. 8мм для установки переключателя S7 “2 – 3”. Делаются соответствующие изменения в схеме прокладки жгута.

Если в данном варианте на приеме Пконтур усилителя не используется, ВЧ часть усилителя выполняется согласно рис.2.8 и рис.2.9, если при этом еще необходим и режим «ОБХОД», то на шасси БП дополнительно устанавливается реле К6, на передней панели устанавливается кнопка S6 «ОБХОД». Монтаж в этом случае ведется согласно рис.2.10 и рис.2.11.

Все усилители снабжены встроенными приборами, позволяющими в процессе эксплуатации контролировать состояние антенно-фидерного хозяйства (КСВ-метр), а также приблизительно измерять мощность на выходе усилителя. Для этой цели использована готовая и хорошо зарекомендовавшая себя схема В.А. Скрыпника, приведенная в книге «Приборы для контроля и налаживания радиолюбительской аппаратуры», только в отличие от автора в ней для удобства пользования прибором используются сразу два стрелочных индикатора. Первый из них показывает уровень падающей волны, а по второму сразу же можно оценить показания КСВ антенно-фидерной системы. Включается КСВ-метр нажатием кнопки S5.

Теперь отдельно хотелось бы выделить вопрос об использовании ламп, особенно старых годов производства. Опять же бытует мнение о том, что старые лампы, пролежавшие на складах десять и более лет, нельзя использовать в мощных каскадах, работающих при высоких напряжениях, т.к. возможен пробой либо разряд внутри лампы вследствие частичной потери ими из-за старости вакуума. Особенно охотно это мнение поддерживают перекупщики ламп (по известным причинам). Действительно, при длительном хранении ламп их детали и оболочка могут выделять некоторое количество газа. При этом неизбежно ухудшается вакуум, необходимый для устойчивой работы и обеспечения стабильных параметров ламп. Однако, в большинстве случаев можно улучшить вакуум внутри лампы и сделать ее вполне пригодной для работы путем специальной тренировки лампы. Поэтому при первом включении лампы после длительного хранения, а также после пребывания в нерабочем состоянии более полугода лампы необходимо обязательно подвергнуть тренировке, которую принято называть "жестчением".

При наличии искрового течеискателя проверку вакуума можно провести следующим образом: проводником с высокочастотным потенциалом от искрового течеискателя касаются одного из электродов лампы или стекляного баллона и наблюдают при этом характер свечения. Во избежание пробоя не следует касаться стекла в одном месте более 2-3 сек. Избегайте также попадания искры на места спаев металла со стеклом.

Степень вакуума определяется по следующим признакам:

а) отсутствие свечения или слабое поверхностное свечение (флоуресценция стекла) зеленого или голубого цвета указывает на наличие высокого вакуума;

в) объемное свечение газа голубого цвета указывает на то, что лампа "газная". Такая лампа до включения в рабочую схему должна быть предварительно подвергнута "жестчению";

с) объемное интенсивное свечение газа розового цвета указывает на то, что в лампу проникает воздух;

d) если между электродами внутри лампы проскакивает искра, то это указывает на наличие в лампе полного атмосферного давления.

Жестчение лампы можно производить либо непосредственно в усилителе, в котором лампа будет работать, либо в специальной установке, при наличии таковой.

Рекомендуется следующий порядок жестчения ламп :

  1. Выдержать лампу при нормальном напряжении накала (без других питающих напряжений) 20-30 мин.
  2. Включить отрицательное напряжение сетки.
  3. Включить напряжение анода, не превышающее половины номинального значения, выдержать 5-10 мин и затем повышать его ступенями через 150 - 200 В до номинального значения, выдерживая на каждой ступени 5-10 мин. При приближении к номинальному значению напряжения время выдержки на каждой ступени следует немного увеличить (до 15-20 мин).

Если при повышении напряжения в лампе произойдет разряд, следует снизить напряжение на одну ступень, выдержать 10-15 мин и затем снова повышать напряжение ступенями до нормального. Отсутствие пробоев свидетельствует о том, что вакуум в лампе повысился.

Для предохранения лампы от повреждений в случае пробоя в анодную цепь при жестчении необходимо включать сопротивление в 3-5 раз больше обычного ограничительного сопротивления, включаемого при нормальной работе лампы. В конце жестчения, при отсутствии разрядов, величину сопротивления следует уменьшить до номинального значения.

При повышении напряжения необходимо следить за тем, чтобы мощности, рассеиваемые электродами, не превышали предельно допустимых значений. Регулировку тока анода можно производить изменением напряжения смещения сетки.

После того, как напряжение анода доведено до номинального рабочего значения и в течение 20-30 мин не будет разрядов или каких-либо ненормальностей в работе лампы, рекомендуется увеличить напряжение анода на 5-10% выше номинала и выдержать 10-15 мин. После этого, при отсутствии разрядов, лампу можно включать в работу.

Жестчение можно также производить в динамическом режиме. В этом случае лампа включается при пониженных значениях питающих напряжений и, после выдержки в течение 5-10 мин, напряжения и нагрузка медленно повышаются ступенями до нормальных значений.

Включение полного напряжения анода должно производиться при настроенном контуре. В противном случае возможен выход лампы из строя вследствие пробоя. Если лампа при полной настройке после длительного хранения не отдает достаточной мощности, допускается кратковременное (не более чем на 5 мин.) повышение напряжения накала выше номинального на 15%.

.В любом случае для долголетней и безотказной работы новые лампы необходимо подвергнуть тренировке. При первом включении новой лампы или после длительного перерыва в работе (более 10 суток) рекомендуется следующий порядок подготовки лампы к нормальной работе: включается накал; при нормальном напряжении накала (без других напряжений электродов) лампа выдерживается 15-20 мин. После этого можно включать напряжения анода и сеток. Желательно выдержать лампы 5-6 часов в режиме передачи при отсутствии сигнала возбуждения.

ПРИМЕЧАНИЕ:

1. Включение любых напряжений электродов должно производиться только после того, как напряжение и ток накала достигли номинальных значений.

2.   Во время работы лампы напряжение накала должно быть постоянным и не должно превышать номинального значения. Даже небольшое повышение напряжения накала может значительно сократить срок службы лампы.

3.   Выходная мощность и крутизна характеристики ламп могут уменьшаться к концу срока службы до 20% от нижнего предела нормы.

4.   Превышение предельных режимов работы неизбежно влечет за собой преждевременный выход лампы из строя.

Многократные включения и выключения накала ламп нежелательны, так как они способствуют деформации катода и могут сократить срок службы лампы. Поэтому при эксплуатации ламп с частыми периодическими перерывами в работе, рекомендуется на время перерыва не выключать накал, а еще лучше снижать его напряжение до 80 % от номинала.

2. 1. СХЕМА КВ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ С ЗАЗЕМЛЕННЫМИ СЕТКАМИ (НА ЛАМПАХ ГИ-7Б, ГИ-7БТ, ГИ-6Б, ГС-9Б, ГС-90Б, ГИ-23Б,ГИ-46Б,ГУ-50, Г-811, ГК-71)

Если выходная мощность Вашего трансивера составляет порядка 30 – 50 Вт, а трансивер не имеет регулировки уровня выходной мощности, лучший вариант в этом случае – постройка усилителя по схеме с общей сеткой (ОС).

Усилители с общей сеткой могут работать в любом из режимов. Преимущества таких усилителей - хорошая линейность, высокие энергетические показатели и устойчивость, линейность работы в широком диапазоне, так как в схеме с ОС управляющая сетка является электростатическим экраном, размещенным между анодом и катодом, т.е. между входом и выходом и, создавая при этом хорошую развязку, позволяет повысить граничную частоту усиливаемых сигналов. К недостаткам следует отнести низкое входное сопротивление, вследствие чего схема имеет малый коэффициент усиления по мощности (Кр » 10-20 раз), поэтому для полной раскачки усилителя требуется большая подводимая мощность возбуждения. Лампы, предназначенные для линейного усиления сигналов в режиме АВ, в схеме с ОС использовать не рационально, так как при этом не используется их основное достоинство – высокий коэффициент усиления. Не рекомендуется использовать также те тетроды и пентоды, у которых лучеобразующие пластины либо третья сетка соответственно соединены с катодом внутри лампы, так как они склонны в данном включении к самовозбуждению.

Лампа ГИ-7Б, ГИ-7БТ, ГИ-6Б, ГИ-23Б,ГИ-46Б, ГС-9Б (вариант А) Ниже приведенная схема предназначена для совместной работы с трансиверами, имеющими выходную мощность 20-40 ватт. Для работы с QRP или QRPP аппаратами на входе такого усилителя необходимо вклю-

Рис. 1

чить дополнительный предварительный усилитель. Cам усилитель выполнен на двух триодах ГИ-7Б (так как все выше перечисленные лампы имеют примерно одинаковые основные электрические параметры и геометрические размеры, рассматривается только схема усилителя на лампах ГИ-7Б) по гибридной схеме с заземленными сетками. Лампы ГИ-7Б в схемах с заземленной сеткой устойчиво работают на частотах до 500мГц.

Лампы ГИ-6Б отличаются от ламп ГИ-7Б только верхней граничной частотой, при работе на КВ это не сказывается никоим образом. Кроме того, выбор этих ламп обусловлен следующим: лампы ГИ-7Б по стоимости являются самыми дешевыми лампами такого

класса и, поэтому получили широкое распространение при постройке усилителей. К примеру, на рынках Украины их стоимость составляет всего 1 - 2 USD за шт., в то время как, например стоимость ГУ-72 - 15 USD, ГМИ-11 - 25 USD, ГУ-74Б - 25 USD, 6П45С – 3-4 USD. (данные приведены на лето 2000 года).

Применение в усилителе двух ламп, включенных параллельно, позволяет получить гораздо больший анодный ток при сравнительно малой мощности возбуждения. Усилитель можно изготовить и на одной лампе, сохранив те же параметры (имеются в виду подводимая и отдаваемая мощности), при этом нагрузка на лампу возрастает, лампа работает при больших токах, что может привести к перегреву катода и сетки, следовательно, долговечность и надежность усилителя будет соответственно ниже, и кроме того, для получения той же выходной мощности необходимо увеличить мощность возбуждения. Для одной лампы ток покоя соответственно уменьшается в два раза, все остальные требования сохраняются.

В катод лампы включен предварительный усилитель на полевом (бипланарном) транзисторе VT1, который подключается при необходимости в зависимости от выходной мощности трансивера при помощи реле К4, коэффициент усиления по мощности при этом возрастает. При коэффициенте усиления по мощности около 20 (13 dB) выходная мощность трансивера, используемого совместно с усилителем, должна быть 20-40 Вт. При включении предварительного усилителя коэффициент усиления возрастает до 100 (20 dB), поэтому требуемая мощность возбуждения снижается на порядок и составляет всего 3,0-5,0 Вт, т.е. в этом случае усилитель может эксплуатироваться практически с любым QRP трансивером (передатчиком). При эксплуатации данного усилителя возможны три варианта:

a) предполагается постоянное использование усилителя мощности только с трансивером, имеющим мощность 20-40 Вт, при этом отпадает надобность в предварительном усилителе и реле К4. В этом случае установочные отверстия в шасси ВЧ-блока под реле К4, транзистор VT1, переменные резисторы R22, R23 не сверлятся.

b) предполагается постоянное использование усилителя мощности только с QRP трансивером, имеющим мощность 3,0-5,0 Вт, отпадает надобность в реле К4. В этом случае не сверлятся. установочные отверстия под реле К4.

c) предполагается использование усилителя мощности как с QRP трансивером, так и с трансивером, имеющим мощность 20-40 Вт. В этом случае в шасси сверлятся все отверстия. Причем, если Вы будете большую часть времени использовать усилитель с QRP трансивером, вход и выход предусилителя лучше распаять на замкнутые контакты реле К4 и соответственно, наоборот, если чаще будете работать с мощным трансивером, предусилитель распаивается на разамкнутые контакты реле К4, тоесть в любом случае К4 большую часть времени будет находиться в обесточенном состоянии.

Следует сразу оговорить, что при постройке универсального усилителя нужно иметь в виду, что в приведенной схеме, в предварительном усилителе лучше всего использовать "токовые" транзисторы, т.е. транзисторы, отдающие максимальную мощность при низких напряжениях коллектора (стока). Это связано с тем, что при анодном напряжении 1300 В (1500 В), используемом в описанной схеме усилителя и токе покоя ламп, равном 50-90 мА, напряжение смещения для ламп ГИ-7Б составляет всего 14-15 В (20 - 22 В), но это же напряжение одновременно используется и для питания предварительного усилителя. Нормальное напряжение питания для КП904 составляет 40-50В, следовательно, получившейся величины напряжения смещения недостаточно для того, чтобы получить с транзистора максимальную мощность. Это замечание относится и ко многим другим транзисторам. Поэтому при данной величине анодного напряжения Вы не в полной мере используете преимущества гибридного каскада.

Лучший выход из этой ситуации – применение отдельного источника для питания предварительного усилителя. Для этой цели можно использовать обмотки 15-19 и 21 - 22 трансформаторов Тр.1 и Тр.2 (на рис.1А показано пунктиром).В этом случае предварительный усилитель можно собрать по схеме рис.2.15, а для фильтрации пульсаций его напряжения питания в этом случае используется С15, правда, при этом необходимо увеличить его емкость. Для этой цели можно также применить отдельный небольшой силовой трансформатор.

Рис.3 Плата предварительного уси- лителя на транзисторе КП904А .
 

Рис. 4 Плата предварительного усилителя для работы с QRPP трансивером.

В случае применения QRPP трансивера предварительный усилитель можно выполнить по схеме, описаной в [23], ее упрщенный вариант изображен на рис.2.14. В этом случае для получения полной выходной мощности достаточно около двух вольт раскачки, что обеспечит любой QRPP аппарат.

Смещение на управляющих сетках ламп в ре жиме приема определяется цепочкой стабили-

тронов VD1-VD4. В этом случае напряжение на катоде будет около + 80 В, при этом лампа надежно заперта. При переводе усилителя в режим передачи нажатием педали реле К2, включенное параллельно VD4, закорачивает его, уменьшая напряжение смещения на управляющих сетках, лампы открываются. Ток, протекающий через контакты реле на пиках анодного тока может достигать величины 1,0 А, поэтому в качестве этого реле необходимо применять реле, имеющие

мощные контакты, например РЭС-47, РЭС-48, РЭН-34 и т.д. Эквивалентное сопротивление анодной нагрузки каскада около 1,3(1,5)кОм. Входное сопротивление каскада около 30 Ом, поэтому уже при входной мощности 40 Вт напряжение на входе усилителя составит около 35 В, а это приведет к появлению тока сетки на пиках входного сигнала, т.е усилитель переходит в класс АВ2, что вполне допустимо для режима SSB, поэтому при небольшом превышении напряжения смещения это не страшно, так как ток сетки незначителен по сравнению с общим входным током усилителя и вносимые при этом им иска-

Рис.5 Плата БП предусилителя.
 

Рис.6 Реле РЭН-34

жения незначительны. При дальнейшем же увеличении уровня сигнала на входе усилителя, нелинейные искажения на выходе усилиителя возрастают (переменная составляющая анодного напряжения принимает импульсный характер, поэтому на выходе появляются гармоники), так что лучше придерживаться расчетного режима. В случае применении гибридного каскада лишнее напряжение возбуждения легко гасится уменьшением величины R23. Точно так же при недостатке напряжения возбуждения величину R23 можно увеличить. Переменный резистор R22 служит для подстройки тока покоя при замене ламп.

 

Для лампы ГИ-7Б, мощность, рассеиваемая анодом лампы, достаточно большая и составляет 350 Вт. И хотя некоторые авторы пишут, например [20], что в «легком режиме» лампы могут работать и без принудительного обдува, не рекомендую использовать их в этом режиме. По этой же причине, провода, идущие от накального дросселя к хомутам крепления выводов подогревателя и катода, должны быть к ним припаяны только тугоплавким припоем, а еще лучше надежно прикручены винтами через шайбы, а не припаяны, так как в случае перегрева лампы, провода могут просто отпаяться. Такие же требования предъявляются и к монтажу анодных цепей (особенно это касается работы в соревнованиях, когда большую часть времени усилитель находится в режиме передачи и происходит максимальное выделение тепла).

Лампа ГУ-50.(вариант F). Пентод ГУ-50 в схеме с ОК изза малой крутизны использовать нецелесообразно (если на входе не применяется предварительный усилитель). Наилучший вариант – использование ее в схеме с ОС. В схеме же с ОС правильный выбор рабочей точки позволяет уменьшить ток покоя лампы до 10-15 mA по сравнеию со схемой ОК, где он составляет 40-60 ma , при этом нагрев лампы в паузах уменьшается, а КПД каскада и соответственно выходная мощность растут, режим лампы приближается к режиму В. в данном случае лампа отдает нибольшую мощность – до 110 Вт (по паспорту !).

Схема выполнена на 3-х лампах (можно применить и четыре). Лампа неудобна тем, что анодные и сеточные выводы у нее расположены вместе, что создает неудобство при монтаже. Если Вы сведете вместе аноды, неудобно разводить входные цепи и соответственно наоборот. Поиск выхода из этого положения привел к решению выполнения монтажа подвальной части ВЧ-блока в два этажа (см. рис.12E3 и рис.12Е4). Анодные и сеточные цепи разделены пластиной-экраном поз.106, для изоляции анодных цепей от шасси усилителя. служит пластина поз.106А. В связи с тем, что аноды лампы находятся снизу, пришлось перекомпоновать и расположение элементов выходного П-контура («перевернуть» весь монтаж), немного перекомпанована и передняя панель. При выполнении слесарных работ будьте внимательны. В остальном, схема особенностей не имеет.

В схеме с ОС возможны два варианта включения лампы :

а) с сетками, заземленными по ВЧ (вариант F2), т.е. с наличием номинальных постоянных напяжений на сетках;

в) все сетки непосредственно соединены с корпусом (вариант F1), при этом лампа превращается в триод с высоким коэффициентом усиления. Так как все сетки соединены с корпусом, усилитель становится очень устойчивым, а его линейность ничем не отличается от усилителя с номинальными постоянными напяжениями на сетках. Кроме того, при таком включении пентода не нужны дополнительные источники стабилизированногго напряжения для экранной и управляющей сеток, но зато для этой схемы требуется бóльшая мощность возбуждения и токи сеток, соединенных вместе, возрастают, причем основная часть тока приходится на управляющую сетку.

 

Лампа Г-811.(вариант H). Долго не хотелось заниматься этим вариантом, так как лампа по своим размерам не вписывается в корпус, используемый для остальных вариантов усилителей. Но по просьбе друзей пришлось изготовить и этот вариант. Для нормального размещения четырех ламп и соблюдения при этом нормального температурного режима внутри лампового отсека пришлось увеличить его ширину и высоту на 30 мм (на всех чертежах размеры деталей для данного варианта усилителя приведены в скобках). Усилитель можно выполнить на двух, трех и четырех лампах, от числа параллельно включенных ламп зависит входное сопротивление усилителя. Дело в том, что эти лампы имеют малую входную емкость, поэтому их и удобно использовать в параллельном включении. Кроме того, они имеют малое сопротивление анодной нагрузки, что дает выигрыш на высокочастотных диапазонах. Схема усилителя приведена на рис. 2D.3. При повторении усилителя вместо отечественных ламп Г-811 использовать ее зарубежный аналог - лампы 811-А.

Лампа ГК-71.(вариант I).Отличие данной схемы том, что для согласования высокого входного сопротивления лампы применен трансформатор типа ШПТЛ. Данное схемотехническое решение упрощает конструкцию усилителя, исключая применение переключаемых входных П-контуров на каждый диапазон. Для полной раскачки необхолима мощность порядка 70 ватт, для этой цели подойдет UW3DI. Для получения выходных параметров, необходимо использовать для питания анода схему умножения напряжения на шесть.

Как уже отмечалось выше, усилители, построенные по схеме с ОС, имеют низкое входное сопротивление Rвх., что усложняет согласование входа усилителя с выходом трансивера (передатчика) при совместном их использовании. Причем Rвх. зависит, как от диапазона, так и от количества параллельно включенных ламп. С увеличением количества ламп Rвх. уменьшается. Несогласованность ведет к тому, что для нормальной раскачки усилителя передатчик должен иметь запас по мощности. Самый простой выход из этого положения – согласование с использованием на входе усилителя ВЧ автотрансформатора (см. Рис.2.19). Трансформатор наматываеся на ферритовом кольце проницаемостью 50ВЧ и содержит 10-15 витков (я обычно мотаю 12). Диаметр кольца 20-30 мм (в зависимости от входной мощности), диаметр провода – 0,6-0,8 мм. Положение отвода подбирается по максимальному согласованию на всех диапазонах. Первоначально отвод берется от 7-8 витка, считая от заземленного конца обмотки трансформатора. Аналогично согласуется и вход усилителя, выполненного с бестрансформаторным источником анодного напряжения. В этом случае используется трансформаторное включение обмоток и согласование осуществляется изменением числа витков входной обмотки.

 

2. 2 КВ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ПО СХЕМЕ С ОБЩИМ КАТОДОМ (НА ЛАМПАХ ГУ-72, ГМИ-11, ГУ-74Б, 6П45С, ГУ-50, Г-807)

Схемы всех приводимых усилителей построены по схеме с общим катодом (ОК). Схема с общим катодом имеет большое входное сопротивление, поэтому для ее возбуждения достаточно небольшой мощности. Такое включение лампы позволяет получить большой коэффициент усиления по мощности (Кр), поэтому при выходной мощности Вашего аппарата 5 – 20 Вт лучше избрать этот вариант. Схема легко согласуется с предыдущими каскадами. Однако, слишком большое значение Кр может привести либо к неустойчивой работе УМ, либо к его самовозбуждению, так что при монтаже ВЧ части усилителя необходимо соблюсти все требования. Кроме того, с увеличением рабочей частоты Кр падает, поэтому в трансивере необходимо предусмотреть некоторый запас по мощности для получения требуемой выходной мощности усилителя на ВЧ диапазонах.

Непосредственно на входе усилителя включено нагрузочное сопротивление равное выходному сопротивлению трансивера 75 либо 50 Ом, которое улучшает устойчивость усилителя к самовозбуждению и одновременно является нагрузкой для трансивера. На этом резисторе падает часть мощности трансивера (около 20 %). Усилитель устойчиво работает и без него, но при этом могут возникнуть проблемы с согласованием некоторых типов импортных трансиверов, имеющих систему ALC. Рассеиваемая сопротивлением мощность составляет 8 Вт, при подаче на вход усилителя мощности превышающей зто значение, следует увеличить и мощность сопротивления (набрав их из большего числа резисторов).

 

Лампа ГУ-72.(вариант В) Усилитель работает в классе АВ1 при работе в режиме SSB, AM и классе С при работе в режиме CW и RTTY. Мощность, необходимая для раскачки усилителя сос тавляет 8-12 Вт. Режим лампы в зависимости от рода работы устанавливается автоматически выбором смещения на управляющей сетке лампы при помощи реле К2, управляемым переключателем рода работы S4 «SSB - CW». В режиме приема на управляющую сетку лампы усилиителя мощности со стабилитрона VD14 подается отрицательное напряжение -100В, лампы усилителя надежно заперты. При замыкании контактов 1 и 2 разъема XP3 (Педаль) срабатывают реле К2 и К3. Реле К3 своими контактами 4.5 отключает антенну от входа приемника, а контактами 2,3 переводит трансивер в режим передачи.

Контактами реле К2 подключается делитель напряжения R22 или R23 (в зависимости от выбранного режима излучения) и отрицательное напряжение на управляющей сетке уменьшается до нужной величины, соответствующей току покоя лампы в данном режиме

Основным достоинством тетродов ГУ-72 является то, что анод лампы не требует принудительного обдува, в то время, как допустимая мощность, рассеиваемая анодом лампы составляет 85 Вт, поэтому с усилителя, выполненного на двух лампах, без применения дополнительных мер по их охлаждению можно снимать мощность до 350 Вт.

Рис. 7 Усилитель с трансформаторным питанием на 2-х лампах ГУ-72.

Если же мощность трансивера, используемого Вами составляет порядка 25-30 Вт, а трансивер не имеет регулировки уровня выходной мощности, то для предотвращения перекачки усилителя по входу, лучше собрать его по схеме с ОС (в данном случае с сетками, заземленными по ВЧ), как это показано на рис.2.B (вариант С1). В таком варианте включения лампы выходная мощность усилителя получается процентов на тридцать больше по сравнению с усилителем, выполненным по схеме с ОК. Монтаж усилителя приведен на рис.16.6.

Лампа ГМИ-11 (вариант С)Импульсный генераторный тетрод ГМИ-11 при достаточно малом токе накала (всего 1,75А при Uн=26В) обладает отличными характеристиками. Ток анода лампы в импульсе составляет > 14 А, максимально допустимое напряжение анода 10 кВ. При этом ее, как и лампу ГУ-72, не надо обдувать. Эту лампу тяжело «загнать» даже любителям длительного «нажатия» при настройке своих «power¢ов» прямо в эфире и испытывающих от этого огромное блаженство, правда, при этом надо еще правильно выбрать частоту, например редкого DX, ведь здесь многие сразу оценят мощность и качество работы Вашего замечательного PA, о чем, кстати, Вам сразу и тут же в корректной и лестной форме и сообщат.

Рис. 8 Усилитель с трансформаторным питанием на лампе ГМИ-11.

Схемотехника усилителя на лампе ГМИ-11 практически ничем не отличается от схемы варианта B, только используется одна лампа. Расположение выводов лампы полностью совпадает с ГУ-72, и поэтому при некотором изменении конструкции усилителя, собранного по схеме варианта B, в нем можно использовать две лампы ГМИ-11, правда при этом следует помнить о тепловом режиме внутри корпуса усилителя и мощности источника анодного напряжения.

Лампу можно использовать и в усилителе по схеме с ОС, собрав его по схеме, приведенной на рис.2.B (вариант С1). Монтаж усилителя приведен на рис.16.11.

 

 

Лампа ГУ-74Б (вариант D) Аналогично предыдущим выполнена схема и на лампе ГУ-74Б, отличие состоит в том, что вентилятор обдува лампы включается вместе с включением усилителя. Вентилятор имеет производительность около 120 м³/час, в то время как для обдува лампы требуется всего 35 м³/час, это позволяет разместить его сбоку лампы, но в корпусе достаточно места, чтобы установить его и сверху. Эта лампа специально предназначена для усиления однополосных сигналов (ОМ), поэтому увеличение напряжения смещения по сравнению с оптимальным в целях снижения тока покоя в данной схеме нежелательно. При этом искривляется колебательная характеристика в области малых входных сигналов. Этот режим аналогичен ограничению телефонного сигнала снизу, что приводит к ухудшению разборчивости сигнала, росту нелинейных искажений и внеполосных излучений, поэтому применение этих ламп теряет всякий смысл. Исходя из этого при наладке, устанавливая ток покоя лампы, следует помнить, что он составляет 300 mA в режиме SSB. Данную лампу также можно использовать в варианте усилителя, собранного по схеме с ОС.

Лампа 6П45С, 6П42С, 6П36С (варианты Е). Некоторые радиолюбители опасаются применять ТВ лампы строчной развёртки в усилителях мощности из-за их термической “хрупкости”, другие заявляют, что такие лампы не годятся для усиления SSB. Конечно, доля правды в этих двух утверждениях есть. Термическую “хрупкость” (неспособность длительно выдерживать повышенный нагрев) можно просто исключить, производя настройку усилителя короткими циклами (не держа ключ нажатым до тех пор, пока лампа станет сначала малиновой, а потом посинеет) либо, используя «холодную настройку» выходного каскада. Ограничение времени непрерывной работы ламп вызваны тем, что ТВ лампы предназначены для импульсной работы с довольно большими амплитудами токов, но при их малой длительности, а не с постоянно действующими токами, поддерживающими лампу в открытом состоянии длительное время.Тем не менее, ТВ лампы вполне удовлетворяют требованиям как профессиональной, так и любительской аппаратуры связи, при использовании “прерывистых” (не постоянно действующих) сигналов: CW, SSB.

Прежде чем приступить к сборке и отладке этого варианта, был собран усилитель на двух лампах, опубликованный в [24], причем были опробованы два варианта, как с раскачкой в катод, так и в сетку. При анодном напряжении 750 В и мощности на входе усилителя 7-10 Вт (при раскачке в сетку) практически на всех диапазонах был получен анодный ток 600 mA.

В результате проведенных экспериментов было установлено, что напряжение на экранных сетках ламп должно составлять 180 - 200 В, так, как того и требует паспорт на лампу. При дальнейшем увеличении напряжения на второй сетке, при переводе усилителя в режим передачи даже без подачи напряжения возбуждения, лампы начинают самопроизвольно открываться, ток анода возрастает до 1,0 А и более, аноды ламп при этом мгновенно становятся малиновыми.

Конечно, анодного напряжения 1330 В, для ламп 6П45С пожалуй несколько многовато, но зато при таком напряжении сопротивление нагрузки (Rэ) получается бОльшим чем в усилителе, описанным автором, что позволяет получить гораздо меньшие значения емкостей П-контура. И все же в усилителе на лампах 6П45С сопротивления нагрузки получается достаточно низким, что требует соответственно большой величины анодного конденсатора переменной емкости. При отсутствии возможности приобретения такого конденсатора, можно составить его из двух, «подстегивая» к основному на каждом диапазоне (естественно там, где не будет хватать емкости основного конденсатора) конденсатор постоянной емкости либо вообще заменить его набором конденсаторов постоянной емкости, коммутируемых с помощью переключателя диапазонов. В этом случае для точной настройки анодного контура в резонанс в качестве индуктивности П-контура можно использовать шаровой вариометр. По габаритам и значению индуктивности очень хорошо подходит вариометр от радиостанции Р-140 (ЯР4.773.022).

В большинстве ламп, предназначеных для работы в строчной развертке, междуэлектродные расстояния достаточно большие, что позволяет использовать их при повышенном анодном напряжении. Накопленный практический опыт подтвердил, что такие лампы можно форсировать со снижением срока их службы. при анодном напряжении 1000 В и выше и при токах намного превышающих паспортные допустимые значения. Просто лампы придётся менять чаще, чем при работе в пределах паспортных режимов, но зато их можно найти практически на любом рынке и стоят они дешевле генераторных ламп. Кроме того, по Вашему усмотрению всегда можно уменьшить величину анодного напряжения, перепаяв для этого отводы на вторичных обмотках анодных трансформаторов.

При изготовлении усилителя следует иметь в виду, что мощность, потребляемая каждой лампой (6П45С) по накалу составляет 18 Вт, следовательно для питания четырех ламп при Uн = 6,3 В необходимо получать с трансформатора 10А, что несколько проблемотично при сохранении малых габаритов накального трансформатора, поэтому, с целью возможности использования стандартного трансформатора серии ТН подходящего размера, нити накала ламп включены попарно последовательно. Без разницы, какого типа Вы выбрали лампы для своего усилителя, при параллельном включении ламп, у Вас могут (вернее, обязательно возникнут!) возникнуть специфические проблемы.

Предметом особого внимания следует считать анодный ток, получаемый от каждой лампы в связке. Динамический баланс существенен, так как важно, чтобы ни одна из ламп в комбинации не “садила” остальные. Если, например, мы включим параллельно четыре лампы 6П45С, имеющих различную крутизну характеристики, то при работе на передачу одни из этих ламп будут являться нагрузкой для других, другие будут раскачиваться больше вплоть до тока насыщения, что приведет к их перегреву, а в целом соответственно к снижению КПД каскада, т.е.к уменьшению выходной мощности. Результатом такой работы может стать перегрев ламп, их аноды вместе со стеклянным баллонами могут расплавиться, а последние могут и просто треснуть.

При изготовлении данного варианта усилителя, лампы перед установкой в схему, предварительно должны быть отобраны, либо при настройке усилителя подстройкой напряжения смещения при полной раскачке усилителя устанавливаются одинаковые анодные токи ламп (каждой индивидуально). Токи покоя ламп, как правило, получаются неодинаковыми, но они чересчур малы, чтобы повлиять на линейность усилителя в целом либо на долговечность ламп.

Это, кстати, касается и всех других ламп, если Вы используете более двух в параллельном включении. Идеальный случай - это подбор ламп также и по крутизне характеристики. Для любителя это решение нельзя назвать удачным, так как требуется большое количество “материала”, из которого можно “выбрать” лампы для использования в РА (как правило, таких запасов радиолюбители не имеют), это может позволить себе не каждый.

Другой трудностью, встречающейся при параллельном использовании ламп, является заметное увеличение входной и выходной ёмкости. Нет необходимости говорить, что при увеличении любой из этих величин, будет больше проявляться эффект шунтирования по РЧ, упомянутый ранее. Определённые и жёсткие ограничения на значение верхней частотной границы также появляются при соединении ламп в РА параллельно.

Например, паспортное значение входной ёмкости лампы 6П45С составляет 40 пФ, выходной – 16 пФ. Четыре лампы, включенные параллельно дадут входную ёмкость 240 пФ, выходную – 96 пФ. Выходная ёмкость может быть абсорбирована схемой анодного контура (включена в его схему, нейтрализована), а, вот, со входной ёмкостью придётся обходиться с помощью согласующего устройства, т. е., ничуть не лучшим образом, чем это делается сейчас в усилителях мощности ВЧ на транзисторах.

Компания Galaxy представила 2 кВт (РЕР) усилитель мощности (модель 2000+), в котором применялось 10 ламп строчной развёртки, включенных параллельно. Усилитель работал в классе АВ1, “раскачивался” через мощный безиндуктивный резистор и был выполнен по схеме включения ламп “с общим катодом”.

Поскольку лучеобразующие пластины ламп 6П45С (из этой сериитолько ее!) не имеют соединения с катодом внутри корпуса лампы, можно использовать их и в схеме с ОС, причем в обоих вариантах: как с сетками, заземленными по ВЧ, т.е. с номинальными постоянными напряжениями на сетках; так и сетками, непосредственно соединенными с корпусом, как это сделано например в [24]. Схема включения приведена на рис.2B (варианты Е1 – Е2), а монтаж ВЧ части на рис.16.17, рис.16.18 соответственно..

ПРИМЕЧАНИЕ: Так как проводник, соединяющий внутри лампы 6П45С анод лампы с анодным колпачком, выполнен из тонкой медной проволоки, которая может отпаяться либо просто расплавиться при использовании ламп в режиме максимальной мощности Вашего РА, особенно это касается работы на ВЧ диапазонах, усилитель необходимо снабдить принудительной вытяжкой, используя для этой цели вентиляторы от блоков питания ПЭВМ.

Лампа Г-807 (варианты G). Как показала многолетняя практика использования ламп Г-807, они отлично работают как в режиме класса С при использовании в телеграфном режиме, так и режиме класса АВ1 при усилении однополосного сигнала. Чтобы лампы не перегревались при этом, наиболее благоприятный режим работы для ламп (иметсяя в виду для четырех ) Uа = 1200В, Uс2 = 300В (CW), Uс2 = 350-400В(SSB),Uс1 = - 100В, Iа = 80-100 на лампу. Rэ при этом составляет около 3,3 кОм. То-есть наш источник питания как раз удолетворяет всем этим требованиям. При таких режимах лампы сохранят свою гарантированную работоспособность более 1500 часов.

Схема построения усилителя приведена на рис.2B (варианты G1 – G2), а монтаж ВЧ части на рис.16.24, рис.16.30 соответственно.

 

2. 3 ДВУХТАКТНЫЙ КВ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ( НА ЛАМПАХ ГУ-72, 6П45С, 6П42С, 6П36С, ГУ-50, Г-807, Г-811 )

К преимуществам построения схемы усилителя по двухтактной схеме следует отнести следующее:

a)      более высокая линейность и экономичность, по сравнению с однотактными усилителями;
b)      гораздо меньший по сравнению с однотактными усилителями уровень излучения четных гармоник;
c)      последовательное включение входной и выходной емкостей лампы к соответствующим им контурам, что уменьшает начальную емкость этих контуров;
d)      уменьшение напряжения анодного источника вдвое по сравнению с обычной схемой включения для получения равных мощностей;
e)      уменьшение амплитуды выходного сигнала вдвое, что позволяет уменьшить требования к зазору конденсатора «горячего» конца выходного П-контура
 
Недостатки ддвухтактной схемы:
 
a)      необходимость подбора близких по параметрам ламп;
b)      удвоение эквивалентного сопротивления выходного контура, что может оказывать сильное влияние на верхних диапазонах.

В усилителе, построенном по двухтактной схеме, напряжение возбуждения на сетки ламп подается противофазно (т.е. со сдвигом на 180°) с противоположных концов входного трансформатора. Аналогично подключены аноды ламп. Выходной контур усилителя включен во вторичную обмотку выходного трансформатора. При симметрии схемы токи нечетных гармоник складываются на нагрузке, токи же четных гармоник компенсируются. Средние точки обмоток трансформаторов имеют нулевой потенциал (по высокой частоте), поэтому к ним соответственно подключают напряжение смещения и напряжение анода. Однако в связиа присутствия на них некоторого ВЧ-напряжения, связанного с неполной симметрией схемы их (средние точки) нельзя заземлять.

Усилитель, выполненный по двухтактной схеме, может работать как в схемах с ОС, так и в схемах с ОК.

Схема двухтактного усилителя с ОК, выполненного на 4-х лампах 6П45С (6П42С, 6П36С) (вариант E3), приведена на рис.2D1 Чертеж монтажа ВЧ блока усилител приведен на рис.16.19 и рис.16.20. Лампы 6П45С (только!) можно использовать и в схеме с ОС.

Схема двухтактного усилителя с ОС на 4-х лампах ГУ-50 (вариант F3), приведена на рис.2D24. Чертежи монтажа ВЧ блока вариантов усилителя приведены на рис.16.21, рис.16.22 и рис.16.23. Лампы ГУ-50 можно использовать и в схеме с ОК

На входе усилителя включен ШПТ, который увеличивает амплитуду входного сигнала вдвое и создает противофазные сигналы для возбуждения плеч усилителя. Аналогичный трансформатор на выходе усилителя наоборот уменьшает амплитуду выходного сигнала в два раза. Все остальное аналогично предыдущим схемам.

Аналогично строятся схемы на двух лампах ГУ-72 и четырех лампах Г-807.

 

 2. 4 КВ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ С БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫМ (КОМБИНИРОВАННЫМ) БЛОКОМ ПИТАНИЯ

Если для изготовления усилителя у Вас нет возможности приобретения необходимых анодных трансформаторов или просто необходим легкий, но достаточно мощный PA для работы в полевых условиях либо DX-экспедициях, где как известно каждый лишний килограмм при транспортировке не только "кушает" Ваши деньги, но и здорово удлиняет руки, любой из выше описанных усилителей можно выполнить с блоком питания, собранным по бестрансформаторной ли-бо комбинированной схеме. Часто при этом для получения анодного напряжения используются схемы удвоения, утроения либо учетверения или даже ушестерения (я встречал даже схему умножения на восемь) напряжения питающей сети в зависимости от требуемой мощности усилителя. Наличие современных малогабаритных электролитических конденсаторов большой емкости, имеющих высокое рабочее напряжение и одинаковое сопротивление утечки, позволяет выполнять бестрансформаторные высоковольтные источники анодного питания ламповых выходных каскадов усилителей мощности сравнительно малого размера, используя при этом безграничный ресурс мощности такого источника питания как промышленная электросеть. Для получения напряжения накала и необходимых служебных напряжениий можно использовать небольшой по весу и габаритам трансформатор. В нашем случае при использовании учетверения напряжения усилитель получается легче базового в среднем на десять - тринадцать килограммов. Использовать схему умножения напряжения более чем в четыре раза не имеет смысла, так как при этом вес применяемых для этой цели электролитических конденсаторов, учитывая их общую требуемую емкость, а соответственно и количество, становится соизмеримым с весом, объемом и ценой анодных трансформаторов.

Конечно, нет плюсов без минусов. Появляются и некоторые неудобства, к примеру, шасси усилителя в данном случае уже не будет является общей минусовой шиной питания и должно быть гальванически изолировано от сети.

Следует сразу предупредить: в целях безопасности жизни оператора, а также предупреждения выхода из строя аппаратуры, подключаемой к усилителю, эксплуатация данного усилителя возможна только в том случае, когда на радиостанции имеется надежное электро-техническое заземление. В остальном, усилитель не представляет сколь большей опасности, чем всякое другое устройство, имеющее в своем составе высоковольтные источники питания, напряжения которых представляют опасность для жизни человека.

Схема бестрансформаторного БП, использующего принцип умножения напряжения питающей сети для получения анодного напряжения, т.е. не содержащего дефицитных высоковольтных трансформаторов приведена на рис.1D. Схема предназначена для работы от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В, один из проводов которой является нулевым.

Учитывая то, что при таком построении схемы источника анодного напряжения, он не имеет гальванической развязки от первичной сети, а именно этот источник потребляет наибольшую мощность от сети. Поэтому для защиты от проникновения в сеть помех, создаваемых при работе усилителя (пульсаций анодного напряжения), появилась потребность включения на входе источника фильтра радиопомех, состоящего из конденсаторов C22, C23 и дросселя L7.

При таком построении схемы отсутствует гальваническая связь электродов ламп с корпусом усили теля и, следовательно - корпуса с питающей сетью.

При желании в схему БП для увеличения безопасности можно добавить схему автоматического пускового устройство (ПУ), приведенного в [21] и обеспечивающего правильную фазировку питающей сети при включении усилителя. Такое устройство выполнено на реле К7, К8, схема его включения приведена на рис.1E.3. Устройство срабатывает только в том случае, когда к радиостанции подключено электротехническое заземление. При включении ПУ могут возникнуть следующие ситуации:

а) При правильном включении на обмотку реле К2 через нормально замкнутые контакты К1 подается сетевое напряжение и при срабатывании реле включается БП (реле К1 в этом случае все время остается в обесточенном состоянии).
в) Если нарушена фазировка, то при включении срабатывает реле К1 и его контакты "перефазируют" цепи питания, далее выпрямитель работает как обычно.
с) При отсутствии заземления нарушаются цепи питания обоих реле, и реле не будут срабатывать, при этом БП просто не включается.

Таким образом, данная пусковая схема позволяет включать БП при любом положении вилки сетевого провода. Правда, реле РПТ-100, применяемые в схеме достаточно дефицитны, поэтому при их отсутствии, схему можно выполнить так как показано на рис. 1.1. Естественно, можно обойтись и без нее, но тогда каждый раз при подключении усилителя к сети, Вы должны будете контролировать правильность фазировки питающей сети.

Собственно сам учетверитель напряжения выполнен по симметричной схеме, обладающей лучшими динамическими характеристиками и удвоенной частотой пульсаций выпрямленого напряжения. Схема включает конденсаторы C24 - C27, C1 - C8 и диоды VD1 - VD4. Для обеспечения уровеня пульсаций (Uп =0,05%Ua), требуемый для работы усилителя в линейном режиме, численное значение емкости конденсаторов каждого плеча умножителя в мкФ должны и соответствовать численному значению максимальной мощности усилителя в ваттах. Резисторы R1 и R2 – балластные, предназначены для защиты диодов и предохранителей от перегрузок, возникающих в момент включения БП. При анодном токе около 600mA (на пиках сигнала), при указанных на схеме номиналах этих резисторов, на них падает всего порядка 4В и соответственно рассеивается около 2,5 Вт мощности, поэтому нет необходимости отключать их после заряда конденсаторов. Аналогичнм образом работает и БП, выполненый по схеме удвоения напряжения. Остальная часть схемы БП и собственно усилителей соответствует описаным выше и в пояснении не нуждается.

При повторении схемы не следует забывать, что катоды ламп будут находиться под высоким потенциалом относительно корпуса усилителя. Для увеличения надежности работы схемы бестрансформаторного усилителя, при его изготовлении лучше всего применять лампы с изолированными катодами (т.е. лампы, имеющие косвенный подогрев), а в случае применении ламп прямого накала, для питания накальных цепей лучше всего использовать трансформаторы заводского изготовления из серии ТН и ТПП, имеющие надежную изоляцию как между обмотками, так и между обмотками и корпусом. При изготовлении самодельных трансформаторов следует уделить особое внимание этому вопросу, так как от него зависит надежность Вашего усилителя.

Практически любая, из приведенных в данной брошюре схем усилителей может быть использована для работы с бестрансформаторным блоком питания. Схема реализации усилителя на двух лампах ГИ-7Б, приведена на рис.2C (вариант AB).

При мощности возбуждения равной 25 Вт усилитель отдает в антенну 400-450Вт на на нагрузке 75 Ом и около 500Вт на нагрузке 50 Ом на всех любительских диапазонах. Усилитель отличается великолепной линейностью коэффициента усиления во всем диапазоне частот.

Рис. 8 Усилитель с бестрансформаторным питанием на 2-х лампах ГИ-7Б

С целью развязки и защиты выходного каскада трансивера, напяжение возбуждения подается в обмотку III дросселя L6. Конденсатор С14 необходим на тот случай, если по какой-либо причине произойдёт межвитковое замыкание L6. Благодаря его наличию трансивер не пострадает

Проницаемость колец, используемых для намотки дросселя, возможно, придется подобрать. Дело в том, что кольца, выпускаемые различными заводами, неодинаково ведут себя на различных частотах. Поэтому при возможности надо изготовить два-три дросселя, например, 2000НН, 1000НН и 600 – 400 НН и прогнать по очереди их через схему по диапазонам, и оставить естественно тот, при котором выходная мощность более равномер-

на по диапазонам, если конечно Вы не хотите иметь где-то подъем усиления на одном из диапазонов (например для компенсации неравномерности выходной мощности трансивера).

Для развязки с антенной и на выходе усилителя можно также применить ШПТ, изображенный на рис.2.12, но включенный по трансформаторной схеме 1:1, либо для увеличенияполосы удовлетворительного согласования – 2 : 1 (трансформатор в этом случае наматывается в три провода). Изменения, которые необходимо внести в этом случае в схему, показаны на рис.ХХ

При использовании данного усилителя для работы с QRP трансивером его следует дополнить предварительным усилителем выполненым по любой приведенной в альбоме схеме, но лучше использовать схему рис.2.15, это позволит одновременно выполнить развязку выхода трансивера от бестрансформаторного БП усилителя. Обмоткой I трансформатора Т1 в этом случае служит обмотка III дросселя L6.

При использовании усилителя, выполненого по схеме с бестрансформатрным питанием, для работы в полевых условиях его лучше также дополнить коммутатором антенн. Схема коммутатора изображена на рис2.17 – рис.2.18.

Рис. 9 Усилитель с бестрансформаторным питанием на 4-х лампах 6П45С, со встроенным антенным коммутатором.

Чтобы обойтись тремя тумблерами для переключения четырех антенн (четыре не вписываюся во внешний вид), пришлось применить сдвоенные тумблеры МТ-3 и разместить их на задней панели усилителя. При выборе любой из антенн 2 – 4, антенна 1 автоматически отключается. Монтаж коммутатора показан на рис.15АВ (реле коммутатора устанавливаются на месте расположения анодного трансформатора на скобе поз.117, которая крепится к задней панели усилителя).

Если Вы все же считаете, что при такой мощности усилителя Вам все равно плохо отвечают, можно еще несколько увеличить мощность усилителя, собранного по схеме бестрансформаторного питания, собрав источник анодного питания по схеме умножения напряжения на шесть, так как это показано на Рис.1Е4.

При таком построении схемы БП величина анодного напряжения увеличится до 1800 вольт (на холостом ходу). При этом величина просадки анодного напряжения под нагрузкой зависит только от емкости применяемых в умножителе конденсаторов.

Схема умножения напряжения на шесть состоит их двух схем удвоения. Верхняя – C1, С2, С4-C7, VD1, VD2 и нижняя - C8, C9, С11-С14, VD5, VD5. Каждая из этих схем удвоения даёт по 600В. Но поскольку напряжения в точках соединения VD1, VD2 и VD5, VD5 выше на 300В, чем в схеме рисунка 5, то входные разделительные конденсаторы пришлось поставить той же ёмкости, но на удвоенное (600В) напряжение. Обе эти схемы удвоения «подпираются снизу» напряженииями «+300В» и «– 300В», которые получаются с обычных однополупериодных выпрямителей, собранных на VВ3, С3 и VD4, C8 соответственно. В сумме получается 1800В (600+600+300 +300).

Рис. 10 Усилитель с бестрансформаторным питанием на 3-х лампах ГУ-50.

При применении этой схемы, прежде всего, следует уделить повышенное внимание изоляции цепей катода – в этом варианте на них может присутствовать пиковое напряжение относительно заземленного корпуса до 1200В. Именно не менее чем на это напряжение (а еще лучше – с двух-трех кратным запасом) должна быть рассчитана изоляция накального трансформатора, а также (при его применении) входного ВЧ трансформатора. Рабочее напряжение для конденсаторов С19 и Ср в целях надежности конструкции должно составлять 2,5 – 3,5кВ.. Применение пусковой схемы, собранной на R26, C28, K1A, в этом случае обязательно. Конструкция и монтаж измененного блока питания показаны на рис.12G.

Для совместной работы с бестрансформаторным источником питания очень удобно использовать построение схемы самого усилителя по двухтактной схеме. В этом случае гальваническая развязка схемы усилителя от сети переменного тока получается автоматически за счет использования на входе и выходе усилителя разделительных широкополосных трансформаторов (см.. рис.15.3, 15.4 и рис.16.3, 16.4, 16.6.

Конструктивное исполнение модификаций всех приведенных выше схем усилителей приведено на рис.16доп.1 – рис.16доп.24

  1. ДЕТАЛИ УСИЛИТЕЛЕЙ

При конструировании усилителей упор делался на применение в них стандартных заводских деталей, широко используемых в бытовой аппаратуре и имеющихся в наличии у многих радиолюбителей. Исключение составляют анодный и накальный дроссели, катушки П-контура ВЧ и НЧ диапазонов.

Анодный дроссель является одним из важнейших элементов схемы, поэтому к его изготовлению необходимо отнестись с серьезным вниманием. Так при малой его индуктивности, т.е. соизмеримой с индуктивностью анодного контура происходит распределение мощности, а в случае возникновения последовательного резонанса на одном из рабочих диапазонов усилителя происходит «отсасывание» мощности, дроссель при этом сильно разогревается и может даже обуглиться. То же самое может произойти, если Вы выполните контактные выводы в виде замкнутого витка из магнитного материала. Дроссель L1 должен быть рассчитан на ток до 600 mA, его конструкция приведена на рис.12C.


Рис. 11. Анодный дроссель

Дроссель выполнен на каркасе из фторопласта диаметром 20 мм, длина каркаса выбирается в зависимости от используемых ламп. Это сделано для удобства монтажа, необходимо чтобы вывод его "горячего" конца находился на одном уровне с выводом анода лампы. Намотка ведется проводом ПЭЛШО диаметром 0.4 - 0,5 мм. Для намотки берется 16 метров провода. Выбор длины основан на том, что при такой длине провода дроссель не будет является по-

луволновым повторителем ни в одном из любительских диапазонов. Первые 15 витков намотаны с шагом 2,0 мм, для получения необходимого шага на каркасе нарезается спиральная канавка, затем 40 витков намотаны виток к витку, а оставшийся провод наматывается «универсалью» (вариант А), чтобы витки "не плыли", они дополнительно закрепляются клеем «Момент» либо пропитываются лаком. На обоих концах каркаса из посеребренного провода диам. 1,0 - 1,2 мм изготавливаются контактные выводы, которые проходят сквозь каркас, к ним и припаивают выводы дросселя. Получившийся дроссель имеет индуктивность порядка 500 - 600 мкГн и отлично работает на всех КВ диапазонах. Каркас дросселя крепится к шасси латунным винтом М4, для чего с торца каркаса просверлено отверстие под резьбу М4 глубиной 15 мм.. При креплении стальным винтом, он не должен доставать до места расположения катушки, иначе винт превратится в сердечник. Каркас можно взять и заводской керамический. В том случае, если у Вас возникает проблема с намоткой типа «универсаль», дроссель наматывается виток к витку, а для увеличения индуктивности в НЧ часть дросселя вставляется отрезок круглого ферритового стержня диам. 8 мм от магнитной антенны радиоприемников длиной 50 мм (вариант В). Дроссель также можно целиком намотать и на круглом ферритовом стержне от магнитной антенны карманных р/приемников либо на ферритовом кольце диаметром 30-40 мм, к примеру, так как это сделано в радиостанции Р-130. Кольцо предварительно обматывается фторопластовой лентой (лакотканью). В последнем случае для намотки лучше применить провод МГТФ.

К дросселю L8, используемому в катоде лампы, предъявляются гораздо меньшие требования. Он наматывается на фторопластовом каркасе диам. 18 мм, намотка ведется виток к витку также проводом ПЭЛШО диаметром 0.4 - 0,5 мм до заполнения пространства между выводами (см. Рис.12D).

В качестве дросселя L2 используется дроссель заводского изготовления ДМ-0.1 индуктивностью 250 - 500 мкГн, аналогичные дроссели использованы в качестве L1, L2 КСВ-метра.

Антипаразитный дроссель L3 изготовлен из посеребренного провода диаметром 1,2- 1,5 мм, имеет 4 - 5 витков, диаметр намотки 12 мм., шаг намотки 4-5 мм. Внутрь дросселя впаивается резистор МЛТ-2 сопротивлением 51 - 82 Ома. Одним концом дроссель закрепляется на выводе анода лампы, другим - на «горячем» выводе дросселя L1.

Рис. 12. Конструкция дросселя L3

Катушка L4 бескаркасная, диаметр катушки 60 мм, число витков - 6.5, шаг намотки - 7 мм, намотана медной трубкой диаметром 5 мм. Трубку можно не серебрить, так как добротность катушки получется большой и серебрение практически ничего не добавляет. Отводы на катушке выполнены от 2¼ вит. - 10 м., 2 ½ вит. – 12 м., 3½ вит. – 15 м. и 4½ вит. – 17м. Эти данные естественно приблизительны, так как Вы можете немного уменьшить диаметр катушки в зависимости от размеров анодного конденсатора, число витков увеличится, либо ошибиться в расстоянии между витками при изготовлении катушек, поэтому она изготавливается с некоторым «запасом».Он делается приблизительно 3 витка, при настройке лишнее отпиливается. На «горячем» конце катушки нарезана резьба М5, которой катушка вворачивается в конденсатор C17, во второй конец катушка впаипаивается посеребреный провод диам. 1,2 -1,5 мм, им она и крепится к переключателю диапазонов (пропускается сквозь контакты переключателя).

 

Рис.13. Конструкция катушки L 4

Таблица 4

Подводимая мощность (Вт)

Диапазон

(мГц)

Диаметр провода

(мм)

³ 1000

21,0 - 28,0

³ 4,1

 

7,0 - 14,0

³ 3,3

 

1,8 - 3,5

³ 2,6

³ 500

21,0 - 28,0

³ 3,4

 

7,0 - 14,0

³ 2,1

 

1,8 - 3,5

³ 1,6

³ 150

21,0 - 28,0

³ 2,1

 

7,0 - 14,0

³ 1,6

 

1,8 - 3,5

³ 1,0

³ 75

21,0 -28,0

³ 1,6

 

7,0 -14,0

³ 1,0

 

1,8 -3,5

³ 0,6

Отводы от катушки также выполнены посеребренным проводом диам. 1,2-1,5 мм. Учитывая то, что ВЧ-токи протекают только по поверхности проводников, кату-

шку L4 можно изготовить и из биметалла. Она, как и L5 выполнена согласно рекомендациям, приведенными в журнале «Hand-book» за.1986 г. исходя из выходной мощности (см. таблицу 4)

При таком диаметре провода они не перегреваются токами, протекающими через П-контур. Если для изготовления катушки L 4 Вы используете тонкостенную трубку, то при нерезании резьбы в нее надо что-то вставить (залить припоем), чтобы плашка не рвала края трубки. Медь металл «капризный», пэтому для нарезания резьбы необходимо использовать только новую плашку. Если диаметр трубки немного меньше 5мм, конец трубки следует немного сплющить. В остальных случаях конец катушки, который вкручивается в конденсатор, можно выполнить в соответствии с рис.12B.

Рис.14. Конструкция катушки L 5

Катушка L5 наматывается на каркасе из фторопласта (керамики) диаметром 50 мм, шаг намотки – 2,5 мм (на каркасе с целью закрепления витков и удобства намотки также нарезаны спиральные канавки. Глубина канавок должна быть не менее половины диаметра применяемого для намотки провода). Для намотки используется провод ПЭЛ - 1,2 – 1,5, число витков катушки - 25. Отводы выполнены соответственно от 4-го вит. – диапазон 30м.; 8-го вит. – 40м.; 15-го вит. –80 м..

В качестве L5 подойдет катушка от устройства согласования радиостанции Р-104, выполненная на керамическом каркасе. При отсутствии каркаса нужного диаметра катушку очень легко пересчитать под имеющийся каркас.

Для однослойных цилиндрических катушек, у которых

длина намотки равна или больше половины диаметра катушки, расчет индуктивности проводится по формуле:

L = D²´ n² / ( 45D + 100l ),

где L – индуктивность катушки, мкГн; D – диаметр катушки, см;
n – число витков катушки; l – длина намотки катушки, см.

Для наших данных катушки L5 - D = 5см, n = 25, l = 6,25 см, подставив эти значения в формулу получаем L = 5²´25²/(225 + 625) ≈ 18,38 мкГн, причем, если при этом уменьшается и диаметр провода при сохранении длины намотки, индуктивность получится на 1 – 2 % меньше.

Теперь произведем пересчет числа витков катушки, к примеру, для диаметра каркаса 3,5 см. В этом случае величина диаметра каркаса уменьшается на 30 %, следовательно, для сохранения неизменной величины индуктивности необходимо увеличить число витков на 30 %, или примерно на 8 витков. Таким образом, получившаяся катушка будет иметь 33 витка.

Рис.15. Конструкция дросселя L6

Дроссель L6 намотан двумя сложенными вместе проводами на ферритовом кольце проницаемостью 400 - 2000, диаметр кольца 40-50мм. Данный размер диаметра взят для удобства намотки, он может быть и меньшим. Один квадрат сечения феррита держит 300- 500 Вт мощности (в различных источниках приводятся разные величины мощности) К его конструкции предъявляются гораздо меньшие требования чем к анодному дросселю. Обмотки дросселя должны быть рассчитаны на пртекающий ток до 4 А (5 А в случае применения ламп 6П45С). Для бестрансформаторного варианта усилителя на лампах ГИ-7Б, ГК-71

намотка ведется в три провода, причем провод обмотки возбуждения имеет меньший диаметр, т.к. по ней проходит лишь мощность возбуждения, а само кольцо в этом случае должно иметь проницаемость 400 - 1000, это касается и случая использования предусилителя, собранного по рис.2.15. Кольцо перед намоткой предварительно должно быть обернуто фторопластовой лентой либо лакотканью. Количество витков 8-12.(для лампы ГК-71 обмотка III – 20 витков). Их количество не критично и не производит заметного влияния на работу усилителя, поэтому намотка ведется просто до заполнения периметра сердечника. Но мотать больше нет смысла, т.к. просто увеличивается сопротивление дросселя, что ведет к потерям в нем. Провод МГШВ-0.75, очень удобно намотать дроссель двойным сетевым проводом, имеющим к тому же двойную изоляцию. Дроссель хорошо работает на всех КВ диапазонах. Блокировать дроссель по ВЧ конденсаторами не обязательно. При монтаже дроссель располагается вблизи катодов ламп и крепится при помощи двух шайб из изоляционного материала дет.75 и винта М4. Если Вы сверлите отверстия под ламповые панели с помощью центробора, не выбрасывайте получившиеся шайбы, с их помощью Вы закрепите дроссель L6, это касается и L7. В одной из шайб отерстие должно быть диаметром 3,2 мм, в другой под резьбу М3, это нужно для того, чтобы можно было прижать обмотку дросселя к кольцу, закрепив ее таким образом.

Дроссель фильтра помех L7 намотан двумя сложенными вместе проводами МГШВ-0,35 либо двойным сетевым проводом на ферритовом кольце проницаемостью 2000НН и содержит 20 витков, диаметр кольца 50мм. Конструкция и крепление дросселя аналогичны L6.

Входной трансформатор Т1, используемый в двухтактной схеме усилителя, наматывается на кольцевом сердечнике из феррита ВЧ 50 с внешним диаметром около 20 мм. При его отсутствии можно использовать феррит и с проницаемостью 100-600 без заметного ухудшения параметров трансформатора. Намотка обмоток трансформатора производится слабо скрученными проводниками и содержит 6 витков. Выходной трансформатор Т2 намотан на двух, сложенных вместе кольцах из феррита МН1000 диаметром 55 мм, предварительно обмотаных фторопластовой лентой (использованы кольца от трансформатора согласующего устройства радиостанции Р-130). Для намотки использовался скрученный провод МГТФ-1,5, сложенный втрое ( около пяти скруток на сантиметр). Обмотки содержат по 8 витков. При установке трансформатора следует уделить особое внимание правильности монтажа его выводов.

На конденсаторы C1 -.C8 одевается трубка ПХВ соответствующего диаметра либо термоусадочная трубка, вместо этого их можно просто обмотать “скотчем”, это предохранит от выхода из строя высоковольтный выпрямитель при попадании чего-либо (кого-либо HI!) проводящего между корпусами конденсаторов. Если нет возможности найти шайбы (поз.68) под конденсаторы, их можно изготовить самостоятельно, применив для этой цели голый медный провод диаметром 1,2-1,5 мм как это показано на рис.12B (деталь 68А). Для улучшения контакта провод лучше предварительно залудить, это предотвратит в дальнейшем его от окисления. Кронштейн для крепления C24 -.C27 поз.113 можно взять готовым от блоков питания серии ЕС либо изготовить по чертежу.

Анодный конденсатор - двухсекционный от старых вещательных ламповых радиоприемников емкостью 2 х 12-500 пФ, ротор и статор которого предварительно прореженны через пластину, при этом зазор между пластинами конденсатора составит около 2мм, а максимальная емкость секции 120 пФ, секции включаются параллельно. Напряжения пробоя после прореживания (постоянное) составляет 2500-3500В (зависит от тщательности сборки после переделки конденсатора). Очень хорошо подходит для этой цели переменный конденсатор от устройства согласования радиостанции Р-104 (емкость каждой секции 12 - 500пФ), Можно взять для этой цели также и конденсатор от р/ст РСБ-5, имеющий емкость 45 – 230 пФ. На оси этого конденсатора закреплен эксцентрик, который при повороте оси ротора конденсатора на 180° замыкает контакты переключателя, расположенного на корпусе конденсатора. Чтобы иметь возможность работать в диапазоне 160м, на эти контакты необходимо распаять дополнительный конденсатор емкостью 150-220 пФ типа К15У-1 либо КСО-6, который включается параллельно основному конденсатору (не забудьте при этом снизить выходную мощность усилителя до разрешенных 10 Вт! HI!). Чтобы конденсатор хорошо работал в диапазоне 10м, необходимо выфрезеровать или высверлить днище и боковые стенки его корпуса, так как при этом его начальная емкость уменьшится до 30 пФ и конденсатор уже можно использовать. Для дальнейшего уменьшения его начальной емкости необходимо на 2-3 мм срезать верхнюю часть статорных пластин. Можно этого и не делать, а включить последовательно с ним конденсатор малой емкости, однако этот вариант усложняет конструкцию, т.к. корпус основного конденсатора в этом случае должен быть изолированным от шасси усилителя. Подходит и конденсатор от р/ст «ЧАЙКА», его емкость 6 - 600 пФ, вследствие чего настройка на верхних диапазонах получается очень острой, но параллельно ему можно повесить конденсатор типа К15У-1 (КСО-6) емкостью 15-20 пФ, что решит эту проблему. Но все равно в любом случае анодный конденсатор должен иметь как можно меньшую начальную емкость.

Если все-же Вам не удалось достать ничего из вышеперечисленного, в этом случае можно составить конденсатор из двух конденсаторов, как это показано на рис.2.19 - конденсатора по-стоянной емкости Cp номиналом 5600 – 6200 пФ и двухсекционного переменного от обычного приемника емкостью 2 ´ 12 ¸ 495 пФ (Конденсатор предварительно прореживают через пластину. Максимальная емкость конденсатора при этом составит 220 пФ), включенных последовательно. Емкость конденсаторов, включенных последовательно равна

C = C1´C2 / (C1 + C2).

В нашем случае Cmin = 5600´24/ (5600 + 24) = 23,9 пФ, случае Cmax = 5600´220/ (5600 + 220) = 212 пФ, таким образом получили конденсатор 24 ¸ 212 пФ.

Можно для этой цели использовать один двухсекционный конденсатор от обычного приемника 2 ´ 12 ¸ 495 пФ, включив его секции последовательно, как это показано на рис.2.21. При таком включении корпус конденсатора должен быть изолирован от шасси. Крепление конденсатора показано на рис.12F1. Конденсатор винтами М4 впотай крепится к стеклотекстолитовой пластине поз.126, а пластина через три втулки поз.120 винтами М4 поз.103 - к передней панели усилителя. На ось конденсатора насаживается и закрепляется винтом М3 ось поз.127.

Антенный конденсатор, имеющий четыре секции (емкость каждой секции 12 - 510пФ), от авиационного радиокомпаса АРК-5 или АРК-7, либо от р/ст. Р-104 или от согласующего устройства этой же р/ст., если Вы будете использовать усилитель в режиме максимально возможной выходной мощности, его лучше для большей надежности также проредить (конденсатор от р/ст Р-104 прореживать не надо, он имеет достаточный зазор). Если при этом окажется, что максимальная емкость антенного конденсатора мала (так как он прорежен) или не удалось найти такой конденсатор, можно поставить трех- либо двухсекционный, а параллельно ему в зависимости от диапазона подключить конденсаторы постоянной емкости, используя для их подключения две свободные секции переключателя диапазонов.

В этом случае в прцессе настройки усилителя на тех диапазонах, где не хватает емкости C21, его ротор устанавливается в среднее положение, а параллельно C21 подключается вспомогательный конденсатор переменной емкости и им производится настройка, затем замеряется значение его емкости, и он заменяется конденсатором постоянной емкости, требуемой величины. Для этой цели лучше всего использовать конденсаторы типа КВИ либо КСО-6, имеющие достаточные допустимую реактивную мощность и рабочее напряжение. Эти конденсаторы закреплены при помощи пайки на боковой стенке антенного конденсатора C21 (см. рис. 12C).

На чертеже передней панели усилителя отверстия для крепления конденсаторов C20, C21 не указаны, так как их расположение зависит от конкретного типа, применяемого конденсатора.

Для переключения отводов катушки П-контура при переходе с диапазона на диапазон использован галетный переключатель 11П-5Н. Три его галеты, включенные параллельно для большей надежности, служат собственно для переключения отводов, хотя благодаря возможности «холодной» настройки, перенапряженный режим выходного каскада практически отсутствует. Две оставшиеся галеты, включенные также параллельно, используются для подключения в случае необходимости дополнительных конденсаторов постоянной емкости к антенному конденсатору. Перед установкой переключателя его необходимо доработать. Дело в том, что отводы диапазонов 10-18 метров сделаны посеребреным проводом диам. 2,2мм , который шире, чем отверстия в контаках переключателя и не влазят в него. Необходимо их сделать шире. Для этой цели используется шило или «цыганская» игла. Вставив шило в отверстие контакта, и вращая его, постепенно добиваются такого диаметра, чтобы вошел провод. Делается это аккуратно, чтобы не порвать края контакта и не повредить саму ламель.

В качестве трансформатора Тр.3 для вариантов усилителя B и C можно использовать ТА-163 220/127-50, либо ТПП-287. Для вариантов усилителя A, E, - используется ТН-53 220/127-50 ТН-55 220/127-50, ТН-56 220/127-50, ТН-57 220/127-50, (или любой из серии ТН, соответствующий по току и мощности, либо ТПП-287, согласно таблиц 2-3). Для варианта D - ТН-57 220/127-50 (при этом цепи накала ламп VL1, VL2 и VL3, VL4 необходимо будет соединить попарно последователно).

Возможные варианты замены Тр.1-Тр.2 без потери мощности усилителя приведены в Таблице 1. Для намотки трансформаторов, при их самостоятельном изготовлении, используется ленточное железо типа ПЛ 20´40 - 80.

Кнопка S1 - ПКН41-1-2, кнопки S2 - S6 П2К с независимой фиксацией, установленные на общей планке, причем S6 устанавливается только при использовании в усилителе режима "ОБХОД".

Рис. 16. Конструкция реле ТКЕ52ПКТ и РП-2

В качестве К3 использовано реле от усилителя мощности УМ-3 радиостанции Р-105 (его старое название РП-2). Вместо него можно использовать реле из серии ТКЕ52, лучше всего ТКЕ52ПКТ. В этом случае для его крепления используется кронштейн дет.21В, а на стенке БП сверлятся отверстия диам. 3,2 мм согласно рис.10.

Фонари для сигнальных ламп использованы от блоков питания, инженерных пультов и других устройств, входящих в состав машин ЕС-1022, ЕС-1045 и так далее.

Вместо лампочек для индикации можно применить и светодиоды, например, АЛ307, которые запитываются от источника для питания реле. В данном случае светодиоды включаются через резисторы МЛТ-0,25 номиналом 2,7 - 3,0 кОм (при напряжении 24 В) либо 1,2 -1,5 кОм (при напряжении 12 В). Светодиоды устанавливаются на печатной плате, которая крепится к передней панели при помощи втулок поз.74, аналогично кнопкам. Для этой цели в передней панели дополнительно сверлятся отверстия диам. 3,2мм. Чтобы светодиоды плотно входили в отверстия, скорректировать. Чертеж печатной платы под установку светодиодов приведен на рис.13 (Пл.4), а схема включения на рис.2.13 соответственно просверленные для их крепления в передней панели

и фальшпанели, на них натягиваются кусочки полихлорвиниловой трубки соответствующего диаметра, при этом диаметр отверстий в панелях, указанный на чертеже передней панели под фонари, естественно необходимо будет.

Рис.17. Внешний вид платы индикации

Шунты RШ1 и RШ2 намотаны нихромовым проводом на резисторах МЛТ-2 сопротивлением не менее 100 кОм. При возможности лучше всего использовать готовые резисторы типа С5-16Т нужного сопротивления или, если есть С5-16Т большего номинала, изготовить требуемые из них. Как известно, сопротивление является линейной величиной, поэтому С5-16Т разбирается, измеряется длина провода, которым он намотан, и отрезается кусок, длина которого соответствует нужному сопротивлению (см. главу 1).

Лампы ГИ-7Б крепятся самодельными хомутами за выводы сетки в отверстиях, вырезанных в шасси, для крепления ламп остальных типов использованы стандартные панели, что естественно не исключает применение самодельных. При их изготовлении следует иметь ввиду, что контакты выводов должны быть надежными (особенно это касается выводов подогревателя и катода, где протекают большие токи и при наличии переходного сопротивления они будут сильно разогреваться).

Рис. 18. Плата 1.

Транзистор, используемый в катоде лампы любой, с граничной частотой не ниже 100 МГц и током коллектора (стока) не менее 2 А, рабочее напря-жение коллектора транзистора 30 В.

Элементы блока питания R7-R13, C9- C10, VD5-VD6 размещаются на печатной плате Пл.1. Элементы C13 - C14, VD15 - VD16 - на плате Пл.3 Чертежи плат и размещение на них элементов приведены на рис.13.

Втулки поз.71 - поз.73 использованы готовые - от переключателя 11П-5Н, либо можно применить самодельные.

Вентилятор, с целью снижения уровня шумов, создаваемых им, желательно установить на скобе через резиновые втулки либо полностью на резине.

Шайбы под конденсаторы C1 - C8 поз.69, служащие для изоляции корпусов конденсаторов, установленные с обеих сторон шасси - полистироловые, они, как и шайбы поз.68, используются заводского изготовления. При отсутствии этих шайб шасси БП можно изготовить из стеклотекстолита толщиной 4 мм (при использовании более тонкого материала шасси будет прогибаться), но при этом необходимо будет скорректировать положение отверстий на передней стенке БП, служащих для крепления к ней трансформаторов Тр.1,Тр.2.

Винты и гайки, используемые для крепления хомутов на анодах и катодах ламп, конденсатора С19, ктушки L5 - латунные.

Рис. 19. Плата КСВ-метра

КСВ-метр. В качестве переменного резистора R19 в схеме КСВ-метра лучше использовать спаренный потенциометр, у которого обе половины имеют более близкие характеристики, например ПП3, так как от этого зависит точность показаний КСВ-метра. При применении в качестве Р1 и Р2 приборов с током полного отклонения менее 1,0 mA на плате КСВ-метра последовательно с резистором R3 устанавливается резистор R3’, величина которого подбирается в зависимости от чувствительности применяемого прибора. При применении прибора на 1,0mA вместо R3’ ставится перемычка.

Диоды, примененные в схеме, могут быть как германиевыми, так и кремниевыми, например ГД507, КД522А (лучше применить германиевые).

Подстроечные конденсаторы - КПК, КПВМ, трансформатор тока выполнен на кольцевом сердечнике типоразмера К12´6´4,5 из феррита марки М50ВН-14. Первичная обмотка представляет собой отрезок посеребренного провода диаметром 0,8 – 1,0 мм, продетого сквозь кольцо, вторичная обмотка - 30 витков провода ПЭВ-2 0,25. Схема КСВ-метра смонтирована на печатной плате из стеклотекстолита, чертеж платы приведен на рис.13B. Плата установлена в подвале шасси БП и отделена экранирующей перегородкой от остального монтажа усилителя.

 

4. КОНСТРУКЦИЯ И ПОРЯДОК СБОРКИ УСИЛИТЕЛЯ

Теперь, когда Вы внимательно ознакомились с описанием вариантов усилителей и соответствующими им чертежами, толькопосле ознакомления и конкретного выбора Вами варианта усилителя в зависимости от ваших требований и возможностей, а также используемого для работы трансивера, смело приступайте к работе. Это избавит Вас от лишней работы и ошибок при разметке и сверлении отверстий (а меня от кошмарных снов по ночам).

Все чертежи выполнены в натуральную величину, это сделано с той целью, что в случае отсутствия какогото размера на чертеже, его легко можно было бы снять с чертежа.

Следует признать, что при конструировании усилителя был нарушен один из основных законов конструирования – разъемность всех составляющих его частей. Зто в главной степени касается задней панели. Объясняется это тем, что размещение разъемов на лицевой стороне панели позволяет скрыть все огрехи, допущенные при сверлении отверстий в панели при ее изготовлении в домашних условиях, а также отказаться от фальшпанели. В противном случае, чтобы не испортить внешнего вида усилителя, все работы пришлось бы выполнять с особой тщательностью.

Сборочный чертеж усилителя*, выполненный в масштабе 1 : 1,34 (масштаб взят с таким расчетом, чтобы сборочный чертеж полностью умещался на стандартном листе формата А3), приведен на рис.15 - рис.16. Резисторы R15, R17 на рис.16A, B, D, E и F расположены под резисторами R14 и R16 соответственно. Чертеж раскладки жгута базового усилителя (при изготовлении различных модификаций усилителей необходимо скорректировать таблицу проводов), совпадающего по масштабу с масштабом сборочного чертежа, приведен на рис.14.

Чертеж жгута выполнен на бумаге с нанесенной на нее сеткой, шаг сетки 1 см. В целях удобства чтения сборочного чертежа жгут на нем не показан, но если при сборке у Вас возникнут трудности, Вы всегда сможете совместить эти чертежи. По этой же причине не показаны отводы от катушек L4 и L 5.

Конструкция бестрансформаторных усилителей отличается только тем, что шасси ВЧ-блока (поз.5) и БП изготовливаются из стеклотекстолита толщиной 4 мм, а сверху на шасси ВЧ блока устанавливается субшасси из дюралюминия толщ. 2мм (поз.5А), размеры и конфигурация которого зависят от типа применяемых ламп.

Размеры передней панели корпуса усилителя были выбраны в свое время применительно к размерам трансивера «РАДИО-77», а для трансивера «ЭФИР-М», например, его лучше сделать шириной 380мм. Каждый может решить зтот вопрос посвоему. Корпус усилителя разделен на три отсека. В первом отсеке - отсеке блока питания расположены трансформаторы Тр.1 - Тр.3, электролитические конденсаторы С1 - С8, С12; во 2-м отсеке находится блок анодного контура, где расположены разделительный, анодный и антенный конденсаторы, диапазонные катушки, переключатель диапазонов, реле К3 переключения антенны с приема на передачу. Третий отсек - блок высокой частоты (ламповый), где расположены лампы усилителя, анодный дроссель, вентилятор обдува анодов ламп, стрелочные приборы. Блок высокой частоты является сменным, его конструкция зависит от типа примененных в усилителе ламп. Анодные цепи блока ВЧ отделены от сеточных цепей и цепей накала горизонтальным шасси.

Перед сборкой все панели тщательно зачищаются мелкозернистой наждачной бумагой («нулевкой»), при возможности вместо этого их лучше химически обработать.

Фальшпанель, передняя панель усилителя, панель блока питания и задняя панель соединены между собой стяжками круглого сечения поз.8 - поз.13, причем фальшпанель и передняя панель для красоты крепятся к стяжкам хромированными винтами М5 вполупотай. В месте установки передней панели блока питания, стяжки соединяются между собой шпильками М5 поз.14. К стяжкам при помощи винтов М3 крепятся шасси и перегородка блока ВЧ, шасси блока питания. Сечение стяжек может быть и квадратным, просто в конструкции были применены готовые от блоков питания ЭВМ “Минск-32”.

Все органы управления, индикация и стрелочные приборы выведены на переднюю панель. На задней панели находится только переключатель "2 - 3", которым при работе практически не приходится пользоваться. Все разъемы находятся на задней панели. На чертеже передней панели не показаны отверстия для крепежа конденсаторов переменной емкости, так как их расположение зависит от конкретного типа применяемых конденсаторов.

Верхняя и нижняя крышки корпуса (вариант А) крепятся к передней и задней панелям винтами М3 с шайбами и гройверами при помощи бобышек поз.15 либо уголков поз.15А. При изготовлении корпуса по варианту B крышки соединяются между собой с обеих сторон винтами М3 с шайбами и гройверами при помощи планок поз.109, поз.110.

Для придания товарного вида фальшпанель следует отгравировать в соответствии с чертежем рис.3. При изготовлении усилителя в домашних условиях, эта работа выполняется следующим образом: предварительно панель тщательно обезжиривается, затем нагревается на обычной домашней электроплите (плитке), и наконец, на горячую красится в выбранный цвет краской МЛ (желательно любой цвет кроме черного, т.к. нет белой туши). Правда, надписи можно выполнить и красной тушью, но при этом теряется контраст). При возможности перед покраской лучше всего предварительно нанести слой грунта. Использовать для покраски передней панели эмаль ПФ нежелательно, она реагирует с цапон-лаком, при этом покрытие начинает пучиться. Через трафарет тушью “Кальмар” наносятся надписи в соответствии с выбранным Вами вариантом усилителя. Надписи затем закрепляются бесцветным цапон-лаком. Получается неплохой вид. Надписи можно также выполнить при помощи переводного шрифта (кстати, имеется белый шрифт). В этом случае перед нанесением слоя цапон-лака их необходимо закрепить лаком для волос (например "Прелесть"). Есть еще один способ. Чертеж передней панели со всеми надписями выполняется в зеркальном отображении на компьютере и печатается на лазерном принтере, затем прикладывается к фальшпанели и через ткань тщательно проглаживается горячим утюгом. Аналогичным методом изготовляются и печатные платы. Чтобы на плате получился хороший рисунок, чертеж нобходимо прогнать через принтер 2-3 раза.

Чтобы в надписях не было дефектов, панель должна быть гладкой, и, кроме того, перед этим лучше всего предварительно потренироваться Окраску корпуса можно произвести и аэрозольными красками, которые продаются на автомобильных рынках для подкраски автомобилей, но это получается гораздо дороже.

Корпус окрашен эмалью ПФ либо другой на Ваше усмотрение. На рис.17 представлено два варианта изготовления корпуса, по своему желанию можете использовать любой из этих вариантов (кстати, второй вариант родился из-за отсутствия металла большой длины).

Сколь велико бы не было Ваше желание, не спешите приступать к монтажу (знаю по себе, но кроме лишней работы впоследствии, это ничего не дало). Сборку и монтаж усилителя необходимо начинать только после полного выполнения всего объема слесарных работ и покраски всех необходимых деталей и панелей.

Для упрощения работы рекомендуется соблюдение следующей последовательности сборки.

Сначала снизу к шасси БП винтами М3 с головками впотай прикручиваются втулки поз.71 и монтажные стойки Мс3, Мс4 поз.62, затем сверху шасси устанавливаются стяжки поз.13, крепятся они снизу шасси винтами М3 через две втулки дет.73 каждая (на эти втулки затем устанавливаются печатные платы 1 и 2). Далее сверху на шасси устанавливают трансформаторы Тр.1 - Тр.3, причем Тр1.- Тр2. крепятся винтами М6 как к передней панели БП, так и к шасси, что является оновой жесткости всей конструкции, поперечную жесткость создают стяжки. Для крепления к шасси БП кронштейна поз.113, с установленными на нем конденсаторами C24 – C27 бестрансформаторном варианте, служат те же отверстия, что и для крепления трансформаторов. Трансформатор Тр.3 крепится винтами М5 к шасси. После этого подпаивают к выводам трансформаторов концы жгута и жгут заправляется в подвал шасси, сверху на шасси через изолирующие шайбы дет.69 (одна шайба сверху шасси, одна снизу) устанавливаются электролитические конденсаторы C1 - C8 и при необходимости реле К5, К6. Снизу шасси на кронштейнах дет.21 (дет.21А) устанавливается(ются) реле К1(К1А) РЭС34, далее приворачивают к стяжкам винтами М4 заднюю панель УМ, с предварительно установленными на ней разъемами и держателями предохранителей (естественно она должна быть уже окрашена).

Устанавливается передняя панель БП, на нее предварительно крепятся планки поз.22 - 2шт., поз.23(23А) с диодами и стабилитронами, монтажные стойки Мс5 и Мс6 поз.62, кронштейн поз.78 и при необходимости реле К3, установленное на скобе поз.105. Сама панель крепится к Тр.1 - Тр.2. В верхней части конструкции, передняя панель БП и задняя панель УМ соединяются между собой при помощи стяжек дет.12. Далее производится распайка жгута в подвале шасси и к Пл1 и плате КСВ-метра, которые после этого закрепляются на втулках поз.71, поз.73. После этого устанавливается экран КСВ-метра поз.77.

К стяжкам поз.12, поз.13 шпильками поз.14 приворачиваются стяжки поз.8 - поз.11, к которым снизу горизонтально крепится шасси ВЧ блока, с предварительно установленными на нем панелью под лампу (лампы), дросселем L3 вместе с конденсатором C13, переменными резисторами R22 и R23. Конденсатор C13 одним концом припаивается к выводу дросселя L1, а вторым концом к монтажному лепестку поз.61, который в свою очередь винтом М3 крепится к шасси. В вариантах С и Е ламповые панели устанавливаются на пластинах поз.76, поз.107, которые через втулки лоз.74 снизу крепятся к шасси винтами М3, предварительно на пластине (вариант С) закрепляются Мс1, Мс2 поз.60 и четыре монтажных лепестка поз.61. Вертикально крепится перегородка ВЧ блока с также установленными заранее кронштейном поз.19 с реле К2 (РЭС9), реле К3 и втулкой поз.20, раскладывается жгут, провода жгута, идущие к К3 пропускаются через отверстие в перегородке и распаиваются на реле. Производится монтаж жгута и навесных элементов подвала ВЧ блока. Крепится передняя панель с заранее установленными на ней при помощи втулок поз.72 кнопками S1 - S5, приборами P1, P2 и фонарями. На приборе P1 закрепляют плату ПЛ.3, производят монтаж.

К перегородке ВЧ блока через втулку винтом М5 (желательно латунным) крепят конденсатор C17, в него вворачивается «горячий» конец катушки L4, второй конец катушки закрепляют на переключателе диапазонов, затем устанавливают переменные конденсаторы, после чего и производится целиком монтаж ВЧ части усилителя.

Вентилятор обдува ламп устанавливается на скобе поз.76 (за исключением варианта D) через резиновые прокладки, что снижает уровень шумов вентилятора. Сама скоба крепится к стяжкам поз.8 и поз.9 винтами М3. Для этой цели в стяжках дополнительно сверлятся отверстия под резьбу М3, два отверстия в поз.8 и одно - в поз.9 (одно уже имеется). На рис.9А размеры установочных отверстий указаны под установку вентилятора ВВФ-71М, при применении вентиляторов других типов их необходимо скорректировать.

Ножки крепятся к нижней крышке корпуса винтами М4 впотай. Верхняя и нижняя крышки корпуса крепятся к передней и задней панелям, а также друг к другу при помощи бобышек поз.15 (15А). Бобышки прикручиваются через шайбы винтами М3.

Пример выполнения сборочного чертежа усилителя, имеющего режим "ОБХОД" и режим " 3 - 2 " приведен на рис.15BM и рис.16BM соответственно.

При внесении различных собственных изменений и корректировок в конструкцию усилителя помните: ВЧ монтаж производится по кратчайшему пути, место установки блокировочных конденсаторов в любом случае должно находиться непосредственно у сеткок ламп.

Примечание. При изготовлениии бестрансформаторного усилителя со встроенным антенным коммутатором необходимо выполнить дополнительно следующие работы:

а) в плате КСВ метра сделать полукруглый вырез радиусом 3-5 мм под выход коаксиального кабеля (см. рис.16АВ);
в) в шасси БП крайнее отверстие диам.6,2 мм, предназначенное для крепления Тр.1, рассверлить до диаметра 10мм (чтобы сквозь это отверстие мог пройти кабель поз.70);
с) в шасси БП просверлить отверстие диам. 5мм, через которое пройдет перемычка 38 (см. таблицу проводов).

5.   ПОРЯДОК НАСТРОЙКИ УСИЛИТЕЛЯ

Хотелось бы написать: "Устройство, изготовленное из заведомо исправных деталей, в наладке не нуждается". Но, увы.

Прежде чем приступить к настройке усилителя НЕОБХОДИМО УБЕДИТЬСЯ В ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕННОГО МОНТАЖА. Знакомство с высоким напряжением, как правило, не приносит большой радости, да и наблюдение длинного короткого замыкания тоже, опять же приходится проветривать комнату, да и выгорает, как правило, самое ценное, да еще в придачу находящееся к тому же в самом недоступном месте.

При наладке бестрансформаторных схем следует помнить, что они имеют два общих провода. Один - для схемы по постоянному току, он обозначен на схеме точкой "0В". Все измерения по постоянному току следует производить относительно этой точки. Учитывая, что эти цепи не имеют гальванической развязки от питающей цепи, при измерениях необходимо соблюдать правила техники электробезопасности (это, кстати, касается и всех остальных работ). Общим проводом для радиочастотного сигнала является корпус усилителя, и соответственно все измерения ВЧ - напряжений при необходимости производятся относительно него.

Настройка усилителей особенностей не имеет. Её последовательность такова.

Предварительно тренированные лампы вставляются в панельки. Первоначально усилитель настраивают без включения блока питания. Это делается при помощи ГСС и ВЧ вольтметра, либо с помощью ГИР, или просто на слух при помощи приемника. К разъему XP7 (Ант) подключается ГСС, а ВЧ вольтметр - к аноду лампы. В первую очередь необходимо «уложить» число витков катушек, поэтому настройку начинают с диапазона 20 метров. Если резонанс на этом диапазоне получается «гдето близко», попробуйте сжать или раздвинуть витки L4, в противном случае необходимо будет уменьшить число витков. На диапазоне 20 метров катушка L4 должна быть включена полностью. После этого на диапазоне 160 метров подгоняется число витков катушки L5. Затем производится уточнение положения отводов катушек на остальных диапазонах и проверяется возможность настройки П-контура, причем по мере уменьшения частоты от диапазона к диапазону, резонанс должен наблюдаться при все более возрастающих значениях емкостей C20 и C21.

На следующем этапе проверяют работу высоковольтной части блока питания. Для этого на контакты 1 и 4 реле К1 через ЛАТР подают пониженное сетевое напряжение (порядка 60 вольт), что исключит всякие неожиданности, и последовательно меряют напряжение на парах конденсаторов C7, C8 и C5, C6; C3, C4 и C1, C2, если напряжения между соседними парами имеют большой разброс, это означает, что необходима либо тренировка (формовка) конденсаторов, либо их замена. Для тренировки конденсаторов БП выдерживается включенным при входном напряжении сети 60В часов 5-6, затем снова проводятся замеры, если разброс уменьшился – увеличивают напряжение вольт до 150 и т.д. Если разница напряжений между какими-либо из пар конденсаторов не изменилась и составляет вольт 20 - 30 (при U сети = 60В) и соответственно растет при увеличении напряжения сети, то конденсаторы, на которых напряжение имеет меньшее значение, следует заменить (или возможно один из пары), иначе в дальнейшем они все равно подведет. У меня был случай при изготовлении первого усилителя, когда выстреливший конденсатор пробил насквозь шесть билетов на международный матч "Динамо" Киев, которые лежали на полке над усилителем (усилитель был в стадии приработки и стоял без корпуса). По этой причине в целях обеспечения симметрии плеч конденсаторы для использования в схеме умножения желательно приобретать одной партии и с некоторым запасом по количеству, а еще лучше предварительно проверить их на утечку..

Включают питание по нормальной схеме и проверяют соответствие напряжения на электродах лампы (ламп). На аноде лампы должно быть около +1330В (+1260В при бестрансформаторном исполнении), на экранной сетке - +300 В, на управляющей сетке - минус 100 В. Если нечем померить высокое напряжение, достаточно измерить его на конденсаторах C7, C8 и показание умножить на четыре. Переведя усилитель в режим передачи, резисторами R22 и R23 устанавливают необходимый ток покоя ламп в режиме SSB и CW соответственно.

Далее дайте лампам прогреться минимум 5 мин. После прогрева к выходу усилителя подключают эквивалент антенны и ВЧ вольтметр (например типа ВК7-9), при отсутствии необходимых приборов можно для этой цели использовать лампу накаливания мощностью 500 Вт на напряжение 220 В, на вход усилителя подают напряжение возбуждения, при этом ток анода в расстроенном состоянии выходного контура должен быть 400 - 500 mA, а при настройке контура по максимуму выходного напряжения уменьшаться до 300 - 350 mA, а лампа, используемая в качестве нагрузки должна гореть почти в полный накал. Если ток анода ни на одном из диапазонов не достигает этого значения, следовательно, мощность возбуждения на входе усилителя мала. Если же на одном из диапазонов ток анода нормальный, а выходная мощность мала, хотя аноды ламп при этом краснеют, и к тому же «возбуда» нет, значит, конструкция Вашего анодного дросселя получилась неудачной, количество витков дросселя необходимо изменить в большую либо меньшую сторону на 10 – 15%.

При настройке (в случае самовозбуждения) усилителя, выполненного по бестрансформаторной схеме, возможно придется экспериментально подобрать место установки конденсатора Ср, либо набрать его из нескольких, разместив их вокруг панелей ламп.

На следующем этапе, включив трансивер в режиме настройки и плавно увеличивая напряжение возбуждения, проверяют линейность работы усилителя, т.е. соответствие возрастания выходной мощности трансивера росту анодного тока и выходной мощности РА. Прекращение роста выходной мощности РА при продолжающемся росте анодного тока говорит о «насыщении» т.е. появлении тока сетки. В этом случае нужно уменьшить мощность возбуждения. Не забывайте об этом при работе в эфире, не будет жалоб на ваши «хвосты» от друзей - коллег по эфиру, а соседи любители TVI не будут лазить по крыше с кусачками.

КСВ-метр настраивается при подключенном эквиваленте антенны. Переключатель S5 устанавливают в положение «КСВ», подают раскачку с передатчика и подстройкой емкости конденсатора C1 изменяют коэффициент деления емкостного делителя C1, C2 так, чтобы амплитуды напряжения на конденсаторе C2 и резисторе R1 уравнялись. Поскольку эти напряжения по отношению к диоду VD1 включены встречно, ток через диод должен быть равен нулю. Если подстраивая C1, не удается установить стрелку прибора P1 на нулевое деление шкалы, то следует поменять местами выводы обмотки II трансформатора Т1 КСВ-метра. Затем меняют местами точки подключения выхода УМ и эквивалента, и подстраивая C3, устанавливают на нулевое деление стрелку прибора P2. Далее восстанавливают соединения, подключают нагрузку, подают раскачку и резистором R19 устанавливают стрелку прибора P1 на последнее деление шкалы (если показания прибора «зашкаливают», необходимо уменьшить число витков вторичной обмотки трансформатора Т1 и, наоборот при слабом отклонении стрелки прибора – увеличить число витков). При сопротивлении нагрузки 75 (50) Ом стрелка прибора P2 при этом должна находиться на нулевом делении шкалы, что соответствует КСВ =1,0. Изменяют сопротивление нагрузки и на шкале прибора P2 отмечают соответствующее этому сопротивлению значение КСВ и т.д. Верхний предел измерения КСВ каждый устанавливает по собственному желанию. Не забывайте и в дальнейшем при каждом измерении резистором R19 устанавливать стрелку прибора P1 на последнее деление шкалы.

Теперь можно приступить к градуировке прибора Р2 для измерения мощности. Для этого включив трансивер в режиме настройки “выжимаете” из усилителя максимум выходной мощности (в нашем случае это 350 - 200 Вт), измеряете напряжение на нагрузке и пользуясь Таблицей 5 находите соответствующую этому напряжению максимальную мощность Вашего усилителя. Вращая движок резистора R3 КСВ-метра устанавливаете стрелку прибора Р2 на последнее деление. Это деление будет соответствовать максимальной мощности усилителя, при этом, возможно, что R3 придется подобрать. Далее уменьшая напряжение раскачки и контролируя напряжение на выходе усилителя градуируете остальную шкалу прибора. В дальнейшем при измерении следует помнить, что точность показания прибора при измерении мощности в реальной антенне будет тем выше, чем лучше КСВ, т.е. чем ближе сопротивление используемой Вами антенны к 75 (50) Ом.

Усилитель, собранный по варианту А, сначала настраивается без подключения предварительного каскада. Первоначально устанавливается ток покоя ламп в пределах 60-100 mА подбором числа стабилитронов (VD11-VD14). К примеру при применении трех стабилитронов Д815А ток покоя получился 30mА, перемычкой закорачиваем VD11, ток покоя возрастает до 150 mА. Убираем совсем VD11, а в качестве VD12 ставим стабилитрон Д815Б, Iо становится 75mА, тогда опять меняем VD12 на Д815А, а вместо VD11 используем диод типа КД202 или аналогичный, включенный в прямом направлении, ток покоя становится 100 mА, если он меньше добавляем еще один диод КД202 (место для установки этого диода предусмотрено на планке дет.23А).

При использовании стабилитронов других типов необходимо иметь в виду то, что максимальный ток через них на пиках сигнала может достигать величины 1,0 А.. Применение стабилитронов Д815А обусловлено тем, что в данном случае могут быть использованы даже без радиаторов. Стабилитроны Д815А можно заменить на включенные параллельно через ограничительные резисторы сопротивлением 3 – 4 Ома стабилитроны Д815Е-Ж (буква определятся при настройке). К диодам предъявляются требования только по прямому току (он должен быть больше 1,0 А), так как приложенное к ним напряжение незначительно.

ТОЛЬКО ПОСЛЕ ПРОВЕДЕНИЯ ЭТОЙ ОПЕРАЦИИ можно приступить к настройке предварительного каскада. Такой порядок позволяет произвести настройку быстро и без разочарований. Из схемы видно, что транзистор подключен параллельно цепочке L6, VD11-VD13, поэтому, приоткрывая транзистор VT1, можно регулировать ток покоя ламп. Первоначально движок переменного сопротивления R22 ставится в положение максимального сопротивления. После этого включите усилитель и дайте лампам прогреться минимум 5 мин. После прогрева с помощью R22 можно установить номинальный ток покоя. После настройки при желании резистор можно заменить на постоянный, соответствующего номинала. Далее, включив трансивер в режиме настройки и, плавно увеличивая напряжение возбуждения, проверьте линейность работы усилителя, при "насыщении", т.е. появлении тока сетки нужно уменьшить величину R23. Если ток анода ни на одном диапазоне не достигает 0,5 А, значит мощность возбуждения мала и можно сопротивление R23 увеличить. При настройке следует помнить, что настройка производится по максимуму ВЧ напряжения на эквиваленте антенны, либо в отсутствие такового с помощью простейшего индикатора напряженности поля непосредственно в самой антенне . Не рекомендую настраивать усилитель по максимуму анодного тока, при этом Вы просто переводите каскад в режим усилителя постоянного тока, что не будет соответствовать режиму максимальной выходной мощности.

Согласование используемого для работы трансивера со входом усилителя, постоенного с бестрансформаторной схемой питания анодных цепей (на 2-х ГИ-7Б) производится путем изменения числа витков обмотки III L6 по минимуму КСВ на входе усилителя и максимуму отдава

При наладке усилителя, собранного по двухтактной схеме, прежде всего, следует добиться симметрии плеч, т.е. равенства ВЧ напряжений на сетках (катодах) ламп. В случае необходимости делается это перемещением средней точки обмоток I и II входного трансформатора Т1. Далее изменением коэффициента трансформации этого же трансформатора подгоняют приемлимое значение величины КСВ по входу усилителя.

Таблица 5.

 

п/п

Градуировка прибора Рвых.

Градуировка КСВ-метра

Выходная

мощн. Вт

Напряжениена на нагр. В

Сопротивление

нагрузки Ом

Знач.

КСВ

Сопротивление

нагрузки Ом

Знач.

КСВ

Rн=75 Ом

Rн=50 Ом

1.

350

162,0

132,3

75

50

1,0

150

100

2,0

2.

300

150,0

122,5

82,5

55

1,1

187,5

125

2,5

3.

250

136,9

111,8

90

60

1,2

225

150

3,0

4.

200

112,5

100,0

97,5

65

1,3

262,5

175

3,5

5.

150

106,1

86,6

105

70

1,4

300

200

4,0

6.

100

86,6

70,7

112,5

75

1,5

375

250

5,0

7.

75

75,0

61,2

120

80

1,6

450

300

6,0

8.

50

61,2

50,0

127,5

85

1,7

525

350

7,0

9.

25

43,3

35,4

135

90

1,8

600

400

8,0

10.

10

27,4

22,4

142,5

95

1,9

675

450

9.0

В процессе настройки любой из схем усилителя может оказаться, что полоса удовлетворительного согласования с нагрузкой недостаточна для перекрытия рабочего участка диапазона без подстройки элементов П-контура. Ширина полосы согласования зависит от коэффициента трансформации сопротивления в согласующей цепи, и представляет собой соотношение:

N = Rэ / Rн, где - эквивалентное сопротивление лампы выходного каскада, а - соответственно, сопротивление нагрузки.

Таким образом, при использовании для питании антенны коаксиального кабеля со стандартным волновым сопротивлением 50-75 Ом, в нашем случае получаем коэффициент трансформации примерно равным 20. Его значение можно уменьшить (соответственно при этом расширится полоса удовлетворительного согласования) увеличив сопротивление нагрузки, т.е. применив на выходе П-контура для согласования с нагрузкой ШП трансформатор с коэффициентом трансформации 4 : 1 (рис.2.12). Однако при этом следует иметь в виду, что с увеличением величины Rн напряжение на C21 при сохранении выходной мощности также увеличится, поэтому зазор между его статорными и роторными пластинами должен быть увеличен. Этот трансформатор выполняется аналогично дросселю L6 (кольца для его намотки лучше взять проницаемостью 600-1000, подходят кольца от САУ для р/ст. Р-130) и устанавливается на передней панели БП (рис.15BM, рис.16BM). Крепление трансформатора также аналогично креплению дросселя L6.

Теперь несколько советов:

1.Усилитель не «любит» работы с большим КСВ (≥2,5),при этом происходит перераспределение мощности и, часть этой мощности идет в дроссель, пробивая его.

2. Усилитель желательно заземлить. В процессе эксплуатации бывали случаи, когда во время сильных грозовых разрядов "выбивало" сетевые предохранители. Это происходило в тех случаях, когда с усилителем использовались антенны открытого типа (LW, Inv.Vee, V-Beam и т.д.), которые во время грозы не были отключены.

3. Не стремитесь получить с усилителя выходной мощности больше, чем позволяет габаритная мощность примененных Вами трансформаторов питания, хотя примененные в данной конструкции трансформаторы естественно выполнены с запасом , но по существующим (и никем пока не отмененным) законам Мэрфи - как раз в самый ответственный момент (например при вызове P5 или на крайний случай FO0) они и прикажут долго жить (а ведь он уже вот-вот должен ответить, да еще кажется Вам!). Кроме того, из-за просадки анодного напряжения это в первую очередь повлияет на качество сигнала Вашего радио.

4. Не поленитесь, выполните все работы, и тогда Вам всегда будет что предъявить и чем гордиться перед радиолюбительским братством, ведь у них усилитель работает только без корпуса, да еще в придачу только стоящим на боку, а перед включением его еще надо и ударить в определенном месте кулаком (а может и не раз !).

5.Усилитель предназначен для проведения межконтинентальных связей, т.к. для проведения местных необходимо применять как минимум ГУ-5Б, ну, в крайнем случае, допускается ГУ-81 (но при 3 кВ на аноде). Сущность этого в следующем: все ручки усиления на приемнике сразу устанавливаются в нулевое положение, при этом, вопервых, даже любой самый примитивный детекторный приемник абсолютно перестает шуметь, во-вторых, сколько бы остальные "умники" не "брэкали" на частоте, им не помешать Вашей приятной беседе о видах на урожай и т.д. А все прочие из-за "субпрдуктов" сами разбегутся в стороны кГц где-то на пятьдесят - сто, им же тоже надо услышать кого-то.

6. Если собранный Вами с любовью и знанием дела усилитель не заработал, сразу становится ясным, что естественно автор – дурак и схема его дурацкая, а генетика, опять же естественно, тут не при чем. Конечно зто все юмор.

И самое главное, чего нельзя никогда забывать - усилитель лишь в том случае будет Вам хорошим помощником, если он является приложением к хорошей антенне.

 

О ПРОДУКТЕ. Описанное выше не догма, а практическое руководство к работе, подсказывающее направление конструирования, в процессе творчества вы можете увеличить габаритные размеры, изменить компоновку в зависимости от примененных Вами деталей, Вашей фантазии, возможностей, опыта и т.д., короче - творите как мы, творите лучше нас. Главное, прошу писать обо всех пожеланиях, критических замечаниях и обнаруженных Вами ошибках, как теоретического, технического, так и орфографического характера. Материал готовился и редактировался фактически одним человеком, поэтому практически невозможно было отследить все. Заранее большое СПАСИБО.

Внимание:по мере разработки и изготовления конструкций брошюра все время пополняется новыми материалами по описанию этих конструкций, а также материалами по модификациями ранее описанных вариантов.

Файлы для скачивания

И в заключение. Хотелось бы выразить огромную благодарность А.С.Рожнову UY0UZ и В.В.Юрченко UT5UAO за большую техническую помощь, оказанную ими в изготовлении отдельных опытных образцов усилителей и проведении экспериментов по отработке их отдельных узлов.

По всем вопросам, связанными с получением полной документации для изготовления всех вариантов усилителей (конечно, если этой недостаточно !), а также по вопросам консультации по изготовлению, настройке либо приобретению отдельных узлов усилителей (например жгутов, анодных дросселей и т.д), за исключением заводских, а также готовых усилителей прошу обращаться либо через E-mail: uy0uy@mil.gov.ua , либо по телефону. в Киеве (044) 413-92-61, либо на домашний адрес. Стараюсь отвечать всем.

До встречи в эфире.73! de UY0UY.