Music Angel - Лампові підсилювачі - Рекомендації щодо повторення репліки схеми Вільямсона-Хафлера-Кероїса. Лампово-транзисторний лінійний підсилювач потужності для аматорських діапазонів. Вихідний каскад трансівера на гу.

Підсилювач потужності для SDR – 1000

Даний підсилювач потужності призначений для спільної роботи з програмно-визначеним трансівером SDR-1000, Вихідна потужністьякого близько 0,5 Вт, хоча заявлена ​​вихідна потужність щонайменше одного Ватта. Крім того, він може бути використаний для використання спільно з трансіверизованим радіоприймачем будь-якого типу, наприклад, Р-326М, Р-399А, Р-160П.

Підсилювач потужності складається з двох каскадів: широкосмугового підсилювача напруги, виконаного на транзисторах VT1 і VT2, що працює в класі А - драйвера, і власне підсилювача потужності, в якому задіяні дві лампи ГУ-29, включені паралельно і працюють у класі АВ1.

Даний підсилювач був розроблений та виготовлений для повсякденної роботи в ефірі, при якій його вихідної потужності більш ніж достатньо. Лампи ГУ-29 були застосовані з огляду на досить хорошу лінійність і доступність. Підсилювач має вихідну потужність близько 100 Вт на всіх діапазонах. Вхідна напруга дорівнює 3 Вольтам, внаслідок застосування атенюатора виконаного на резисторах R15..R17, який послаблює вхідний сигнална 14 Дб (у 5 разів за напругою). Якщо вихідна напруга, яку необхідно подати на вхід підсилювача менше 3 вольт, можна встановити атенюатор з меншим ослабленням, або взагалі відмовитися від нього. Чутливість каскодного підсилювача напруги на транзисторах VT1 і VT2 (драйвера) досить висока і дорівнює 0,5 В. Розміри корпусу 137 х 240 х 240 мм, що визначилося наявним.

У каскаді посилення потужності була застосована схема із загальним катодом та подачею напруги збудження в сітку. Працюючи РА вхідний сигнал через ВЧ роз'єм XW1 і контакти реле К1.1, аттенюатор, надходить на вхід П – образного фільтра низької частоти (ФНЧ), частота зрізу якого дорівнює 47 мГц. ФНЧ - С11, L6, С13, плюс вхідна ємність транзистора VT2 має Батервортівську характеристику, з завалом амплітудно-частотної характеристики на частоті зрізу, що дорівнює 3Дб. Застосування ФНЧ корисне одразу з кількох причин. Перша-це зменшення рівня вищих гармонік, друга: ФНЧ компенсує вхідну ємність транзистора VT2, внаслідок чого вхідний опір РА стає частотно-незалежним, і амплітуда збудливого сигналу не падає зі зростанням частоти. Без ФНЧ на верхніх діапазонах вона впала б більш ніж 35…45%. Крім того, ФНЧ допомагає отримати добрий коефіцієнт стоячої хвилі(КСВ) на вході підсилювача потужності. В результаті трансівер працює на узгоджене навантаження. Як видно, застосування ФНЧ більш ніж виправдане. Вихід ФНЧ навантажений на вхідний опір драйвера, який наведено до 50 Ом. З опору навантаження драйвера R14, посилена високочастотна напруга надходить на сітки ламп VL1 і VL2. Це звичайно, небагато, але більше не потрібно. Завдання фільтрації побічних коливань по входу підсилювача не ставилося, так як із цим справляються вихідні ланцюги трансівера. Хоча, деяка фільтрація вищих гармонік звичайно є. У цьому випадку дві паралельно включені лампи працюють на загальне навантаження, П – контур.

Реле К3 та К4, що замикають на корпус з обох кінців у режимі передачі відрізок коаксіального кабелюслужбовця для " Обходу " підвищують стійкість підсилювача потужності.

Дросель4 і конденсатор С17 служать захисту блоку живлення від можливих УКХ коливань при самозбудженні РА. На виході П-контуру для зручності налаштування встановлений високочастотний вольтметр. У режимі передачі, коли натиснута педаль, електронний ключ, виконаний на транзисторі VT2 див. Рис.2, приходить в дію, транзистор VT2, відкривається і реле К1 ... К5, включені в його колекторний ланцюг спрацьовують. Контакти реле К5.1 на малюнку 2 перемикається, і на екранні сітки ламп подається напруга живлення від стабілізатора напруги, виконаного на транзисторі VT1, який, незважаючи на свою простоту, показав хороші результати. Резистор R6, який підключається до виходу стабілізатора, підвищує стабільність стабілізатора напруги в режимі прийому. Роботу стабілізатора можна ще покращити, застосувавши замість баластного резистора R4 лампочку на відповідну напругу та струм, і яка гратиме роль бареттера, покращуючи коефіцієнт стабілізації.

Силовий трансформаторТр.1 блоку живлення включаються в мережу плавно, через струмообмежуючий резистор R1, які потім замикається коротко контактами тумблера В1 мають середнє нейтральне положення. Ця проста схемавключення значно продовжує життя лампи та силовим трансформаторам, та й усьому РА загалом. Відомо, що нитка напруження холодної лампи має опір у кілька разів менше, ніж нитка напруження у прогрітій лампі. Отже, пусковий струм накалу лампи в кілька разів перевищує номінальний струм накалу лампи. Такий великий струм увімкнення перевантажує нитку напруження, руйнує її структуру, зменшує термін служби лампи. Тому застосування плавного включення більш ніж виправдане. Джерело анодного живлення має захист від перевищення струму. Резистор R11 на рис.1 обмежує струм при пробої, або короткому замиканнівиходу джерела анодної напруги на рівні, що дорівнює 535/10 = 53,5 А. Застосовані діоди типу FR207 витримають цей імпульс струму і не вийдуть з ладу. Джерело анодного живлення виконаний за схемою подвоєння і має досить хороші динамічні характеристики, що забезпечується досить великими величинами ємностей електролітичних конденсаторів застосованих у схемі.

Всі деталі, що відносяться до високочастотного блоку, з'єднані між собою шинками шириною 20 мм, які нарізані з лудженої жерсті від банок розчинною кавою. З'єднані з шинками: катоди ламп, токосьєми конденсаторів змінної ємності, що входять в П - контур, антений роз'єм, земляна клема, блокувальні конденсатори в ланцюзі анодного дроселя. Особливо ретельно слід з'єднати з шиною токосьєми КПЕ (конденсаторів змінної ємності), висновки додаткових конденсаторів, що заземлюються, що підключаються до них, і катоди ламп. Між точками заземлення КПЕ і катодів ламп не повинно бути заземлення інших деталей, що йдуть на корпус, оскільки між ними тече великий контурний струм.

Вхідні ємності ФНЧ (С11, С13) складені з двох конденсаторів типу КТ-2 можна застосувати один конденсатор типу КТ-2, величина якого підбирається за допомогою приладів.

Др.1 містить 7 витків намотаних на оправці діаметром 10 мм високоомним дротом з ніхрому діаметром 0,8 мм. Довжина дроселя 25 мм, відведення від середини.

Др.4 містить 5 витків, намотаних проводом ПЕВ-2 1,3 мм на оправці діаметром 10 мм, довжина намотування 18 мм., Котушка L6 індуктивності вхідного фільтра ФНЧ містить 8 витків проводу ПЕВ-2 1,2. Намотування безкаркасна, діаметр 8 мм? Довжина намотування 14,5 мм. ФНЧ, атенюатор, драйвер укладено в один загальний екран, розташований біля панелек радіоламп під шасі.

Анодного КПЕ взято від якоїсь промислової апаратури.

Дані контурних котушок наведено нижче. Відведення скрізь вважаються від гарячого кінця (анода).

Котушка L4 має 9 витків безкаркасного намотування, діаметр дорівнює 30 мм, довжина намотування дорівнює 32 мм, намотана посрібленим дротом діаметром 3 мм, відведення від 3-го і 6-го витків.

Котушка L5 намотана на каркасі діаметром 40 мм. Містить 25 витків, діаметр дроту дорівнює 1,2 мм, довжина намотування дорівнює 40 мм. Відведення від 6-го та 13-го витків.

Анодний дросель намотаний на фторопластовому стрижні діаметром 18 мм, довжина намотування дорівнює 90 мм, провід 0,4 мм, відведення від середини.

Реле К1, К3 та К4 типу РЕМ-49, паспорт РС4.569.421-00. Реле К2 – типу РЕН-33, паспорт РФ45 100021-0002, Силовий трансформатор Тр1 застосований типу ТС-180.

Катоди ламп VL1 і VL2 підходять в точку а де з'єднуються зі стабілітронами VD1 і VD2, що створюють напругу зміщення двома окремими відрізками монтажного дроту: ab і ac. Це необхідно, інакше самозбудження не позбутися. Резистори R6 ... R10 також служать для придушення самозбудження підсилювача потужності.

Підсилювач потужності працює в класі АВ1. Струм спокою ламп, рівний 100 ... 120 мА виходить автоматично, треба тільки так підібрати стабілітрони в ланцюги катода, щоб на них була позитивна напруга порядку 18 ... 20 відносно шасі.

Вхідний ФНЧ треба налаштовувати, якщо знадобиться, на діапазоні 28 МГц, орієнтуючись мінімум КСВ в кабелі, що з'єднує трансівер з РА. Налаштування здійснюється шляхом підбору індуктивності L6 та вхідних ємностей ФНЧ. Крім того, для цієї мети дуже добре підходить "Антеноскоп" з К. Ротхаммеля плюс будь-який генератор високої частоти, наприклад, Г4-18А. Розмір КСВ у разі перебуває як ставлення опорів. Налаштування драйвера досить просте і зводиться до встановлення струму спокою транзисторів VT1 та VT2 порядку 80…90 Ма шляхом підбору резисторів R11 та R13.

П – контур спочатку слід налаштувати «холодним» способом, схема стенду наведена на рис3. Не слід, як рекомендують деякі автори, відключати лампи та анодний дросель від схеми та замінювати їх еквівалентною ємністю. По-перше, важко точно виміряти ці ємності, і не у всіх є вимірювач ємності, а по-друге, анодний дросель у схемі паралельного живлення підключений саме паралельно котушкам П-контуру (за допомогою блокувальних конденсаторів С17 і С18). Отже, через нього тече контурний, реактивний струм, що залежить від величин змінної напруги на аноді лампи та індуктивності самого дроселя. Як відомо, при паралельному з'єднанні двох, або кількох котушок самоіндукції, їх загальна сумарна величина індуктивності зменшується і стає менше величини будь-якої з паралельно підключених котушок. Відомо, що максимальне зменшення величини котушки самоіндукції П–контуру відбудеться на діапазоні 1,8 МГц. На діапазоні 28 МГц вплив анодного дроселя на зменшення величини індуктивності контурної котушки незначно, знаходиться в межах похибки вимірювальних приладів, і їх можна знехтувати. При виготовленні котушок точно за описом налаштування зводиться до перевірки наявності резонансу посередині діапазонів. Для цього підійде гетеродинний індикатор резонансу (ГІР), який, незважаючи на свою простоту, є універсальним високочастотним приладом і незаслужено забутий в наш час. Не варто забувати і про неонову лампочку, яка закріплена на довгу склотекстолітову поличку є відмінним піковим індикатором високочастотної напруги і дозволяє точно визначити момент точного налаштування П-контуру в резонанс, або, наприклад, наявність самозбудження. За кольором її світіння можна визначити приблизно частоту самозбудження: на робочій частотісвітіння неонової лампочки має жовтувато-фіолетовий колір, а при самозбудженні на УКХ, її світіння набуває блакитнуватого відтінку.

Анодний струм ламп при засмученому П-контурі повинен бути близько 300 мА. Анодний струм ламп при налаштованому П-контурі не повинен бути меншим за 240... 250 мА. Тобто, "провал" анодного струму в процесі налаштування П-контуру не повинен перевищувати 60 мА, тому що при цьому відбувається перерозподіл анодного струму "на користь" струму екранних сіток ламп. Отже, більший струм екранних сіток викличе їх перевантаження за потужністю , а лампи перейдуть у перенапружений режим, що небажано, так як лінійність РА погіршиться.

Добре налаштований підсилювач потужності не створює перешкод для телебачення та іншої побутової апаратури. Цілком можливе застосування ламп ГУ-19, які трохи лінійніші і менш схильні до самозбудження.

Література:
1. Каскодний широкосмуговий підсилювач потужності. Радіо №3, 1978 рік.
2. Л. Євтєєва. "Холодна" настройка П-контуру передавача. Радіо,1981 №10.

Олександр Кузьменко (RV4LK).

Рис.1.

Матеріал підготував Ю. Погребан (UA9XEX).

Для вихідного каскаду радіостанцій 2-ї категорії, потужність передавального пристрою яких на всіх аматорських KB діапазонах, за винятком 160 м (робота на діапазоні 30 м цим радіостанціям не дозволена), може дорівнювати 50 Вт і які можуть мати режим SSB, рекомендується використовувати наступні прилади: транзистори - КП904, КТ909Б, Г (2 шт.), КТ922В, Д (2 шт.), КТ926, КТ927, КТ930-КТ932 (2 шт.), ККТ935, КТ945, КТ958, КТ9 лампи – ГІ-30, ГМІ-10, ГУ-19, ГУ-29, ГУ-42, ГУ-50, 6П20С, 6П45С.

На рис. 2.39 наведено схему підсилювача потужності радіостанції 2-ї категорії, в якому використано лампу 6П45С, включену за схемою із заземленою сіткою.

Схема із заземленою сіткою дозволяє використовувати в підсилювачах потужності високої частоти лампи, які спеціально для цього не призначені. У схемі застосований потужний променевий тетрод, зазвичай використовується в пристроях малої розгортки телевізорів. На відміну від інших аналогічних вітчизняних радіоламп, 6П45С має окремий висновок від променетворних пластин, це визначає можливість її успішного застосування в пристроях із заземленою сіткою (якщо променетворні пластини з'єднані всередині лампи з катодом, то ємність катод - анод виявляється неприпустимо великий). Зазвичай підсилювач за схемою із заземленою сіткою для свого збудження вимагає потужність, рівну 10...20% від вихідний. Для отримання коефіцієнта посилення за потужністю близько 50 ланцюг катода VL1 включений польовий транзистор VT2. Це дозволить використовувати з підсилювачем потужності (рис. 2.39) розглянуті вище збудники з вихідною потужністю близько 1 Вт. Стійка робота VT2 та всього підсилювача забезпечується включенням у ланцюг затвора VT2 низькоомного резистора R15, який є навантаженням збудника. Катод VL1 ізольований від ланцюга живлення початку високій частотідроселем L5-L6, а по постійному струму з'єднаний з корпусом тільки через VT2. Управління переходом з прийому передачі здійснюється замиканням на корпус з'єднувача XS2. Поки цей ланцюг розімкнений, VT1 відкритий і струм його колектора викликає спрацювання ВЧ коаксіального реле К1. При цьому антена відключена від підсилювача потужності та з'єднується з входом приймача. Одночасно відкритий VT1 знижує напругу на сітці керуючої VL1 до часток вольта і позитивна напруга на катоді VL1, створюване дільником напруги R6, VT2, виявляється достатнім для закривання VL1.

При замиканні кола управління через XS2 транзистор VT1 закривається, обмотка реле К1 знеструмлюється і антена перемикається від входу приймача на вихід підсилювача потужності. Одночасно на керуючу сітку VL1 подається 24 через обмотку реле К1 і VL1 відкривається. Струм через VL1 підбором резистора R10 встановлюється близьким до 50 мА.

При подачі на XS5 збудження потужністю близько 1 Вт струм через VL1 збільшується до 200 мА.

В анодний ланцюг VL1 включений ланцюг R9, L2, що виключає можливість самозбудження каскаду на УКХ.

Навантаженням VL1 служить П-контур, як конденсатори змінної ємності якого використані два однакові здвоєні блоки конденсаторів від радіомовного приймача із зазором між пластинами не менше 0,3 мм. Перший блок конденсаторів С10 ізольований своїм корпусом від шасі, один зі статорів з'єднаний з шасі, а інший - з L3 так, що конденсатори С10.1 і С10.2 виявляються послідовно з'єднаними, утворюючи конденсатор налаштування з максимальною ємністю 225 пФ і еквівалентним зазором не менше 0,6мм. Конденсатор зв'язку утворюють паралельно з'єднані С11.1 та С11.2. Живлення підсилювача потужності здійснюється від двох випрямлячів. Перший випрямляч, зібраний на діодах VD1-VD4, дає напруги +500 для живлення анода VL1 і +250 для живлення екрануючої сітки цієї лампи. У цьому випрямлячі, як і в підсилювачі потужності (рис. 2.37), хороша фільтрація напруги живлення анода не обов'язкова, але необхідна фільтрація живлення сітки, що екранує, забезпечується.

Другий випрямляч на 4-24 В живить обмотку реле та Ланцюги управління переходом з прийому на передачу. Необхідне згладжування напруги, що надходить на сітку VL1, здійснюється фільтром R5C6.

Дросель L1 намотаний на текстолітовому стрижні діаметром 80 мм дротом ПЕШО 0,31. Від кінця, з'єднаного з С7, спочатку намотується виток до витка обмотка довжиною 80 м, а потім з кроком 1 мм ще 25 витків. Після намотування дросель покривають шаром клею БФ-6 і висушують до полімеризації. Котушка L2 намотана дротом ПЕВ-2 0,8 на каркасі, яким служить резистор R9 типу МЛТ-1, число витків 4, довжина котушки 8 мм. Для діапазону 10 м-код використовується котушка L3. Вона містить 4 витки (провід ПЕВ-2 1,55), діаметр витків 30 мм, довжина котушки 15 мм. Каркас L3 не використовується. Котушка L4 намотана на пластмасовому каркасі діаметром 32 мм, число витків 25, довжина намотування 50 мм (провід ПЕВ-2 1). Відведення зроблені (вважаючи від кінця, з'єднаного з L3) від витків 3,6, 8 та 10. Перемикач SA2 галетний типу ПГК. Дросель L5-L6 намотаний двома проводами ПЕВ-2 1,2 паралельно на феритовому стрижні від магнітної антени переносного приймача. Матеріал стрижня може бути будь-яким (наприклад, стрижень від KB антени або антен ДВ та СВ). Форма стрижня – кругла або прямокутна. Перед намотуванням треба ізолювати стрижень лакотанням. Намотування - виток до витка, її довжина близько 80 мм.

Мережевий трансформатор повинен забезпечувати на обмотці II - 2 по 200 В при струмі до 0,3 А, на обмотці III - 20 В при струмі до 0,3 А, на обмотці IV - 6,3 В при струмі до 2,5 А. Цей трансформатор намотаний на магнітопроводі Ш24, товщина набору 50 мм. Обмотка I – 990 витків (провід ПЕВ-2 0,49); обмотка II – 2X900 витків (провід ПЕВ-2 0,29); обмотка III – 90 витків (провід ПЕВ-2 0,29); обмотка IV – 30 витків (провід ПЕВ-2 1,2).

Налаштування підсилювача потужності на кожному діапазоні проводиться за максимумом показань вольтметра, який вимірює напругу на виході підсилювача. Цей вольтметр утворений дільником напруги R12, R13, детектором на VD6 і фільтром C16R14. вимірювального приладуРА1 використовують і менш чутливий, ніж зазначено на схемі.