|
Киловатт "без шума и пыли" или УМ на ГУ81М от UT0MJ
Андрей, UT0MJ
Кое-что из практики построения КВ усилителей мощности.
Согласование ТRV и УМ.
Ламповые УМ, по способу включения, делятся на два вида:
с общим катодом и с общей сеткой. Подавляющее большинство УМ на триодах,
выполнено по схеме с ОС. Усилители, выполненные на лампах ГИ-7Б, ГС-35Б и др,
обладают низким входным сопротивлением, порядка 30-150 Ом. Если на выходе
ТХ есть П-контур, последний без труда согласует трансивер с входом УМ.
Но если трансивер «буржуйский» (транзисторный выходной каскад), да еще и
с антенным тюнером, работающим с КСВ 1:3, казалось бы нет проблем. Но умная
«железка» щелкает, но согласовывать отказывается. И правильно делает, т.к.
входное сопротивление УМ с ОС на триодах или иных лампах в триодном включении,
в течение каждого периода сигнала, меняется от 1/S до бесконечности, а
быстродействующая следящая система тюнера теряется в догадках, что же ей
делать с таким R вх УМ. Чтобы усреднить быстроменяющееся Rвх и приходится
ставить между трансивером и усилителем «маховик-аккумулятор», т.е. ФНЧ. Т.к.
в большой трансформации сопротивления нужды нет, то можно обойтись простым
ФНЧ, 2 - 3х звенным фильтром Баттерворта, что подробно описано DL2KQ. УМ
с таким фильтром тюнер видит и четко на него настроится. Авторы многих схем,
со всякого рода трансформаторами на ферритовых изделиях разного калибра в
катодно-накальных цепях лукавят, забывая уточнить под какой трансивер
предлагается УМ. И вообще, ферриты с бывшего Отечества, и теперешние,
местного производства, это особая тема, и по мне, место им на фидерах антенн,
в качестве запорных дросселей на кабелях и шнурах ТХ, ПК и пр. оборудования в шеке.
А если тюнера в ТХ нет, то выход один - резонансный колебательный контур.
Поскольку трансформация небольшая, то можно использовать параллельный контур,
с отводами по диапазонам и набором емкостей, или же П- контура низкой добротности.
9 диапазонов можно перекрыть 5- 6-ю контурами, переключаемых реле или
галетным переключателем. Такой ФНЧ обеспечит сопряжение ТХ и УМ во всем
диапазоне частот и ослабит высшие гармоники входного сигнала.
Выбор схемы УМ и его согласование с трансивером.
И так, у Вас имеется современный трансивер, с выходной мощностью 100Вт и
встроенным антенным тюнером, но Вам не хочется делать ФНЧ, то самый простой
вариант УМ с ОС на триодах или других лампах в триодном включении.
Такой УМ не требует источников сеточных напряжений, содержит минимум
деталей, правда Кус 10-11дб. На входе такого УМ обычно ставится резистор
50 – 75 ом, мощностью не менее 50 вт, для согласования с трансивером и
для предотвращения «самовозбуда». В зависимости от применяемой лампы,
Вам придется «вдуть» в такой УМ порядка 50 – 100вт, а это неЭКОНОМИЧНО!
Если УМ выполнен на тетроде, с квадратичной характеристикой
в триодном включении (ГУ43Б, ГУ74Б и др.) нужно помнить, что максимальная мощность,
рассеиваемая первой сеткой низкая (2-5Вт) и при перекачке, когда сеточные
токи достигают предельных величин, легко может быть выведена из строя.
Гораздо большее усиление по мощности до 16-17дб, можно получить с тетродов,
используемых в более «природной» схеме с ОК. Входная цепь таких УМ,
на металлостеклянных и метало керамических лампах, с высокой крутизной,
для повышения устойчивости, нагружена на резистор сопротивлением 50-100 Ом
и легко согласуется с трансивером примитивным ФНЧ Баттерворта. ТХ оказывается
нагруженным на чисто активное сопротивление в полосе 2-30 Мгц. Но и у таких
УМ есть свои минусы. Значительный начальный ток лампы, для получения приемлемой
линейности сигнала и, как следствие, низкий КПД в 50-55%, наличие стабилизированных
источников сеточных напряжений, антидинатронные меры, обязательная
продувка большим потоком воздуха, с соответствующим шумом, ну и т.к. разговор
о согласовании – плохая фильтрация гармоник, возникающих из-за нелинейного
характера проводимости участка сетка-катод при перекачке УМ. Сложнее дело
обстоит с входными цепями УМ на старых добрых стеклянных пентодах ГК71 и ГУ81,
реанимированных в последние годы благодаря работам UA1FA и EX8A. Эти конструкции
лишены основных недостатков, которые есть в РА на лампах, с квадратичной зависимостью.
Отсутствует интенсивный обдув. КПД таких УМ, при переведении их в режим с
левой анодно-сеточной характеристикой, достигает 75%. Антидинатронные меры
не нужны. На сегодня это идеальный вариант настольного РА, не раздражающего
шумом вентиляторов охлаждения, выдает «джентльменский» киловатт и, при удачной
компоновке, не портит вид на рабочем столе НАМа. У такого УМ тоже есть свои минусы,
но с ними можно бороться. Так, излишнее тепловыделение от накала лампы, в
паузах передачи, лечится коммутацией накальной цепи разными способами. В паузах
U нак снижается до 6 -7В. При этом нить катода прямого накала достаточно раскалена.
В режиме ТХ подается 14В и, практически мгновенно, лампа переходит в рабочий режим.
Для питания экранной сетки требуется довольно высокое стабилизированное
напряжение 800-900В. Все мои опыты с полупроводниками и лампами для этих целей,
закончились в пользу последних. Остановился на паре 6Ж9П и ½ 6C33C.
Схема известная, работает сразу, только для мягкого включения стабилизатора,
ввел цепь предварительного заряда емкостей на его выходе.
Но вернемся к входным цепям.
УМ собранный на лампе ГУ-81М. Сетка лампы шунтируется по ВЧ сопротивлением
1 - 2 ком. Чем меньше сопротивление, тем устойчивее работает каскад, но
в этом случае придется увеличить мощность раскачки на входе РА, для получения
необходимой амплитуды возбуждения 200-220 В.
Чтобы не было «головных болей», предпочтение отдал меньшему значению,
обеспечивающему более устойчивую работу, т.е. 1ком. 20 резисторов МЛТ-2,
близких к 20 ком и включенных параллельно, выполняют роль этого сопротивления,
которые расположил в блоке ФНЧ. Максимальная мощность, выделяемая на нем около 25Вт.
Понятно, что согласовать 50-Омный выход ТХ с таким входом УМ, тюнером трансивера нельзя.
Попытки согласования с помощью трансформаторов на ферритах и далее параллельными
резонансными контурами, оказались неудачными - работали только в каких-то участках
диапазона 2- 30 мгц. Поэтому ФНЧ выполнен по классической схеме П-контуров,
коммутируемых парой реле на каждом диапазоне. В УМ на 5 диапазонов, такой ФНЧ
разместил на галетнике, сблокированным с переключателем ВКС. Такой ФНЧ
трансформирует R вых трансивера 50 Ом в R вх РА 1ком, фильтрует высшие гармоники,
возникающие при перекачке каскада, и нейтрализует входную емкость лампы.
Катушек в ФНЧ, как и предлагал EX8A, всего 5 штук. 3 катушки НЧ-диапазонов,
выполнены на ферритовых стержнях D-10мм ( 400-600 НН) в термоусадке. 6 остальных
диапазонов, перекрываются 2-мя катушками, с подстежкой емкостей соответствующими реле.
ФНЧ настраивается подачей возбуждения от трансивера, и важно - через «мерный кусок»
50 –Омного кабеля, с разъемами и через законченные цепи коммутации входа,
установленной и обвязанной всеми элементами, лампой РА и без подачи напряжений
на ее электроды. Что такое « мерный» кусок 50-омного кабеля, это кабель,
связывающий выход трансивера с входом УМ. Ёмкость этого кабеля, входит
в емкость ФНЧ, поэтому заранее определитесь, где у Вас будет стоять УМ и
трансивер, определите длину кабеля и в дальнейшем, если поменяете кабель,
то вновь придется настраивать ФНЧ. Мощность раскачки с трансивера 5 – 10 вт,
ФНЧ настраивается на средину диапазона, по минимуму КСВ. Схема ФНЧ не содержит
каких-либо нюансов. Конструктивно ФНЧ выполнен под конкретное расположение,
в корпусе моего РА и не является догмой.
Андрей UT0MJ, 73
Для просмотра эл. схемы в реальном размере,
кликните по не левой кнопкой мышки.
| 
