В схемах с общей сеткой иногда используются тетроды и пентоды в триодном включении. Последние, у которых лучеобразные пластины или третья сетка соединены с катодом внутри лампы, не рекомендуется применять в схеме с ОС, т.к. они склонны к самовозбуждению. Есть мнение, что тетроды и пентоды лучше вообще не применять в триодном включении.
Схема линейного усилителя мощности класса 1 кВт, с применением металлокерамического триода ГС-35Б (рис.1) и сама статья ориентированы на среднего радиолюбителя, имеющего некоторые вопросы по изготовлению, возможно, своего первого усилителя подобного класса. В этом материале я не даю наставлений, как надо делать мощный усилитель, я лишь описываю свои впечатления от уже не первого сделанного мной усилителя на металлокерамике.
Многие годы усилитель мощности на ГС35Б является частью моей радиостанции. Свой первый усилитель класса 1 кВт на ГС-7Б (не путать с ГИ-7Б, hi!), я сделал 30 лет назад, в 1976 году, работая из Ростова-на-Дону позывным UA6LFC (фото прилагаю).
Экземпляр усилителя, который я эксплуатирую сейчас, был изготовлен в 1990 году и в течение 15 лет он служит мне верой и правдой, работая без замечаний. Усилитель 1990г. виден на общем фото радиостанции, которое я тоже прилагаю.
Возможно, информация может быть полезна и тем, кто строит усилитель меньшей мощности на лампах ГИ-7Б, ГИ-14Б или подобных, поскольку их построения аналогичны рис.1 при соответствующих напряжениях анода и смещения.
Изготовление усилителя класса High Power дело тонкое, хоть и не такое сложное, как скажем изготовление современного трансивера.
Однако, чем выше мощность, тем выше ответственность за качество передающего сигнала.
Технические характеристики усилителя на ГС-35Б
Класс работы – В2
Входное сопротивление – около 50 Ом
Выходное сопротивлении – 50 Ом
Эквивалентное сопротивление анодного контура – 2 кОм
Напряжение анода – 3000 В
Мощность, отдаваемая в нагрузку – не менее 1 кВт
КПД усилителя – 55…65%
Мощность возбуждения – 80…100 Вт
Детали усилителя
Др.1 – накальный дроссель на круглом ферритовом стержне длиной 150 мм
диаметром 8…12 мм, предварительно обмотанным стеклотканью.
Проницаемость – 400.
Намотка – в два провода. Количество витков – 25. Провод – ПЭВ диаметром 2 мм.
Индуктивность не менее 35 мкГн.
Др.2 – анодный дроссель. Каркас – диаметром 30 мм.
лампы – 17 витков с принудительным шагом.
Индуктивность – 195 мкГн. Провод – ПЭВ диаметром 0,5 мм.
Др.3 – дроссель ВЧ типа – 2,5 мГн (многосекционный, керамический каркас от от р/ст РСБ-5)
L1 – катушка П-контура диапазона 28/21 МГц. Материал – медная шина 1х10 мм.
Количество витков – 3,5. Отвод на 28 МГц – от 2,5 витка.
Диаметр оправки – 40 мм.
L2 – диапазон 14 МГц. Материал – медная трубка 6 мм. Количество витков – 5,5…6.
Диаметр оправки – 50 мм.
L3 – диапазон 7/3,5/1,8 МГц. Материал – голый медный провод диаметром 2,5 мм.
Количество витков – 20. Диаметр ребристого каркаса из радиофарфора – 75 мм.
Индуктивность – 20 мкГн.
Во всех катушках П-контура намотка выполняется так, чтобы расстояние между соседними витками равнялось диаметру применяемого провода (трубки). На диапазонах 21 и 28 МГц расстояние между витками катушки равно толщине шины, т.е. 1 мм.
VD8 – стабилитрон Д817А.
VD9, VD10, VD11 – диоды 1N4007, 1000 В, 1 А или другие.
РА1 – измерительная головка – 1,5 А.
РА2 – измерительная головка – 0,5 А.
PV1 – измерительная головка – 500 мкА
С1 – 10…500 пФ с зазором 3…4 мм.
С2 – 2200 пФ, тип – К15У, рабочее напряжение – 10 кВ,
С3 – 2000 пФ, от лампового вещательного приемника.
С4 – 1000 пФ, тип – КВИ-3, рабочее напряжение – 10 кВ.
С5 – 2200 пФ, тип – КВИ-3, рабочее напряжение – 10 кВ.
С6 – 0,01 мкФ, 1 кВ, дисковый керамический.
C7 – 0,01 мкФ, 300 В.
Реле К1 – РПВ2/7 ВЧ типа, рабочее напряжение – 27 В.
Реле К2 – реле ВЧ типа, рабочее напряжение – 27 В, контакты – 5…8 А.
Реле К3 – РЭС-47, рабочее напряжение – 27 В.
S1 – переключатель галетный, керамический.
S2 – Мощный керамический галетный переключатель ВЧ типа, на ток 7…8А.
Л1 – лампочка сигнальная, рабочее напряжение – 27 В. Возможно включение светодиода через ограничивающий ток резистор.
Блок питания (рис.2) содержит следующие детали
VD1…VD20 – выпрямительные диоды 1N5408, 1 кВ, 3 А или другие.
С1…С20 – 0,01 мкФ, 1 кВ, дисковые керамические.
R1…R20 – 390 кОм, мощность 0,5 Вт.
R21, R22 – 30 Ом, тип ПЭВ-10.
К4 – реле переменного тока. Контакты – 10 А, Uраб – 220 В.
К6 – реле схемы защиты по току с тремя группами контактов. Uраб – 27 В.
Т1 – силовой трансформатор, габаритная мощность 2500 ВА. Напряжение вторичной обмотки – 2400 В при токе 0,8 А.
Т2 – накальный трансформатор ТН-46
Т3 – трансформатор – ТН-36, ТН-46.
S1 – Реле включения сети. Ток контактов – 10 А.
Назначение элементов блока питания
R21 – для ограничения тока в первичной обмотке высоковольтного трансформатора в момент включения, чтобы предотвратить выход из строя диодов во время заряда конденсаторов фильтра.
R22 – для ограничения тока накала лампы в момент включения. Значительно повышает срок службы лампы. Спустя 20…40 мс эти резисторы выкорачиваются контактами реле. Задержка слышна на слух. Номиналы R21 и R22 должны подбираться. Так, при емкости фильтра в высоковольтном выпрямителе 25 мкФ – R21 = 30 Ом. При 250 мкФ потребовался резистор 15 Ом. Влияет также и тип применяемого реле.
Выпрямитель собран по двухполупериодной мостовой схеме. Максимальное обратное напряжение диодов должно быть в 1,4 раза больше входного действующего напряжения[2]. Пример одного плеча диодного моста изображен на рис.2.
Не стоит уменьшать количество диодов – надежность, прежде всего.
Диоды зашунтированы резисторами R1 – R20 для равномерного распределения обратного напряжения на них. Номиналы этих резисторов рассчитывают по формуле R(Ом)=PIVх500, т.е. обратное пиковое напряжение диода умноженное на 500. Шунтирующие конденсаторы С1 – С20 необходимы для устранения так называемого “белого” шума генерируемого диодами, а также для предотвращения возникновения импульсных кратковременных перенапряжений. Конденсаторы фильтра должны быть выбраны из расчета 10 мкФ емкости на каждые 100 мА анодного тока лампы. В моем случае емкость фильтра – 50 мкФ на 6000 В, хотя при токе 0,8 А требуется емкость 80 мкФ.
Резисторы R23 – R26 (560 кОм 4 шт.) шунтируют конденсаторы фильтра С23 и С24 в БП +3000 В и служат для разряда последних после выключения выпрямителя, что предписывают нам правила техники безопасности. При суммарном значении этих резисторов – 2240 кОм (2,24 МОм) говорить о выравнивании напряжении на конденсаторах фильтра не приходится.
Для выравнивая напряжения на конденсаторах постоянное сопротивление резисторов рассчитывают так, чтобы на каждый 1 В полного напряжения приходилось 100 Ом сопротивления. Иными словами, для определения общего сопротивления резисторов в Омах нужно значение выходного напряжения БП умножить на 100. При напряжении холостого хода выпрямителя 3200 В суммарное значение нагрузочных резисторов должно быть 320 000 Ом, т.е. 320 кОм. Суммарная мощность этих резисторов при напряжении 3200 В будет достаточно высокой и составит 32 Вт. При работающем источнике питания на нагрузочных резисторах значительно выделяется тепло – необходим их запас по мощности. Высокоомные резисторы – это почти всегда проволочные резисторы, и перегрев часто выводит их из строя. В связи с отсутствием мощных резисторов такого номинала, автор отказался от выравнивания напряжения на конденсаторах фильтра и установил те резисторы, которые просто обеспечивают разряд конденсаторов после выключения блока питания.
Резисторы R27…R36 – 1 МОм каждый – добавочные резисторы измерителя высокого напряжения PV1, который находится на передней панели выносного блока питания.
Калибровочный резистор Rдоп. входит в общий номинал добавочных резисторов, т.е. в состав цепи, общее сопротивление которой – 10 Мом.
Предохранители БП установлены на диэлектрической пластине.
В высоковольтном выпрямителе в качестве фильтра нежелательно использовать электролитические конденсаторы вследствие разброса их параметров и плохой работоспособности при неравномерном распределении напряжения на них. В данном выпрямителе, с учетом падения напряжения на диодах и наличия конденсатора фильтра – 50 мкФ на 6000 В, напряжение холостого хода равно 3200 В, а при настроенном в резонанс П-контуре, т.е. под нагрузкой – 3000 В. Падение напряжения 200 В это нормально для такого класса усилителя. При выходном напряжении БП – 3000 В не следует применять конденсаторы с рабочим напряжением 3000 В – есть риск их пробоя. Это относится и к бумажным конденсаторам тоже, а к электролитическим в первую очередь. Если напряжение холостого хода БП равно 3200 В, то умножив эту величину на 1,41 получим рабочее напряжение требуемых конденсаторов фильтра, т.е. 4512 В.
Реле К1, К2, К3 (Uпит = 27 В) ВЧ блока усилителя, а также схема индикации питаются стабилизированным напряжением +26 В.
Низковольтный выпрямитель +26 В при токе 1 А (рис.3) выполнен на КР142ЕН12А, хотя лучше применить импортную – LM317. Микросхема устанавливается на радиатор, который изолируется от корпуса.
Собственно сам усилитель по схемным решениям многим знаком, хотя измерение тока сетки, тогда когда сама сетка сидит на земле и узел защиты по току сетки у нас почему-то популярности не имеют. В зарубежных заводского изготовления усилителях с применением мощных триодов, в том числе и металлокерамических – это является основой схемотехники [3].
Следует помнить, что усилитель работает в классе В2, т.е. когда напряжение возбуждения превышает напряжение смещения. Имеет место ток сетки, который у лампы ГС-35Б при полной ее раскачке достигает 30% от тока катода. Для данного класса работы лампы это норма и здесь нет ничего общего с проблемами наличия тока первой сетки у тетродов работающих в классе АВ1. Здесь совершенно другая история.
В целях безопасности не производится измерение тока анода в цепи +3000 В. Измерения производятся в цепи -3000 В. Ток катода равен сумме токов сетки и анода.
Стабилитроны VD1…VD7 – Д815А задают необходимый ток покоя лампы, хотя современная элементная база сегодня дает возможность в этой части усилителя использовать аналог мощного стабилитрона на транзисторах [4]. Ток покоя в SSB составляет 120 мА, в CW – 60 мА.
В качестве конденсатора С1 применен переменный конденсатор от радиостанции “Микрон”. Механизм изменения зазора между пластинами был удален, а в тыльной части была установлена фторопластовая шайба. Таким образом, зазор после переделки стал постоянно большим, но максимальная емкость получилась порядка 170 пФ. С помощью ВЧ реле ”хлопушка” на 80 метровом диапазоне подбрасывается конденсатор типа К15-У – 100 пФ, а на 160 метрах – 330 пФ. Так как реле имеет две независимые обмотки питания, оно было установлено в перевернутом (нейтральном) положении, поэтому два диапазона перекрыты с помощью одного реле.
VD8 – Д817А – стабилитрон обеспечивающий запирание лампы в режиме приема, при передаче он выкорачивается контактами реле К3.
При подаче напряжения накала необходимо учитывать падение напряжения на накальном дросселе.
Не следует увлекаться питанием лампы пониженным напряжением анода, обеспечивая так называемый “легкий ” режим лампы. В такой ситуации нарушается отношение тока сетки и тока катода. Ток сетки в этом случае может составлять не 30% от тока катода, а 45-50%, что недопустимо. Для лампы это будет тяжелый режим [5].
Если необходима меньшая выходная мощность усилителя, следует уменьшить напряжение возбуждения, а не анодное напряжение.
С помощью R1 (10 Ом) в ВЧ блоке усилителя производят измерение тока сетки. На транзисторах VT1 и VT2 – КТ315Д (2N2222А) выполнена схема индикации тока сетки. Потенциометром R3 510 Ом устанавливают порог срабатывания зеленого светодиода при токе сетки 30% от тока катода при настроенном П-контуре. Потенциометром R6 устанавливают порог срабатывания красного светодиода при токе сетки чуть больше 30%. Потенциометром “Чувствительность” – 4,7 кОм настраивают порог срабатывания схемы защиты по достижении тока сетки более 35%.
При неправильном согласовании усилителя с антенной, обрыве самой антенны, а также перекачке и перегреве лампы резко возрастет ток сетки и, соответственно, загорится красный светодиод, что обратит внимание оператора на неправильную работу усилителя. Далее отработает реле К6 – сработает схема защиты и усилитель перейдет в режим “Обход”. Загорится сигнальная лампочка Л1.
После обследования причин аварии, нажав кнопку Кн1 (Сброс) усилитель возвратится в прежний режим работы. Резисторами 680 Ом в цепи транзисторов VT1 и VT2 устанавливают ток в пределах 10 мА, в зависимости от типа применяемых светодиодов. При подаче даже относительно небольшого напряжения возбуждения на вход усилителя, сразу появляется ток сетки, что выражено в показаниях прибора РА2 (Ток сетки) – необходимо сразу же произвести подстройку элементов П-контура для отвода ВЧ энергии в нагрузку. Несмотря на то, что входное сопротивление усилителя низкое, рекомендуется применять переключаемые входные контура. Такие контура имеют низкую добротность – порядка 2.
При их настройке усилитель должен находиться в штатном режиме работы, т.е. при полном анодном напряжении лампы, полной мощности возбуждения и согласованной антенной системой.
Настройка производится по минимуму КСВ на участке между трансивером и входом усилителя. Если в трансивере применяется П-контур с переменным конденсатором “Связь с Антенной” на выходе, проблем согласования со входом усилителя не будет, однако входное напряжение становится несимметричным. Это приводит к определенному уровню нелинейных искажений и уменьшению КПД на 5%.
Конструктивно лампа может быть расположена как горизонтально, так и вертикально. В данном экземпляре усилителя обдув лампы (до 150 куб.м/час) осуществляется со стороны анода, т.е. поток воздуха проходит от анода к катоду и выходит за его пределы. Панелька представляет собой мощный теплоотвод от сетки лампы на шасси усилителя. Материал – бронза, латунь.
Катушки П-контура, анодный дроссель и радиатор анода лампы с целью уменьшения монтажной емкости располагают не ближе 5 см от металлических поверхностей усилителя.
Ламповый отсек усилителя отделен экраном от отсека, в котором находятся элементы П-контура, анодный дроссель, переключатель диапазонов и расположенные на передней панели измерительные приборы. В качестве входного и выходного (антенного) разъемов применяются разъемы ВЧ типа – СР-50. Переменный конденсатор С3 соединяют с гнездом “Антенна” внутри усилителя с помощью отрезка коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом, т.е. равному номинальному выходному сопротивлению усилителя.
Блок питания усилителя выполнен в виде отдельного устройства. Для подачи высокого напряжения +3000 В в ВЧ блок усилителя применяется отрезок толстого коаксиального кабеля, предварительно удалив с него пластмассовую оболочку и экран. Для подачи +3000 В применяются разъемы ВЧ типа – СР-75 (чтобы не спутать с входным и антенным). Наличие фторопласта, как составной части разъема хорошо зарекомендовало себя при подаче высокого напряжения в усилитель. Напряжение -3000 В подается медным проводом диаметром 2-3 мм в обычной, но хорошей изоляции, повышенных требовании к нему нет, т.к. напряжение между шиной -3000 В и шасси усилителя незначительно. Напряжение питания накала лампы подается через пару экранированных проводов соответствующего диаметра. Экраны на концах заземляют в ВЧ блоке и в выпрямителе. Корпус ВЧ блока усилителя и выпрямителя тщательно соединяют между собой и заземляют.
Усилитель калибруют на эквиваленте, а уж потом антенны настраивают по минимуму КСВ. Для калибровки П-контура усилителя применялся эквивалент антенны 50 Ом от радиостанции Р140. Подбор витков в П-контуре производят по максимуму ВЧ напряжения на эквиваленте. При эксплуатации усилителя с высокоомными длинопроводными антеннами рекомендуется использовать антенный тюнер [6].
Несмотря на то, что П-контур работает в широком диапазоне сопротивлений, автор всегда применяет антенное согласующее устройство, т.к. КСВ даже у диапазонной антенны, вне ее полосы пропускания, т.е. на краях расчетного диапазона оставляет желать лучшего. Исключением являются широкополосные антенны, но это очень узкий перечень антенн. В этом смысле антенный тюнер подставляет усилителю ту нагрузку, на которую он калибровался. Результат – меньшее выделение тепла лампой, лучшая фильтрация П-контуром гармоник, собственно сам П-контур и анодный дроссель в усилителе в этом случае совсем не греются.
При изготовлении усилителя не следует на чем-либо экономить. Количество диодов в диодном мосте, мощность силового трансформатора, контактов силовых и антенного реле, рабочее напряжение и емкость конденсаторов фильтра в БП должны быть взяты не менее тех, которые предписывает нам радиотехника.
Излишнее уменьшение корпуса усилителя тоже неоправданно. Cклонен думать, что лучше сделать один раз нормально, чем потом все заново переделывать. У меня это уже было, а у Вас?
Провода, материалы, качество монтажа и собственно сам дизайн, включая переднюю панель не менее важны, чем КПД усилителя и проведенные на нем дальние связи.
Успехов и хорошей работы в эфире!
Игорь Подгорный, EW1MM.
г. Минск [email protected]
Литература:
И. Подгорный, EW1MM. Линейный Усилитель Мощности на металлокерамическом триоде. – Радиолюбитель. КВ и УКВ, 1995, N7, С.34 – 36.
Р.Трейстер, Дж.Мейо. 44 источника электропитания для любительских электронных устройств. – New York, TAB Books Inc., 1987.
William I. Orr, W6SAI. – Radio Handbook, Howard W. Sams & Co., 23rd Edition, 1987.
В. Лазовик, UT2IP. Автоматическое смещение в Усилителе Мощности. Радиомир.КВ и УКВ, 2005, N5, C.25
Журналы CQ, 1975 – 2006.
И. Подгорный, UC2AGL. Антенный Тюнер. – Радиолюбитель, N1, 1991, C.8 – 9.
Поделитесь записью в своих социальных сетях!
При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!
| УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ НА ТРИОДЕ ГС-35Б.
Экземпляр усилителя, который я эксплуатирую сейчас, был изготовлен в 1990 году и в течение 15 лет он служит мне верой и правдой, работая без замечаний. Возможно, информация может быть полезна и тем, кто строит усилитель меньшей мощности на лампах ГИ-7Б, ГИ-14Б или подобных, поскольку их построения аналогичны рис.1 при соответствующих напряжениях анода и смещения.Изготовление усилителя класса High Power дело тонкое, хоть и не такое сложное, как скажем изготовление современного трансивера. Однако, чем выше мощность, тем выше ответственность за качество передающего сигнала. Технические характеристики усилителя на ГС-35Б Класс работы – В2 Входное сопротивление – около 50 Ом Выходное сопротивлении – 50 Ом Эквивалентное сопротивление анодного контура – 2 кОм Напряжение анода – 3000 В Мощность, отдаваемая в нагрузку – не менее 1 кВт КПД усилителя – 55…65% Мощность возбуждения – 80…100 Вт Детали усилителя Др.1 – накальный дроссель на круглом ферритовом стержне длиной 150 мм
Блок питания (рис.2) содержит следующие детали: VD1…VD20 – выпрямительные диоды 1N5408, 1 кВ, 3 А или другие. С1…С20 – 0,01 мкФ, 1 кВ, дисковые керамические. R1…R20 – 390 кОм, мощность 0,5 Вт. R21, R22 – 30 Ом, тип ПЭВ-10. К4 – реле переменного тока. Контакты – 10 А, Uраб – 220 В. К5 – реле переменного тока. Контакты – 5 А, Uраб – 220 В. К6 – реле схемы защиты по току с тремя группами контактов. Uраб – 27 В. Т1 – силовой трансформатор, габаритная мощность 2500 ВА. Напряжение вторичной обмотки – 2400 В при токе 0,8 А. Т2 – накальный трансформатор ТН-46 Т3 – трансформатор – ТН-36, ТН-46. S1 – Реле включения сети. Ток контактов – 10 А. Назначение элементов блока питания. R21 – для ограничения тока в первичной обмотке высоковольтного трансформатора в момент включения, чтобы предотвратить выход из строя диодов во время заряда конденсаторов фильтра. В высоковольтном выпрямителе в качестве фильтра нежелательно использовать электролитические конденсаторы вследствие разброса их параметров и плохой работоспособности при неравномерном распределении напряжения на них. В данном выпрямителе, с учетом падения напряжения на диодах и наличия конденсатора фильтра – 50 мкФ на 6000 В, напряжение холостого хода равно 3200 В, а при настроенном в резонанс П-контуре, т.е. под нагрузкой – 3000 В. Падение напряжения 200 В это нормально для такого класса усилителя. При выходном напряжении БП – 3000 В не следует применять конденсаторы с рабочим напряжением 3000 В – есть риск их пробоя. Это относится и к бумажным конденсаторам тоже, а к электролитическим в первую очередь. Если напряжение холостого хода БП равно 3200 В, то умножив эту величину на 1,41 получим рабочее напряжение требуемых конденсаторов фильтра, т.е. 4512 В. Собственно сам усилитель по схемным решениям многим знаком, хотя измерение тока сетки, тогда когда сама сетка сидит на земле и узел защиты по току сетки у нас почему-то популярности не имеют. В зарубежных заводского изготовления усилителях с применением мощных триодов, в том числе и металлокерамических – это является основой схемотехники [3]. Следует помнить, что усилитель работает в классе В2, т.е. когда напряжение возбуждения превышает напряжение смещения. Имеет место ток сетки, который у лампы ГС-35Б при полной ее раскачке достигает 30% от тока катода. Для данного класса работы лампы это норма и здесь нет ничего общего с проблемами наличия тока первой сетки у тетродов работающих в классе АВ1. Здесь совершенно другая история. В целях безопасности не проводите измерение тока анода в цепи +3000 В. Измерения производятся в цепи -3000 В. Ток катода равен сумме токов сетки и анода. Стабилитроны VD1…VD7 – Д815А задают необходимый ток покоя лампы, хотя современная элементная база сегодня дает возможность в этой части усилителя использовать аналог мощного стабилитрона на транзисторах [4]. Ток покоя в SSB составляет 120 мА, в CW – 60 мА. В качестве конденсатора С1 применен переменный конденсатор от радиостанции “Микрон”. Механизм изменения зазора между пластинами был удален, а в тыльной части была установлена фторопластовая шайба. Таким образом, зазор после переделки стал постоянно большим, но максимальная емкость получилась порядка 170 пФ. С помощью ВЧ реле ”хлопушка” на 80 метровом диапазоне подбрасывается конденсатор типа К15-У – 100 пФ, а на 160 метрах – 330 пФ. Так как реле имеет две независимые обмотки питания, оно было установлено в перевернутом (нейтральном) положении, поэтому два диапазона перекрыты с помощью одного реле. VD8 – Д817А – стабилитрон обеспечивающий запирание лампы в режиме приема, при передаче он выкорачивается контактами реле К3. При подаче напряжения накала необходимо учитывать падение напряжения на накальном дросселе. Не следует увлекаться питанием лампы пониженным напряжением анода, обеспечивая так называемый “легкий ” режим лампы. В такой ситуации нарушается отношение тока сетки и тока катода. Ток сетки в этом случае может составлять не 30% от тока катода, а 45-50%, что недопустимо. Для лампы это будет тяжелый режим [5]. Если необходима меньшая выходная мощность усилителя, следует уменьшить напряжение возбуждения, а не анодное напряжение. С помощью R1 (10 Ом) в ВЧ блоке усилителя производят измерение тока сетки. На транзисторах VT1 и VT2 – КТ315Д (2N2222А) выполнена схема индикации тока сетки. Потенциометром R3 510 Ом устанавливают порог срабатывания зеленого светодиода при токе сетки 30% от тока катода при настроенном П-контуре. Потенциометром R6 устанавливают порог срабатывания красного светодиода при токе сетки чуть больше 30%. Потенциометром “Чувствительность” – 4,7 кОм настраивают порог срабатывания схемы защиты по достижении тока сетки более 35%. При неправильном согласовании усилителя с антенной, обрыве самой антенны, а также перекачке и перегреве лампы резко возрастет ток сетки и, соответственно, загорится красный светодиод, что обратит внимание оператора на неправильную работу усилителя. Далее отработает реле К6 – сработает схема защиты и усилитель перейдет в режим “Обход”. Загорится сигнальная лампочка Л1. После обследования причин аварии, нажав кнопку Кн1 (Сброс) усилитель возвратится в прежний режим работы. Резисторами 680 Ом в цепи транзисторов VT1 и VT2 устанавливают ток в пределах 10 мА, в зависимости от типа применяемых светодиодов. При подаче даже относительно небольшого напряжения возбуждения на вход усилителя, сразу появляется ток сетки, что выражено в показаниях прибора РА2 (Ток сетки) – необходимо сразу же произвести подстройку элементов П-контура для отвода ВЧ энергии в нагрузку. Несмотря на то, что входное сопротивление усилителя низкое, рекомендуется применять переключаемые входные контура. Такие контура имеют низкую добротность – порядка 2. Игорь Подгорный, EW1MM. Литература:
P.S. Данная схемотехника опробована мной лично, аналогично по времени, в конце 70-х годов, был построен УМ на ГС-1Б. Много связей было проведено как в тестах, так и в повседневной работе. Далее были аналогичные лампы: ГИ-14Б, ГИ-31 и ГИ-39Б. Слабое место – нить накала лампы, в основном выходили из строя по этой причине. Так что необходимо предусмотреть плавную подачу напряжения на накал лампы. В дальнейшем было построено несколько УМ на ГС-35Б. Тогда еще не было у меня “буржуйского трансивера”, поэтому входная часть УМ, оставалась без измениний. Но с появлением “буржуя, поставил на входе ФНЧ. Мощность раскачки заметно снизилась. Так при входной мощности 60-80вт, анодный ток доходил до 1А и более. Замечу сразу, при хорошей сети 230в. Если у кого слабая сеть 180-200в, нет смысла использовать данную лампу, потому что не получите мощность ту, которую отдает эта лампа. Методика расчета ФНЧ описана в статье выше. Лампа располагалась в УМ лежа, через некоторое время пылесосил воздуховод и проворачивал лампу на 180*. Блоки питания для этих ламп располагал в отдельных коробках. Фото одного и последних УМ на ГС-35, есть в моей статье “Конструирование УМ”. UX7MX И.Е. Калашников.
|
2 мая 2016г. И.Е. Калашников (ux7mx). Для профессионалов и скептиков, просьба не пинать, так как все что Вы увидите, сделано на коленках в “летней” кухне, не имея образования по радиотехнике. Для тех, кто хочет открыть Америку, ничего нового нет. Просто очередная конструкция УМ из доступных деталей, пролежавших не один год в закромах, и немного современных радиодеталей, которые своей ценой отбивают охоту на конструирование. Поэтому задача стояла сделать УМ качественно и не очень дорого. Да, можно сделать переключение П – контура на реле типа В1, В2 и пр, но старые “лягушата” еще послужат верой и правдой не один год. Диоды КД-203Д в БП, не от хорошей жизни, но место есть, почему бы и не поставить, не выбрасывать же. По надежности, еще ни разу не подводили. Ранее приходилось неоднократно выполнять УМ на лампах ГС-35Б. Схемотехника не нова, за основу взята схема ew1mm. Всякого рода автоматики и стабилизаторы убрал до минимума. На передней панели УМ, контроль тока анода и индикатор выхода, контрольные лампы включения УМ, приема и передачи. Анодная емкость от р/ст “Микрон” ограничена стопорным винтом до 290пф, так как уменьшение зазора на 160м, чревато пробоем между пластинами КПЕ. Паралельно КПЕ на 160м подключается емкость 330пф. Антенная емкость 4-х секционная – 2000пф, на 160м подключается “торном” еще 1000 – 2000пф КВИ-3 (12кв). Анодный дроссель изготовлен из фторпласта, его данные взяты с УМ “Ameritron”. На входе УМ стоит реле П1-Д, на выходе – П1В-1, коммутация RX-TX – реле РЭС-9. Реле в ФНЧ поставил РЭС-47, контура и реле расположены в подвале блока ФНЧ, подстроечные емкости наверху, для удобства настройки. Радиаторы для стабилитронов точил сам, дюралевая болванка диаметром 30мм с прорезями. Вентилятор с чего то болгарского, на 180 кубов, дует вроде прилично, хотя и шумит так же прилично, но дальше буду посмотреть, как он себя поведет. На задней панели установлен разъем, с которого можно запитать коммутатор антенн или др. устройства, напряжением +24в и током до 1,5а. Переход УМ на передачу, осуществляется с помощью педали (разъем типа “тюльпан” на задней панели) или от трансивера, с соответсвующей задержкой, предусмотренной в меню трансивера, имеющим контактную группу реле. В БП, контроль анодного напряжения и сети 220в, предусмотрена блокировка включения анодного напряжения и плавный пуск. Анодный тр-р 3квт, первичка – 2мм, вторичка – 0,86мм. Намотаны 4 обмотки, в итоге можно скоммутировать анодное напряжение от 1000в до 3600в (на всякий случай, пусть будет). Транс мотал сам, пропитал лаком, очень тихий получился. Диоды в анодном мосте КД-203Д 28шт, емкость 47мкф 4кв. Накальный тр-р ТПП-322. В цепи первичной обмотки, стоит галетный переключатель, которым регулируется напряжение накала. С этого же трансформатора берется напряжение 24в, для питания реле. БП выполнен в корпусе от осцилографа С1-65. Давно вынашивал планы повторить УМ на ГС-35Б, в корпусе от осцилографа С1-69. Не буду приводить подробности сборки шасси УМ и БП, смотрите в ранее опубликованных статьях на моем сайте, на примере лампы ГУ-81м. Результаты работы отображены на фото. Для увеличения фото надо кликнуть по нему левой кнопкой мыши. И так, лампа прокалена, управление УМ работает, ток покоя для CW и SSB выставлен, осталось малость, настроить полосовые на входе. Праздники немножко выбили из колеи, но тем не менее все удалось настроить без проблем. Так как входное сопротивление лампы ГС-35Б порядка 30-35 ом, за основу были взяты данные ФНЧ с журнала Радио №12/88г. Оставлен один контур из двух и емкости С1 и С2. Данные контуров остались те же, а вот емкости пришлось немного скорректировать в сторону увеличения.
КСВ на всех диапазонах не превышает 1,2. Анодное напряжение 2700в, в данный момент такой режим выбран для обкатки лампы, в дальнейшем есть отвод 3600в. При входной мощности 60-70вт, в антене 1,1-1,2квт, при повышении анодного и раскачки, мощность естественно подрастет до 1,5квт. Фото готовой конструкции и испытаний приведены ниже. На этом пожалуй и все, впереди лето и заботы другого плана, конструирование пока отдыхает до осени. 73! 12.05.2015г.
|
Входные П-фильтры для каскадов с общей сеткой(ГИ-ГМИ-ГС)Длина кабеля между трансивером и усилителем около 700мм. Его ёмкость учтена, и ёмкость монтажа учтена. Индуктивность катодного дросселя 60-70 мкГн.
Входные контура для усилителя на двух лампах ГИ7Б.
Входные контура для усилителя на лампе ГИ46Б.
Входные контура для усилителя на двух лампах ГИ46Б.
Входные контура для усилителя на лампе ГМИ11 или ГМИ83.
Входные контура для усилителя на двух лампах ГМИ11 или ГМИ83.
Входные контура для усилителя на лампе ГС35Б.
| ||||||
gs35
Усилитель мощности КВ трансивера на металлокерамическом триоде
ГС35.
| Выбор лампы определился запасом надежности, входной (до 100W), выходной мощностью (до 1000W), при высоком КПД и хорошей линейности. Усилитель должен иметь небольшие габариты, в лучшем случае занимать на рабочем столе немного места. Блок анодного питания с приличным весом, сопутствующими магнитными полями было решено вынести в отдельную конструкцию, расположив его наиболее выгодно в 3-5 метрах, а управлять им дистанционно. Использовать в качестве корпуса компьютерный системник вертикального исполнения от старой четверки. Лампу дуть в катод снизу, крепить без использования фирменной панели. |
Вот что у меня получилось. Основные отличия от подобных конструкций:
*Автоматические таймеры, дистанционное управление анодным БП
*Плавный разогрев лампы, стабилизированный накал постоянным током
*Отдельный от накального катодный без сердечника дроссель
*Параллельный регулируемый стабилизатор напряжения сетки
*Автоматически сбрасываемая защита по току катода и сетки
*Комбинированное питание анода
*Вертикальный корпус от компьютера (MINI TOWER)
При включении питания усилителя S1 “Сеть” таймер на D2.1 определяет время подготовки (нагрева лампы) 4-5 мин. (R1, C3), по истечению этого времени зажигается светодиод VD2 “Готовность” одновременно с этим подается напряжение для включения блока питания анода (выход БП). При включении режима “Обход” блок питания анода отключается.
При выключении работает таймер (D3.3, D3.4, VT4, Р4) 3-4 мин. (R14, C5), при этом ключ на VT10 отключает накал лампы. Для исключения дополнительного органа управления используется схема удержания на VD11, VD12, C7, Р5.
Известно, что при включении накал лампы испытывает 10–15-кратную перегрузку по току, перегрев и недогрев лампы отражается не только на ее ресурсе, но и на выходной мощности. Двухступенчатое включение – полумера. Применение стабилизированного накала с плавным разогревом позволяет полностью устранить эти недостатки. Регулирующий транзистор VT7 установлен на небольшом игольчатом радиаторе в катодном отсеке и попутно обдувается вентилятором. Электронный ключ на VT10 позволил исключить контакты реле для отключения накала при продувке.
Применение отдельного катодного дросселя без сердечника DR6 исключает насыщение сердечника накального дросселя DR4 при больших токах лампы, предотвращая проблемы с TVI и ухудшение IMD.
Для плавной регулировки начального тока лампы (R25), увеличения надежности при возможном простреле лампы (защита мощным VD15) вместо цепочки стабилитронов применен параллельный стабилизатор напряжения сетки с меньшим выходным сопротивлением и большим запасом по току. Конструктивно изолированная от корпуса сетка надежно заземляется на шину несколькими конденсаторами не менее 4-6 штук по периметру.
Для предотвращения перегрузки лампы, неверно включенного BANDа или антенны, применена быстродействующая триггерная защита по току катода и отдельно сетки на тиристоре VD16 с датчиками тока R37, R28, переводящая PA в режим “Обход”. Защита автоматически сбрасывается при отпускании педали TX или новой фразой в режиме VOX.
Исключая собственную емкость из горячего конца П контура, анодный дроссель DR8 перенесен в холодный, катушки 10-метрового диапазона. С33 отделяет остальную часть контура от потенциала анода, снижая требования к изоляции и монтажу переключателя диапазонов и остальной части контура.
Три скорости вентилятора позволяют бороться с лишним шумом. Самая меньшая – прогрев усилителя, проверка настройки, дежурный режим. Средняя (S3) – обычная работа в эфире с пропорцией 3:1 прием – передача. Максимальная скорость включается автоматически (D3.1, D3.2, VT3, K3) при повышении температуры ( R9 прижат через термопасту к керамическому изолятору лампы возле сетки) или вручную.
Использование быстродействующих реле на входе и выходе усилителя позволило не вводить временную задержку. Случаев залипания или подгорания контактов реле в течение трех с половиной лет не наблюдалось.
Встроенный тестер позволяет контролировать основные режимы усилителя, косвенно температуру лампы, КСВ антенны. Измерение тока катода (анода + сетки) вместо анодного выбрано по причине простоты измерения, безопасности. Не нужно основательно изолировать измерительную головку или общий (минусовый) провод разъема анодного питания.
Конструктивно усилитель выполнен в корпусе, который разделен двумя перегородками. Вертикальная чуть больше 1/3 и от задней стенки – ламповый отсек, снизу установлен вентилятор, по центру в отверстии стеклотекстолитовой пластины (8-10 мм) за анодный радиатор хомутом крепится лампа, сверху – анодный дроссель, катушка 10-метрового диапазона. Нагретый воздух выходит в отверстия на верхней части задней стенки, в нижней части установлены разъемы входа – выхода, сети и управления. Горизонтальная перегородка делит оставшуюся часть на два отсека. В верхнем отсеке находятся остальные элементы П контура, в нижнем – трансформатор питания, выпрямители, конденсаторы фильтра, плата автоматики, стабилизатора накала, диапазонные ФНЧ. На передней панели установлены три измерительные головки, органы управления и настройки. Обязательна установка входной и выходной медных шин (на схеме выделены жирными линиями), которые не изолированы от корпуса и соединяются вблизи катода с выводом на клемму “земля”. Напряжение анода подводится по 75-омному коаксиальному кабелю.
Детали:
Все реле РЭС 47 кроме Р2 – самодельное на базе геркона от лифтового реле.
Идея Витольда RK3AO. TNX ! Дешево и сердито. Р5 обязательно низкоомное 3-6 в остальные на 12 в. С31, С33 обязательно качественные на напряжение не менее (U анода + U переменное на аноде ) С 32 – вакуумный. Высокая надежность при небольших габаритах, минус трудность установки лимба настройки. Анодный дроссель DR8 для уменьшения собственной емкости желательно намотать на каркасе не более 12 –15 мм длиной около 130 мм до заполнения проводом 0.2 –0.25. Антипаразитный DR5 лучше выполнить из нихрома. П контур особенностей не имеет. Входные ФНЧ неоднократно описывались в литературе, при расчете входное сопротивление лампы бралось 80-100ом. ТР1 габаритной мощностью около 100 W. Накальная обмотка 13-14 V, 5-6 A, дополнительная 23-25 V, до 1 A
Использование производительного импортного вентилятора размером 120 х 120 х 40 вместе с мощным медным радиатором этой лампы позволяет обходиться минимальным обдувом при повседневной работе (до 200 вт), а значит и меньшим уровнем шума.
Источник анодного питания имеет такую же форму и габариты как усилитель. Сварной каркас из уголка разделен горизонтально пополам перегородкой, с боков обшит панелями с отверстиями для вентиляции. Снизу 2 трансформатора габаритной мощностью по 600 –700 W, сверху 8 выпрямителей по 350 V (8 D, 8 R, 2 С 200мкф / 450 V) в каждом. Блок снабжен известной схемой двухступенчатого включения на реле.
Не считаю эту конструкцию полностью законченной и тем более безукоризненной, но в целом задуманные схемные и конструктивные решения себя оправдали
Краткое описание рассчитано, прежде всего на подготовленных радиолюбителей, имеющих практический опыт изготовления подобной техники.
*******************************
От US5QLJ
Интересуясь “самодельщиками”, я в одном из форумов на QRZ.RU нашел отзыв об этом усилителе, известного радиолюбителя, конструктора Геннадия Шульгина:
To UR6EJ
BRAVO Олег ! Если захотелось бы вновь сделать для себя усилитель, то повторил бы Вашу конструкцию один к одному. Все очень рационально и без архитектурных излишеств! Снимаю шляпу!
RZ3CC-Шульгин Г
| 1 Transformer. 1500 Вт ядро CCS. 1250 В переменного тока. | 2 Сбор вероятных компонентов. | 3 Укладка компонентов. | 4 Посмотрите, как они вписываются в коробку. |
| 5 Купе HT. | 6 Смотрится правильно. | 7 Коробка была разобрана, панели выгравированы и собраны. | 8 Воздуходувка и труба на месте. |
| 9 Собраться вместе | 10 Собраться вместе | 11 Пи сетевое оборудование. | 12 Катодное отделение с нитью дросселя и дросселем линии B минус. |
| 13 Еще один вид на катод и нить накала. | 14 Нить накаливания трансформаторная. | 15 Получение оборудования на месте. | 16 Выбираемые стабилитроны для смещения. |
| 17 160 метров настроенной сети Пи. | 18 Катодное отделение. | 19 Плата защиты сетки. | 20 Завершена плата для отключения реле и индикаторных светодиодов. |
| 21 Лицевая панель, необработанное состояние, опрысканная травлением грунтовкой. | 22 Передняя панель с буквами и элементы управления установлены. | 23 Отверстие для будущего переключателя. | 24 Мой питомец ненавижу, проводка. Передняя панель к основному шасси |
| 25 Реле питания высокого напряжения и отключения сети | 26 Шаг запуска реле питания и реле отключения сети. | 27 За все | 28 Бизнес конец |
| 29 Готовый вид спереди | 30 другой вид спереди | 31 Вид сзади, показывающий выхлоп | 32 Фронт, показывающий воздухозаборники |
| 10 июня 2006 г. Hamfest | |||
| 33 Усилитель на выставке и конкурсе домашнего варки | 34 Сертификат за первое место и новые призы для паяльной станции и водительского набора | 35 Макрофотография сертификата первого места | 36 Восстановил AR7 на фесте. |
| 37 Реплика рабочего хрусталя построена из книжной статьи около 1906. Все медные изделия и кейс самодельный. За усилия я бы судил его победителем. | 38 Некоторые из таблиц | 39 Некоторые из таблиц | 40 Некоторые из таблиц |
| 41 Алан | 42 Несколько друзей у входной двери | . | 32 |
Техническая тетрадь радиолюбителя GM3SEK
Техническая тетрадь любительского радио GM3SEK Этот сайт сейчас редко обновляется. Пожалуйста, добавьте мой текущий сайт в закладки:
Технический блог GM3SEK
на https://gm3sek.com
| GS35b |
|
Загрузить |
|
| |
Электронная почта GM3SEK
Обновлено 5 февраля 2020 года
Страница (c) 1996-2020 IFWtech.
Немного графики (c) DIR Publishing Ltd; (c) Eimac, Inc; (c) RSGB; (с) Светлана, Инк.
Фото GS35b предоставлено PE1OGF
Больше новостей
