Ю.Железнов RW6HM
"Р-Д" №10
Построение ламповых усилителей мощности до сих пор все еще довольно распространенное явление среди отечественных радиолюбителей, а схема включения генераторных ламп с общими сетками весьма привлекательна, в основном, своей простотой. Простейшая схема с непосредственно заземленными сетками имеет два существенных недостатка — необходимость подачи большой мощности возбуждения и недоиспользование крутизны характеристики применяемых ламп. Вследствие чего коэффициент усиления по мощности редко превышает десятку.
Энергетически более выгодно применить схему включения ламп с заземленными сетками по высокой частоте (ВЧ). Коэффициент усиления увеличивается как минимум вдвое, а то и больше. Основные достоинства усилителя мощности такие, как низкое входное сопротивление, устойчивость, достаточно высокая линейность, - полностью сохраняются. В большинстве случаев не требуется и нейтрализация проходной емкости.
На рис. 1 приводится схема усилителя мощности на 2-х тетродах ГУ-72 с заземленными сетками по ВЧ.
Входное сопротивление на всех KB диапазонах приведено к 50 Ом с целью оптимального согласования с низкоомными широкополосными усилителями мощности импортной или самодельной аппаратуры, но при желании легко перестраивается на 75 Ом.
В процессе работы с этим усилителем я пользовался рекомендациями RK3AO. В частности, используется его конструкция накального дросселя, а также входные П-образные диапазонные фильтры, данные которых необходимо уточнить в процессе настройки.
При сборке усилителя должны использоваться заведомо исправные элементы. Прежде всего следует проверить усилитель на отсутствие самовозбуждения под нагрузкой и без нее. Только убедившись в этом усилитель соединяется с трансивером.
Следующим этапом, подбором напряжения смещения на управляющей сетке (-30 В*), выставляется начальный ток покоя в пределах 60 ... 80 мА. Затем следует приступить к настройке контуров входных диапазонных фильтров.
Настройку входных контуров следует производить после согласования выходного П-контура с нагрузкой или конкретной антенной. Конденсаторами C1 ... С5 следует добиться минимума КСВ между трансивером и РА на середине каждого диапазона.
Максимальная мощность возбуждения не должна превышать 20 ... 25 Вт. Дальнейшее увеличение входной мощности практически не сказывается на приросте выходной мощности, а приводит к резкому увеличению внеполосных излучений. В чем, собственно, вы можете самостоятельно убедиться. Любителям QRO советую сместить рабочую точку на анодно-сеточной характеристике ламп левее за счет увеличения анодного и экранного напряжения при неизменности тока покоя 60 ... 80 мА. При указанных на схеме значениях напряжений и мощности возбуждения 10 ... 15 Вт усилитель обеспечивает 200 ... 250 Вт на нагрузке 50 ... 75 Ом.
Входные П-контура размещены в отдельной коробке из фольгированного стеклотекстолита. Переключение диапазонов желательно производить высокочастотными реле РПВ-2/7 или, при их отсутствии, РЭС-47 и т.п. Возможна, но менее предпочтительна, коммутация галетным переключателем. Во избежание положительной обратной связи, коробка с контурами размещается в подвале шасси недалеко от ламповых панелек. Ни в коем случае не устанавливайте ее около элементов П-контура.
Дроссель Др1 - стандартный ДМ-0,1 150 ... 200 мкГ.
Входной дроссель Др2 намотан виток к витку поверх резистора R1 проводом ПЭВ-2 с диаметром 0,8 мм и содержит 6 витков.
Накальный дроссель Др3 намотан двумя скрученными между собой проводами на ферритовом стержне 600 ... 1000 НН диаметром не менее 10 мм. Шаг скрутки 3 витка на 1 см. Ферритовый стержень обматывается двумя-тремя слоями лакоткани. Дроссель содержит 20 витков и наматывается проводом ПЭВ-2 - 1,2 мм.
Дроссель Др4 намотан на полистироловом каркасе диаметром 10 мм, содержит 30 ... 40 витков провода толщиной 0,6 мм.
Антипаразитный дроссель Др5 - бескаркасный, намотан нихромовой проволокой толщиной 1 мм на оправке диаметром 10 мм, содержит 8 витков. Он предназначен для предотвращения возбуждения на УКВ и снижения положительной обратной связи. Анодный дроссель подключается к его середине. Соединение с анодами ламп и анодным дросселем - винтовое.
Дроссель Др6 может быть любой известной конструкции, рассчитанный на выходную мощность до 500 Вт. Как вариант, можно использовать дроссель намотанный на ферритовом стержне с магнитной проницаемостью 600 ... 1000 НН диаметром 8 ... 10 мм. Стержень обматывается несколькими слоями лакоткани. Поверх наматываются 95 витков провода ПЭВ-2 0.47 мм. Для уменьшения емкости, ближние к аноду 20 витков намотаны с разряжением.
Катушка выходного П-контура - L6 для диапазонов 14 ... 28 МГц с целью уменьшения межвитковой емкости намотана посеребренной медной шиной с шагом 5мм на оправке 45 мм и содержит 12 витков.
Катушка L7 намотана с шагом 3 мм на керамическом каркасе диаметром 60 мм, содержит 20 витков посеребренного провода диаметром 1,2 ... 1,5 мм. Данные катушек П-контура могут корректироваться и, в конечном итоге, зависят от эквивалентного сопротивления нагрузки (Roe), в свою очередь, зависящего от протекающего анодного тока, напряжения экранной сетки и сопротивления нагрузки.
Резисторы R2 и R3 - антидинатронные. В случае возникновения динатронного эффекта следует уменьшить их величину.
Транзистор VT1 в стабилизаторе напряжения экранной сетки высоковольтный типа КТ809, КТ838 или им подобный с соответствующим напряжением К-Э. Он крепится на шасси через слюдяную прокладку.
Стабилитроны VD1 ... VD3 высоковольтные и набираются на суммарное напряжение 300 ... 320 В. Резистор R* подбирается по току стабилизации и может находиться в пределах 4,7 ... 10 кОм.
Диод VD4 - КД105 защищает стабилизатор от пробоя при высокочастотном возбуждении и динатронном эффекте.
Стабилизатор отрицательного напряжения смещения управляющей сетки (минус 100 в - на схеме не показан) собирается по аналогичной схеме.
Реле обхода "прием-передача" К11 — РПВ-2/7, реле К12 — любое низкочастотное реле, реле К 13 — мощное быстродействующее высокочастотное реле типа П1В (Д) или ему подобное.
При монтаже усилителя следует задействовать все выводы на ламповых панельках в соответствии с цоколевкой ламп. Более оптимален и технологичен монтаж на печатной плате (как у RK3AO), на которой устанавливаются лампы и размещаются стабилизаторы напряжений экранной и управляющей сеток, реле управления и т.д. Потребление по накальной цепи (ток накала) — 1,8 ... 2 А. Ток экранных сеток 2-х ламп при максимальной мощности не должен превышать 60 ... 70 мА.
Катушки намотаны на цилиндрических каркасах диаметром 10 мм с сердечником из карбонильного железа (например, от СБ-28). Коммутация производится высокочастотными реле РПВ-2/7 (всего 12 штук, по 6 штук с каждой стороны). Полосовые фильтры собираются в коробке, спаянной из фольгированного стеклотекстолита 150х60х40. Необходимо предусмотреть доступ к подстроечным сердечникам. Иногда может потребоваться подстройка при переходе из СW участка в SSB. При использовании полосовых фильтров в разных конструкциях усилителей из-за режимов радиоламп приведенные данные могут изменяться и подлежат корректировке.
| Диапазон, М | С, пф | L, мкГ | С2, пф |
| 160 | 1000+560 | 8.0 | 1000+560 |
| 80 | 330+120 | 4.0 | 330+120 |
| 40, 30 | 470 | 1.2 | 330 |
| 20 | 220 | 0.7 | 100 |
| 17, 15, 12 | 120 | 0.5 | нет |
| 10 | 75* | 0.3 | нет |
Пользуясь рекомендацией RX3AX, накальное напряжение было увеличено до 28 - 28,5 В для предотвращения "закисания" катода (по выражению RX3AX). Для обеспечения требуемого тока накала , диаметр провода вторичной обмотки накального трансформатора должен быть не менее 1,2-1,4 мм.
Усилитель мощности, собранный по схеме со стабилизированным напряжением на экранной сетке, для получения выходной мощности 200 Вт (ток анода 400 мА) в режиме CW требует мощности возбуждения всего 10 Вт. Для получения такой же мощности в усилителе с непосредственно заземленными сетками пришлось бы увеличить анодное напряжение до 1600 В и увеличить "раскачку" в 2,5 - 3 раза (25 ... 30 Вт). Максимальный анодный ток этого каскада не должен превышать 0,5 А. При большем анодном токе ресурс эмиссии катода исчерпывается и дальнейшее прирастание тока анода происходит за счет сеточного тока, в первую очередь, тока управляющей сетки. (И кому только пришло в голову раскачивать РА на 3-х ГУ-50 или Г-811 мощностью 70 ... 100 Вт, Hi???)
Хочу обратить особое внимание на подачу возбуждающего напряжения. Дело в том, что катод лампы ГУ-72 (также в ГМИ-11) соединен с одним из выводов накала. Поэтому следует однозначно производить подачу возбуждения только на параллельно соединенные выводы - 1, 4 и 8. И ни в коем случае не подавать на вывод 6.
При выходной мощности 200 ... 300 Вт принудительного охлаждения не требуется, однако, корпус усилителя мощности должен иметь достаточное количество вентиляционных отверстий диаметром не менее 5 мм. Больше всего высокой температуры не выносят электролитические конденсаторы - уменьшается их напряжение пробоя.