Ум кв гу81 – -81, | — Pandia.ru

КВ усилитель мощности UR5YW на лампе ГУ-81М » Сервер радіоаматорів Прикарпаття

Мельничук Василий, UR5YW, Александр Барский, VE3KF

Хочу выразить свою благодарность Александру Барскому, VE3KF, и его форуму ve3kf.com/smf [1] за проведенные расчеты цепей усилителя и конкретные рекомендации по постройке усилителя.

Усилитель мощности (далее – УМ) изготовлен на диапазоны 80, 40, 20, 14 и 10 метров. При напряжении анода Uа = +2400 В, напряжении экранной сетки Uс2 = +600 В, токе покоя Iа0 = 0,15 А, мощности возбуждения 30…40 Вт усилитель развивает на эквиваленте нагрузки 50 Ом примерно 700 Вт в диапазоне 3,5 – 21 МГц и 600 Вт на 28 МГц, ток в резонансе Iаr = 0,4…0,45 А.

Для перевода УМ в режим передачи, необходимо замкнуть выводы разъема PTT и GND, к которым подключается «педаль». При этом сработают реле К1, К12, К13. Входной сигнал в УМ от трансивера подается через входной разъем XW1, контакты реле К1.1 – К1.2, через блок входных контуров L1 – L5, C1 – C6, конденсатор С7 подается к управляющей сетке лампы VL1 ГУ-81М. Схема блока входных контуров взята из [2]. Выбор диапазона на блоке входных контуров проводится подачей напряжения + 20 В с галетного переключателя (который установлен на передней панели УМ и на схеме не показан) на соответствующую группу реле К2, К3 (28 МГц), К4, К5 (21,1 МГц), К6, К7 (14,1 МГц), К8, К9 (7,1 МГц), К10, К11 (3,6 МГц). Хотя, на мой взгляд, лучше было бы применить входные П-контура, расчет которых приведен в [3]. Основные данные элементов входных П-контуров для лампы ГУ-81М приведены в Таблице 1:

 

Частота, МГц Свх, пФ L, мкГн Свых, пФ
1,8 1050 15,8 509
3,6 700 8 284
7,1 280 4,1 133
14,1 135 2 66
21,1 120 1,4 49
28 128 1 44

 

Так как максимальную расчетную выходную мощность лампа ГУ-81М способна отдать с током первой сетки, поэтому Александром VE3KF предложено применить параллельный стабилизатор [3] на высоковольтном полевом транзисторе VT1 типа IRF840. Опорное напряжение для стабилизатора формируется на переключаемой, с помощью галетного переключателя SA1, цепочке стабилитронов VD2 – VD9. Это позволяет корректировать ток покоя лампы в процессе эксплуатации. При переходе в режим передачи (ТХ) контакты К12.1 замыкают стабилитрон VD4, уменьшая запирающее отрицательное напряжение на 82 В, тем самым открывая лампу VL1. Ток через транзистор VT1 выбран примерно 25 мА (RX) и 40 мА (ТX). При этом ток через стабилитроны VD2 – VD9 составляет примерно 5 мА и определяется сопротивлением резистора R2. Такой, относительно небольшой, ток облегчает тепловой режим стабилитронов.

При выходной мощности 700 Вт мощность раскачки составляет 35…40 Вт, при этом ток первой сетки составляет 12…15 мА.

Стабилизированное напряжение смещения подается через дроссель L6, это предотвращает «просадку» стабилизированного напряжения смещения на резисторе R1, при появлении тока управляющей сетки. Резистор R1 повышает устойчивость каскада к самовозбуждению.

Усиленный сигнал через детали выходной колебательной системы (далее – ВКС) С18, С19, L17, L8, С23, через контакты реле К13.1 – К13.4 и ВЧ разъем XW3 поступает в нагрузку (СУ или антенну). ВКС собрана по схеме П-контура, с замыкаемыми нерабочими витками. ВКС рассчитана на сопротивление нагрузки 50 Ом. Защитный дроссель L10 служит для «снятия» наведенного потенциала анодного напряжения, через переходной конденсатор C18C19, с деталей ВКС, при переходе с передачи на прием (Рис. 14).

Часть ВЧ напряжения от выходного (антенного) разъема XW3, с делителя напряжения на резисторах R4 и R5 выпрямляется диодом VD10. Выпрямленное напряжение через делитель на резисторе R7 приложено к стрелочному измерительному прибору РА3. Построечный резистор R7 предназначен для установки необходимых показаний на шкале измерительного прибора РА3 при калибровке.

Высоковольтное напряжение +2400…3000 В, для питания анодной цепи поступает от внешнего анодного блока питания через разъем XW2 и дроссель L9 к анодному выводу лампы VL1. Блокировочный конденсатор С17 служит предотвращения попадания остаточного ВЧ напряжения из ВКС в анодный блок питания.

Детали УМ:

Катушка L1 (28 МГц) намотана проводом диаметром 1 мм, на каркасе диаметром 15 мм, длиной 20 мм и содержит 7 витков, отвод от 3-го витка, считая от общего провода.

Катушка L2 (21 МГц) намотана проводом диаметром 1 мм, на каркасе диаметром 15 мм, длиной 20 мм и содержит 8 витков, отвод от 3-го витка, считая от общего провода.
Катушка L3 (14 МГц) намотана проводом диаметром 1 мм, на каркасе диаметром 15 мм, длиной 20 мм и содержит 11 витков, отвод от 4-го витка, считая от общего провода.
Катушка L4 (7 МГц) намотана проводом диаметром 1 мм, на каркасе диаметром 15 мм, длиной 20 мм и содержит 18 витков, отвод от 5-го витка, считая от общего провода. Индуктивность катушки 4,4 мкГн.
Катушка L5 (3,5 МГц) намотана проводом диаметром 0,8 мм, на каркасе диаметром 15 мм, длиной 30 мм и содержит 35 витков, отвод от 9-го витка, считая от общего провода. Индуктивность катушки 8,9 мкГн.
Анодный дроссель L9 намотан на керамическом каркасе диаметром 20 мм, длиной 80 мм, проводом диаметром 0,47 мм, индуктивность дросселя в данном случае получилась 67 мкГн, но желательно ее увеличить до 140…160 мкГн.
Защитный дроссель L10 намотан на каркасе диаметром 8 мм, длиной 50 мм, проводом диаметром 0,15 мм, намотка типа «универсаль», для уменьшения паразитной емкости, индуктивность дросселя не менее 2 мГн (Рис. 14).
Конденсаторы С18 С19 можно заменить и одним конденсатором из серии К15-У, емкостью не менее 1000 пФ, и с двукратным запасом по напряжению, например 5 – 6 кВ (Рис. 8 — 11).
«Горячий» конденсатор ВКС С20 взят от радиостанции РСБ-5, он имеет достаточный зазор между пластинами, но и имеет значительную начальную емкость 38 пФ!!!. Конденсатор С20 подключен к первому витку катушки L7. Для такого варианта исполнения, Александр VE3KF рассчитал параметры ВКС для УМ при выходной мощности 700 Вт с КПЕ от РСБ-5 [3]. Данные элементов ВКС, для каждого диапазона, приведены в Таблице 2:

 

Частота, МГц Санод, пФ Рсанод, кВАр L, мкГн Сант, пФ Рсант, кВАр
1,8 518 17 16 3198 2
3,6 266 17 8 1650 2
7,1 152 18 3,7 976 2,4
14,1 89 22 1,6 593 3
21,1 75 28 0,85
519
4
28 77 38 0,47 549 5

 

Где Рсанод и Рсант – нагрузка на элементы, реактивная мощность конденсаторов, кВАр.
Я не буду приводить намоточные данные катушек ВКС L7 и L8, так как радиолюбителю в домашних условиях тяжело повторить их один в один. Большое значение имеет их общая индуктивность, которая приведена в Таблице 2. При наладке УМ, вооружаемся LC-метром, измеряем общая индуктивность катушек ВКС L7, L8 и находим точки для подключения отводов. Катушки L7 и L8 расположены взаимно перпендикулярно. Выбор минимального диаметра провода для катушек ВКС проводим из Таблицы 3 из [4], [5]:

 

Подводимая мощность (Вт)
Диапазон (мГц) Диаметр провода (мм)
1000 21,0 — 28,0 4,1
  7,0 — 14,0 3,3
  1,8 — 3,5 2,6
500 21,0 — 28,0 3,4
  7,0 — 14,0 2,1
  1,8 — 3,5 1,6
150 21,0 — 28,0 2,1
  7,0 — 14,0 1,6
  1,8 — 3,5 1,0
75 21,0 — 28,0 1,6
  7,0 — 14,0 1,0
 
1,8 — 3,5
0,6

 
«Холодный» конденсатор ВКС С23, двухсекционный, взят от старого лампового радиоприемника.

Переключатель диапазонов П-контура SA2 типа ПКГ с тремя-четырьмя запаралеленными галетами, переделанный по рекомендациям из [6], [7], [8], установлен на изоляционной пластине из стеклотекстолита. Следует заметить, что переключатель ПГК выдержит, если УМ работает на расчетную нагрузку примерно 50 Ом, то есть – резонансные антенны, с низким КСВ. При подключении к выходу УМ случайных «веревок», сопротивлением в сотни Ом, изоляция ПГК может не выдержать.

Измерительный прибор РА2 для измерения тока анода включен в цепь минусового провода разъема XW2 на землю.

Блокировочный конденсатор С17 типа КВИ или К15У емкостью не менее 2000 пФ на рабочее напряжение не менее 4 кВ, в крайнем случае, можно применить батарею из нескольких, параллельно соединенных, конденсаторов К15-5 2200 пФ 5 кВ (Рис. 15).

 


Конденсаторы С11, С12 типа КСО-8 на рабочее напряжение 500 В, С16 типа КСО-8 на рабочее напряжение не менее 1000 В, С7 типа КСО на рабочее напряжение не менее 500 В.
Конденсатор С21 типа КВИ или К15У емкостью 1000 пФ на рабочее напряжение не менее 1 кВ и реактивную мощность 5…10 кВАр.

Реле входных диапазонных контуров К2 – К11 типа РЭС-47, РЭС-48А. Входное реле К1 типа ТКЕ52ПД1, две группы контактов соединены параллельно (Рис. 13 — 1). Реле смещения К12 типа РЭС-48А, РЭС-9 две группы контактов соединены параллельно. Выходное антенное реле К13 типа РЭН-33, ТКЕ54ПД1 четыре группы контактов соединены параллельно.
Транзистор VT1 стабилизатора смещения установлен на радиаторе площадью 20 см. кв. (Рис. 4). Диод VD10 – кремниевый, высокочастотный, рассчитанный на прямой ток не менее 30 мА, и обратное напряжение не менее 50 В, например ВАТ41, КД522, КД510, КД521 с любым буквенным индексом.

Сеточный дроссель L6 можно намотать проводом диаметром 0,1 – 0,2 мм на ферритовом стержне, а еще лучше на кольце, для увеличения устойчивости УМ к самовозбуждению. Индуктивность дросселя примерно 800 – 2000 мкГн.

Резистор R1 – безиндукционный, например, из серии ТВО, мощностью не менее 20 Вт, сопротивлением 1 – 2 кОм. Этот резистор так же возможно составить из 10-ти резисторов МЛТ-2 сопротивлением 10 – 20 кОм, соединенных параллельно (Рис. 13).

 


Детали ВЧ детектора R4 – R6, VD10, С24 смонтированы на небольшой двусторонней печатной плате, рядом с антенным разъемом XW3 (Рис. 14).

 


Схема выпрямителей сеточных напряжений и питания реле автоматики показаны на Рис. 2.

 

 

Силовые трансформаторы Т1, Т3 УМ подключены к сети переменного тока через сетевой помехоподавляющий фильтр на C1, L1, C2, L2, C3 (Рис. 6).

Напряжение для питания экранной сетки выпрямляется диодным мостом VD1 – VD4 и стабилизируется на уровне + 600 В стабилизатором на транзисторах VT1, VT2. Стабилизатор экранной сетки собран по схеме Олега UR3IQO из [9], [10] на высоковольтных полевых транзисторах VT1, VT2 типа IRFBE30, в качестве балластного резистора установлены две, последовательно соединенных, лампы накаливания HL1, HL2, которые в «холодном» состоянии имеют сопротивление нитей накала примерно по 50 Ом. При увеличении тока через лампы, нити разогреваются, их сопротивление возрастает (до 470 Ом при полном накале), падение напряжения на лампах HL1, HL2 увеличивается. При этом уменьшается рассеиваемая транзисторами VT1, VT2 мощность. Опорное напряжение для стабилизатора формируется цепочкой стабилитронов VD13 – VD16. Ток через стабилитроны составляет 2,5 мА. Схема позволяет применение прецизионных стабилитронов с малым током стабилизации (при токе 2 мА). Это уменьшает нагрев самих стабилитронов, упрощает конструкцию и повышает стабильность выходного напряжения. Стабилитроны VD11, VD12 служат для защиты затворов транзисторов VT1, VT2 при переходных процессах (в крайнем случае можно использовать стабилитроны с напряжением стабилизации до 10 В). При токе нагрузки 200 мА просадка выходного напряжения составляет 2…3 В. Напряжение экранной сетки, для лампы ГУ-81М, не желательно поднимать выше +600 В, иначе это увеличивает шансы для прострелов лампы.

Выпрямитель на диодах VD5 – VD8 предназначен для питания цепей смещения лампы.

Выпрямитель на диодах VD16 – VD19 предназначен для питания реле автоматики и вентилятора обдува М1.

Хотя лампа ГУ-81М не нуждается в принудительном воздушном охлаждении, для облегчения теплового режима внутри корпуса УМ установлен небольшой вентилятор М1 на 12 В 0,15 А, от импульсного блока питания ПК. Это особенно актуально в жаркие летние дни. Вентилятор М1 питается при пониженном напряжении так как включен через балластный резистор R8 для уменьшения шума.

Детали: Обмотка трансформатора, которая используется для питания стабилизатора экранной сетки должна обеспечивать напряжение 650 – 750 В при токе нагрузки 0,2 А. Обмотка трансформатора, для питания реле автоматики и вентилятора обдува должна обеспечить напряжение 14 – 17 В при токе нагрузки 0,5 А. Обмотка трансформатора, питаемая стабилизатор управляющей сетки должна обеспечивать напряжение 200 – 250 В при токе нагрузки 0,1 А. Обмотка трансформатора, питаемая цепи накала лампы ГУ-81М должна обеспечивать напряжение 12 – 14 В при токе нагрузки не менее 10 А.
Транзисторы VT1, VT2 стабилизатора экранного напряжения – высоковольтные, полевые с n-каналом, например IRFBE30, IRFBF30, IRFBG30, IRFPF40, IRFPF50, IRFPG50.
Стабилитроны VD13 – VD16 с напряжением стабилизации 150 В, например КС650, КС950, эту цепочку можно составить из пяти стабилитронов, с напряжением стабилизации 120 В, например КС620, КС920.
Лампы накаливания HL1, HL2 на напряжение 220 В, мощностью 60…100 Вт.

Вместо четырех измерительных приборов в УМ применен один стрелочный измерительный прибор типа М2001-40 с током полного отклонения стрелки 200 мкА, который зашунтирован цепочкой, состоящей из конденсатора емкостью 0,1 мкФ и двух диодов типа КД213А (на схеме не показаны), включенных встречно-параллельно, предназначенных для защиты обмотки рамки амперметра в аварийных ситуациях. Измерительный прибор подключается к разным участкам схемы малогабаритным галетным переключателем (который, для упрощения схемы, не показан).

УМ собран в корпусе от системного блока компьютера Compaq размерами 180 х 520 х 370 мм.

Анодный блок питания собран в отдельном корпусе (Рис. 3).

 

 

Подходящего анодного трансформатора под рукой не оказалось, поэтому использованы четыре одинаковых трансформатора Т1 – Т4 типа ТА-262-220-50, все вторичные обмотки трансформаторов соединены последовательно. При включении анодного блока питания в сеть, контакты реле К1.1 – К1.2 разомкнуты, первичные обмотки трансформаторов Т1 – Т4 подключены через резистор R2, который ограничивает ток заряда электролитических конденсаторов С2 – С9 выпрямителя. К части витков первичной обмотки (~ 20 – 25 В) трансформатора Т2 подключен выпрямитель на VD1, С1 для питания реле К1. Резистор R1 служит для увеличения времени срабатывания реле К1. По мере зарядки конденсатора С1 срабатывает реле К1, контакты К1.1 – К1.2 замыкают резистор R2, подключая первичные обмотки трансформаторов Т1 – Т4 непосредственно к сети. Переключатель SA2 позволяет получить два значения напряжения на выходе блока питания +1800 В и +2400 В, для разных усилителей. Выпрямитель собран по схеме удвоения напряжения на диодах VD2 – VD11, для увеличения надежности каждый из диодов зашунтирован конденсатором емкостью 1000 пФ и напряжением 1 кВ, которые предназначены для поглощения мгновенных пиков перенапряжения в сети, которые появляются при переходных процессах [4]. Резистор R3 служит для ограничения тока в нагрузку при возможном простреле лампы. Для равномерного распределения напряжения конденсаторы С2 – С9 зашунтированы резисторами МЛТ-2 75 кОм, эти резисторы способствуют быстрому разряду конденсаторов после выключения анодного блока питания из сети. Конденсатор С10 установлен непосредственно на разъеме XW1. Измеритель тока анода РА1 установлен в цепь минусового провода.

Детали анодного БП: Измеритель тока анода РА1 типа М2001-39 с током полного отклонения стрелки 1 А, который зашунтирован цепочкой, состоящей из конденсатора емкостью 0,1 мкФ и двух диодов типа КД213А (на схеме не показаны), включенных встречно-параллельно, предназначенных для защиты обмотки рамки амперметра при возможном простреле лампы. Выключатель питания SA1 типа ТВ-1-4, установлен на передней панели анодного БП. Переключатель SA2 типа ТП1-2, изолирован от шасси, и установлен на изоляционной пластине из стеклотекстолита, так как он коммутирует высокое напряжение относительно корпуса БП.

Анодный блок питания собран в корпусе размерами 500 х 210 х 250 мм (Рис. 12).

Конструкция УМ:

Катушки L7 и L8 устанавливаем взаимно перпендикулярно. Расстояние от катушек L7 и L8, дросселя L9 к фрагментам шасси надо делать как можно большим, на столько, насколько позволяет данная конструкция. Переходной конденсатор С18, С19 с анода на ВКС, должен иметь 3-х кратный запас прочности, как по напряжению, так и по реактивной мощности. Отводы от катушек L7 и L8 ВКС к переключателю SA2, делать голым одножильным проводом, диаметром не меньше, чем провод на контуре или шиной 5 х 0,8 мм. Отводы должны быть минимальной длины, хорошо пропаяны, или прикручены болтами и пропаяны. Это касается так же КПЕ C20 и C23, антенного разъема и реле. Антенное реле К13 желательно расположить вблизи антенного разъема XW3, а входное — в подвале УМ, ближе к входному реле XW1. Блок входных контуров (Рис. 5 — 15) желательно расположить управляющей сетке лампы VL1 (Рис. 5 — 10). Обязательно нужно проложить земляную шину из меди или латуни, шириной 10 – 15 мм и толщиной 0,5 – 0,8 мм, которую надо проложить вдоль шасси, от входного XW1 до выходного разъема XW3 и как можно надежнее соединить шину с фрагментами шасси УМ. Распайку земляных выводов лампы VL1 проводить медным голым проводом диаметром не менее 1 — 1,5 мм или шиной, шириной 4 – 5 мм и толщиной 0,5 – 0,8 мм, по периметру панельки лампы, кратчайшим путем. Блокировочные конденсаторы с накала С14, С15 и экранной сетки С16, а так же в цепях смещения С11, С12, необходимо как можно кратчайшим путем соединить с общей шиной заземления. Ни в коем случае, нельзя соединять на одну клемму несколько выводов, это чревато самовозбуждением. Земляные клеммы располагать вокруг лампы. Желательно установить блокировку передачи (ТХ) при выключенном анодном БП [11].


Стабилизатор управляющей сетки показан на рис. 4.

 


Блок входных контуров показан на рис. 5.

 

 

Плата сетевого фильтра показана на рис. 6.

 


Выпрямитель сеточных напряжений и стабилизатор экранной сетки показан на рис. 7.

 

Анодная часть показана на Рис. 8.

 


Внешний вид УМ показан на рис. 9.

 


Внутренняя часть анодного блока питания показана на Рис. 10.

 


Блок конденсаторов выпрямителя анодного блока питания показан на рис. 11.

 

 

Внешний вид анодного блока питания показан на Рис. 12.

 


Настройка УМ: В связи с наличием в УМ высоких и опасных для здоровья человека напряжений, перед включением тщательно проверяем монтаж УМ. После этого включаем УМ в сеть. Проверяем наличие и величину указанных на схемах, напряжений, в первую очередь накала, экранной и управляющей сетки.
Временно отпаиваем вывод от трансформатора Т1, идущий к выпрямителю VD1 – VD4 стабилизатора экранного напряжения (Рис. 2). Замыкаем выводы разъема PTT и GND и переводим УМ в режим передачи, проверяем как срабатывают реле К1, К12, К13. Проверяем, изменяется ли напряжение смещения лампы при переходе с приема на передачу. Восстанавливаем выпрямитель VD1 – VD4 (Рис. 2). Подключаем анодный блок питания. К антенному разъему XW3 УМ подключаем эквивалент нагрузки сопротивлением 50 Ом. К эквиваленту нагрузки подключаем ВЧ-вольтметр.
Если лампа ведет себя «спокойно» и нет прострелов, не подавая возбуждения на лампу, переключателем SA1 (Рис. 1) выставляем ток покоя лампы примерно 0,2 – 0,3 А, вращаем «горячий» С20 и «холодный» С23 КПЕ на всех диапазонах, контролируя ток анода. Если ток остается неизменным, значит, самовозбуждения нет. Подключаем трансивер к УМ (DSB устанавливаем на 0) и проверяем вновь, на всех диапазонах, на наличие самовозбуждения. Бывают такие случаи, что при подключении трансивера, образуется паразитная связь [11].
К входному разъему XW1 подключаем трансивер. Выбираем нужный диапазон входных диапазонных контуров. Устанавливаем в трансивере режим «настройка» и вместе с УМ переводим его на передачу, вращая подстроечники конденсаторов С1 – С5 настраиваем входные контура по максимальному значению тока анода лампы VL1.
Настраиваем ВКС. Переключателем SA1 устанавливаем ток покоя лампы VL1 в диапазоне 0,1 – 0,15 А. Настройку ВКС следует начинать  с пониженной до 1/3 мощности и если настройка правильная, то постепенно повышать мощность и подстраивать ВКС. О правильности настройки говорит величина спада, уменьшения анодного тока. Спад должен быть в пределах 15 – 20 %. После завершения настройки ВКС УМ готов к работе в эфире.
Как убедиться, что лампа работает в расчетном режиме? Пример: расчет показывает, что Ia0 = 0,5 А. Это значение тока дается при условии, что ВКС УМ не настроена в резонанс. Необходимо выставить раскачкой с трансивера именно этот ток лампы. Для этого кратковременно на 1 – 2 сек «стаем» на передачу, подаем раскачку при полностью расстроенной ВКС. Выключаем. Если ток анода мал, не достигает 0,5 А, как в нашем примере, то после небольшой паузы для охлаждения анода лампы, и чуть увеличив раскачку повторно включаем УМ на передачу. Итак, необходимый ток, достигнут, он равен 0,5 А. Мощность раскачки можно запомнить или записать, отметить меткой и т.п. Теперь рассчитываем ток анода в резонансе. От тока 0,5 А надо отнять его 1/6 часть, то есть 0,083 А. В нашем случае ток в резонансе должен получится 0,41 А. После этого, не трогая раскачку, включаем УМ, подаем раскачку и сразу «горячим» конденсатором С20 настраиваем анодный ток в резонанс. После этого настраиваем холодным конденсатором С23 так, чтобы провал тока был до 0,41 А. Попеременно, то «горячим» С20, то «холодным» С23 конденсаторами ВКС добиваемся провала тока до 0,41 А. Это и будет критическим режимом для лампы. Возможно, потребуется подбор витков П-контура в процессе настройки.
Можно настраивать УМ по показометру РА3 в тех случаях, когда КСВ=1. Когда же КСВ выше 1,3-1,4 то уже показометр начинает врать, поскольку измеряет не только падающую волну от источника к антенне, но еще и отраженную от антенны «обратку». Прямая и обратная взаимодействуя между собой, дают в результате изменение измеряемого напряжения на показометре, поэтому он начинает искажать показания. С анодным током этого не происходит. [12].

Калибруем показометр РА3. Регулируем раскачку с трансивера так, чтобы с УМ в нагрузку поступала мощность, например, 400 Вт, это примерно 140 В на нагрузке 50 Ом. Вращая движок построечного резистора R7 (Рис. 1) устанавливаем стрелку индикатора выхода РА3 на деление 140 мкА. Сразу оговоримся, что показания будут верны, если УМ работает на нагрузку примерно 50 Ом, то есть – резонансные антенны, с низким КСВ. При подключении к выходу УМ случайных «веревок», у нас будут совсем другие показания.

Подключаем антенну к УМ, настраиваем ВКС в резонанс, ищем «свободные уши» на диапазоне. Просим корреспондента оценить качество нашего сигнала с УМ и без него, а так же силу сигнала с УМ и без него. И если с качеством сигнала все в порядке, оно не меняется, а сила сигнала на 1,5 — 2 бала громче с УМ, то можем смело праздновать победу, предварительно поработав в эфире 1 — 2 часа, тем самым проверив на прочность УМ. [11]

 

Позже, для удобства пользования, в УМ добавлен светодиодный индикатор выходного напряжения на нагрузке, на микросхеме LM3914 [13], секвенсор и таймер переключения накала на пониженное питание при длинных паузах в работе [14].

Работу УМ можно посмотреть на Youtube по ссылке [15].

 

 

Скачать схемы в формате splan: hf_amplifier_ur5yw_gu81m.spl [79.96 Kb] (скачувань: 638)hf_amplifier_ur5yw_gu81m_adapter.spl [51.55 Kb] (скачувань: 445)hf_amplifier_ur5yw_gu81m_source.spl [29.88 Kb] (скачувань: 419)

Использованные источники:

  1. Радиотехнический форум » http://ve3kf.com/smf/index.php
  2. Усилитель мощности на ГУ-81М на базе УМ от Р-140. EW1BA — http://www.cqham.ru/pa86_06.htm
  3. Радиотехнический форум » Усилители мощности » Ламповые УМ до 1 кВт  » УМ на ГУ-81 в легком режиме. http://ve3kf.com/smf/index.php?topic=106.0
  4. Кляровский В.А. Усилители мощности любительских радиостанций. 500 схем для радиолюбителей. — СПб, Наука и техника, 2008. — 256 с: ил. Серия «Радиолюбитель»
  5. КВ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ. Владимир Дроган UY0UY http://www.cqham.ru/pa_uy0uy.htm
  6. Использование ПГК в П-контуре усилителя мощности. Ю.Ковалевский RW0IW — http://r0i.qrz.ru/hfvhf/files/iw_perekl_pgk.shtml
  7. Доработка переключателя. Ю.Ковалевский RW0IW — http://r0i.qrz.ru/hfvhf/files/up_swich.shtml
  8. Переключатель П-контура для выходного каскада и коммутатор антенны RX/TX. http://www.cqham.ru/un7gm_p.htm
  9. Узлы современного усилителя мощности. Олег Скидан UR3IQO.  Стабилизатор напряжения второй сетки для ламп ГУ-46/ГУ-80/ГУ-81 http://skydan.in.ua/PA/G2.htm
  10. Выбор лампы Олег Скидан UR3IQO http://forum.vhfdx.ru/ http://forum.vhfdx.ru/usiliteli-moshchnosti/vybor-lampy/msg12611/#msg12611
  11. Конструирование УМ — Калашников Иван Евгеньевич (UX7MX) http://ux7mx.ucoz.ru/publ/usiliteli_kv_i_ukv/konstruirovanie_um/2-1-0-1
  12. Порядок настройки УМ — Радиотехнический форум — http://ve3kf.com/smf/index.php?topic=121.0
  13. Светодиодный индикатор выходного напряжения на нагрузке в КВ усилителе мощности. – Радиоаматор №ХХ 201Х.
  14. Автоматика усилителя мощности. Секвенсор и таймер для накала лампы ГУ-81М. – Радиоаматор №ХХ 201Х.
  15. youtube.com / Усилитель мощности на ГУ-81М https://www.youtube.com/watch?v=etz31be7WLY https://www.youtube.com/watch?v=XFVQ7HuQUlc

г. Черновцы, Украина.
E-mail: [email protected]

qrz.if.ua

КВ усилитель на двух лампах ГУ-81М.

Подробности

Просмотров: 26922

Светлой памяти моей
дорогой супруги Галины UR5CY
посвящается Анатолий Каракоця UR5CX.

Усилитель предназначен для усиления выходной мощности КВ радиостанции до уровня 1500 Вт при входной — до 30 Вт. Усилитель построен по классической схеме с общим катодом и последовательным питанием анода. Кроме того, применена автоматическая регулировка тока покоя ламп по огибающей SSB сигнала. Это позволило снизить начальный ток анода до 100мА на одну лампу. В усилителе возможно применение ламп ГУ-46М, ГУ-80, ГУ-81 без ущерба для характеристик.

Входной сигнал от трансивера через контакты реле RL17 и входные резонансные контура подается на управляющие сетки ламп ГУ-81М. Задача входных контуров согласовать низкоомный выход трансивера с высокоомным входом ламп. Катушки L7, L9 и L11 с помощью конденсаторов С35, С37 и С39 настраиваются на выходное сопротивление трансивера 50 Ом а катушки L6, L8 и L10в резонанс на середину соответствующего диапазона. Процедура настройки контуров проводится при среднем положении ферритовых сердечников и только подбором количества витков катушек и величин соответствующих емкостей. Результатом правильной настройки входных контуров является присутствие на управляющих сетках ламп высокочастотного напряжения величиной 120В, при входной мощности 30Вт, что соответствует 38 вольтам напряжения на нагрузке 50 Ом. Если напряжение на управляющих сетках ламп окажется больше 120В, катушки L6, L8 и L10 необходимо зашунтировать двухваттными резисторами соответствующей величины.

Одновременно с высокочастотным напряжением возбуждения на сетки ламп подается отрицательное напряжение смещения через одну из обмоток трансформатора ТА2. Напряжение смещения по величине зависит от уровня входного ВЧ сигнала и изменяется в пределах -150-120В. Работа и настройка стабилизатора напряжения управляющей сетки неоднократно публиковалась в различных конструкциях усилителей, поэтому повторять нет необходимости. Единственное отличие данной схемы от ранее опубликованных – это применение в качестве составного транзистора двух транзисторов КТ854 и КТ940 вследствие более высокого напряжения смещения ламп ГУ-81М по отношению к металлокерамическим тетродам.

При необходимости может быть задействована система ALC, которая заведена и работает через трансформатор ТА2.

Питание экранной сетки осуществляется от выпрямителя с удвоением напряжения. Ввиду низкой крутизны характеристики ламп применение стабилизатора напряжения экранной сетки нецелесообразно. Практическая проверка коэффициента усиления каскада при изменении напряжения экранной сетки подтверждает это. Увеличение напряжения экранной сетки на 50В практически не влияет на величину крутизны характеристики лампы, а значит и коэффициент усиления каскада мало изменится.Напряжение +700В подается на экранные сетки ламп через контакты реле RL1 и токоограничивающий резистор R14. Для ограничения бросков тока через лампы катоды ламп включены на корпус через резисторы R5 и R6. На этих же резисторах измеряется анодный ток ламп.

Колебательная система представляет собой обычный П-контур с фиксированными «горячими» конденсаторами, переменными индуктивностью и конденсатором в «холодном» конце. В качестве катушки П-контура применен шаровый вариометр от радиостанции Р-140. В первом положении коммутации катушек при параллельно-последовательном включении индуктивность изменяется от 1.8мкГ до 9.6мкГ и перекрываются диапазоны 80 и 40м. Во втором положении при параллельном включении катушек вариометра индуктивность меняется от 0.6мкГ до 2.5мкГ – перекрываются диапазоны 20, 15 и 10м.

Выходная мощность измеряется с помощью трансформатора ТА1 и измерительного прибора PV1. Трансформатор выполнен на ферритовом кольце М25*16*5 с проницаемостью 2000НМ. Первичная обмотка этого трансформатора являет собой антенный провод продетый в кольцо, а вторичная – 10 витков провода ПЭЛШО-0.25.

Входные контура выполнены на пластмассовых каркасах диаметром 12мм и высотой 30мм с ферритовыми подстроечными сердечниками. Катушки намотаны проводом ПЭЛШО-0.5. L6 имеет 9 витков, L7-4, L8-14, L9-5, L10-25, L11-10 витков. Для остальных диапазонов изготовить входные контура не представляет больших трудностей.
Реле RL1 и RL17 типа РЭН-33, RL2 – РЭВ-15, RL14-RL16 – РЭС-9, остальные типа «тещин язык». Реле RL1 и RL2 в блоке питания типа РЭС-49. Конденсаторы С8, С16, С17 и С18 типа К15-У на напряжение не менее 6кВ, С9 и С10 типа КВИ на напряжение не менее 10 кВ.

Трансформатор ТА2 изготовлен на ферритовом кольце М2000 типоразмера 28*16*6. Обмотка, через которую подается смещение на управляющую сетку лампы, содержит 6 витков провода МГТФ, обмотка ALC-1виток, третья обмотка – 2 витка с отводом от середины. Возможно изготовление данного трансформатора в виде «бинокля». Узлы формирования RX/TX, ALC и динамический стабилизатор напряжения управляющей сетки размещены на печатных платах.

Анодный дроссель L5 стандартный от радиостанции Р-140, антипаразитные L6 и L7 состоят из трех витков нихромового провода диаметром 2мм на оправке диаметром 8мм.

Настройка усилителя производится обычными способами.

 

 

 

 


 

Анатолий Каракоця UR5CX
г. Черкассы Украина
тел.моб. 8-097-124-65-91
тел.дом. 8-0472-66-16-27
e-mail: ur5cx(at)uch.ne

Источник: cqham.ru

omskair.ru

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ И УМ К НЕМУ НА ГУ-81м. — Для начинающих — КАТАЛОГ СТАТЕЙ

И.Е. Калашников (UX7MX).

Как то поднадоела в последнее время работа в эфире, то ли годы сказываются,

то ли ситуация сложившаяся в последнее время. Почти год  валял дурака, но в

своем доме  найдется всегда работа, скучать не приходится, было бы желание.

Под осень начал бросать «косяки» на трансформатор  от Р-118БМ3,

tnx  Максиму UR1MX. Да и корпус  с осциллографа  попался  420х190х300, как раз  

должно все поместиться. И так трансформатор №1 – Р-118БМ3. Есть

переключение по первичной обмотке: 185в, 203в, 220в и 238в, провод

ПЭВ1-2,1мм  то, что надо для дома, где напряжение в сети постоянно  

колеблется.  Вторичная  обмотка: 1320в, 1440в, есть отводы, провод  

ПЭВ1-0,86мм, 640в — провод ПЭВ1-0,41мм, есть отвод. Можно скомбинировать

анодное напряжение для любой лампы. Мощность трансформатора — 2,4квт.

Трансформатор №2 – ТАН-135. Мощность трансформатора 440вт. 

Характеристики этого трансформатора есть в интернете.  Есть 

мощные накальные обмотки,  есть напряжение для питания реле, а так

же для экранных и сеточных цепей, т.е. все есть для полного счастья.  

Так, что напильник в руки и вперед!  Были собраны диодные

мосты для 3000в, 900в, 300в, 24в, планируется применить  в УМ лампу

ГУ-81м. Емкость для анодного моста  — 47мкф х 4кв, для экранной

сетки – 3 х220мкф х 450в. В общем,  до Нового 2015 года осилил блок

питания, результатом остался доволен.

Этапы изготовления БП, отражены на фото, ничего сложного.

Теперь жду вдохновения, чтобы взяться за УМ, а оно не приходит….

                                 ********************

Ну вот, помаленько, преодолевая лень и прочие напасти, удалось

таки к 7 мая 2015г, сделать слесарку, выполнить покраску и допаять УМ.

Для шасси УМ, был приобретен выпотрошенный корпус осцилографа

С1-69, его размер  200х360х420 мм. Схема используется традиционная,

раскачка в сетку, по минусу -320в RX, -200-220в TX, +900в на экранную

сетку, +3000в на анод. Лампа «подраздета» и положена, крепится к шасси

уголками за «юбку» лампы. Лампа выбрана из соображения «тихого» УМ 

и свободного ее приобретения + низкой цены. В режиме приема на лампу

подается  напряжение накала 6,3в. На задней панели УМ, предусмотрено

место для вентилятора. Переключатель диапазонов выполнен на реле

В2В. Нерабочие витки П-контура закорачиваюся. Так как ток потребления

включенных реле В2В более 1,2А, пришлось поставить дополнительно

тр-р на 24в в самом УМ.  Тр-р ТАН-135 в БП, по 24в имеет ток до 320ма,

от него запитаны реле ФНЧ, а так же реле RX-TX.  На входе УМ стоит

реле П1Д -1В, в антенне — П1В-1, коммутация RX-TX — РЭС-9, накал — РЭН-34.

ФНЧ собран на реле РПА-12, для увеличения индуктивности контуров

на диапазонах 160-40м, используются отрезки феррита длиной 40мм, с

магнитных антенн  диаметром 10мм, марка феррита — 400-600нн.

КПЕ в аноде имеет емкость 300пф, на 160м подключается «торном» 220пф.

В антенне 5-и секционный КПЕ, общая емкость 2500пф, на 160м реле В1В

подключает дополнительную емкость  2200пф. В УМ 2-е измерительные

головки, одна на 1А — меряет ток анода, вторая 100мка — индикатор выхода.

П-контур для ВЧ-диапазонов намотан шиной 6х4, на оправке 40мм, кол-во

витков -9. На НЧ- диапазоны намотан на фторопластовом каркасе с шагом

4мм, диаметром 60мм, провод-2,55мм, кол-во витков-26. Переключатель

диапазонов состоит из 2-х керамических галет, одна переключает

реле В2В в П-контуре, вторая — ФНЧ. На диодах КД213, собран дишифратор,

для коммутации реле П-контура. Анодный дроссель намотан на

фторопластовом каркасе диаметром 25мм, длиной 150мм, провод

ПЭЛШО-0,35мм, данные дросселя взяты из УМ «AMERITRON». Позже

нашел керамический каркас и провод ПЭВ2-0,35, фото дросселя внизу.

Антипаразитный дроссель в аноде, намотан нихромом,

диаметр-1.0мм,  кол-во витков — 5. Управляющая сетка зашунтирована

набором из 30-и резисторов МЛТ-2, сопротивление -2,1ком,

мощность — 60вт, короче, что было в наличии. Переходная емкость с

анода на П-контур — К15у-1 1000пф х 6кв х 40квар.

Несмотря на то, что в БП по 900в стоят 3-и емкости 220мкфх450в, в УМ

так же еще установлены точно такие же, в итоге общая емкость

фильтра экранной сетки составила порядка 150мкф. Добавлена емкость

и для минусового источника питания, 2-е 220х450=440мкф.

Напряжение на зкранную сетку не стабилизировано пока, будем посмотреть

далее нужно ли это.  Предыдущий УМ  на ГУ-81м, не имел стабилизатора по

экранной сетке, учитывая то, что лампа с малой крутизной, 5ма/в.

Проведено было несколько тысяч связей, нареканий на качество

сигнала не было. В режиме SSB или CW, изменяется режим стабилитронов

по минусу, что позволяет менять ток покоя лампы. В режиме VOX,

предусмотрено подключение BAND DECODERA, что позволяет управлять

УМ и антеннами с трансивера или компьютера, тем самым повышается

оперативность  работы, особенно в соревнованиях. При желании, можно

в дальнейшем  выбросить перегородку с лампой ГУ-81м, а на ее место

поставить  другую лампу, например ГС-35б, ГУ-43б и др, соответственно

ФНЧ  нужно  будет перестроить или сделать  новый, под другой тип ламп. 

При этом скорректировать в БП нужные  напряжения, благо такая 

возможность есть и мощность БП позволяет  это сделать.

Выкладываю несколько фото УМ, комплектующая собиралась

годами, но  некоторые элементы не удалось найти, поэтому ставил то что было.

Хочу отметить тот факт, что на 7-м десятку жизни, все проблематичнее

становится выполнение качественного монтажа и пайки. Подводит

зрение, 4-х включенных лампочек порой недостаточно, дрожат руки и т. д,

так что не судите строго, что возьмешь с пенсионера.

Поэтому советую юношам, чувствующим приближение пенсионного возраста,

не откладывать на потом то, что можно сделать сейчас.

Впереди  настройка УМ, но самый нудный момент, это настройка ФНЧ,

ну я думаю осилим и этот этап построения УМ.

                                                    ******************

И так, после небольшого перерыва занялся ФНЧ. Я думаю не стоит объяснять,

зачем ставится ФНЧ между трансивером и УМ. Правильно, чтобы согласовать

выходное сопротивление трансивера (50ом) со входным сопротивлением УМ.

Входное сопротивление УМ может быть разным, все зависит от того, какая

схемотехника УМ. В данном случае, на входе управляющей сетки ГУ-81, стоит

нагрузочный резистор 2,1 ком, набранный из резисторов МЛТ-2, в количестве

30 шт. и мощность его — 60вт. Вообщем, что было под рукой. Фото ФНЧ смотрите

ниже, а так же скрины некоторых диапазонов, настроенных на средину

диапазона. К сожалению габариты ФНЧ небольшие, и места мало, все

продиктовано габаритами шасси УМ. Поэтому получить идеальное КСВ не

получилось, так как емкость монтажа вносит свои коррективы и все

предварительные расчеты не совпадают. На НЧ диапазонах не удалось

получить перекрытие по всему диапазону, поэтому строил ФНЧ ближе 

к тем участкам, где больше работаю, это CW и DIGI.

На последнем фото, после графиков, ФНЧ закрыт крышкой. На этом

настройку ФНЧ считаю законченной, где хорошо получилось, где относительно,

в любом случае будет работать, это не кварцевый фильтр, где нужна идеальная

характеристика, можно и тюнер включить если что.

Корпус пока после покраски сохнет, позже сделаю фото, когда все заработает.

                                                    *   *   *    *

Ну вот и корпус высох, и настройка УМ закончена, фото внизу. Ток покоя — 100ма,

мощность раскачки с трансивера — 30вт, выходная мощность на 10м -0,95 -1квт, на

остальных диапазонах -1,1 — 1,2квт. Фото отображения выходной мощности на

CN-801 смотрите ниже. Сеть конечно ни в дугу, просадка анодного напряжения

с 3 кв до 2,6 — 2,7кв. Проведено пару десятков связей, разными видами излучения,

качество сигнала в норме, прирост по силе сигнала от 1, 5 до 2-х балов и более. 

На этом пожалуй и все. Всем кто занимается еще конструированием,

желаю творческих успехов в этом не легком деле. 73 !  Ivan   ux7mx

Для увеличения фото, кликните по нему мышкой.

 

ux7mx.ucoz.ru