Олег Іванов (RA1ABD)
Володимир Пшішляк (RX1AY)
E-mail rx1ay (at) yandex.ru
Дорогу здолає той, хто йде…
Конструкція підсилювача не претендує на новизну або оригінальність
і призначена для початківців коротковолновіков, які роблять перші кроки в ефірі і бажають збільшити потужність своєї радіостанції. Часті питання в ефірі і на форумах спонукали до написання даної статті.
Основним завданням при розробці даної конструкції автори вважали - створення простого підсилювача потужності (потужністю 300-400 ватів), доступного для повторення початківцями радіоаматорами не мають практичних навичок в конструюванні радіотехнічних пристроїв.
Аналіз схем опублікованих в радіоаматорських журналах і в Інтернеті радіоаматорських конструкцій підсилювачів, а також аналіз схем імпортних лампових підсилювачів потужності показав - лампові підсилювачі зібрані по однотактних схемах з трансформаторним харчуванням, високим анодним напругою і як наслідок мають великі габарити, вага і невисокий ККД.
В підсилювачах застосовуються потужні генераторні лампи зі складною системою охолодження.
Підсилювачі Імпортного виробництва крім вищевказаних недоліків мають високу вартість. Вартість лампового підсилювача AMERITRON AL-811HX, що має пікову потужність 800 ват (800 w PIP) становить близько 40 000 рублів, а вага понад 20 кг.
Транзисторні підсилювачі Імпортного виробництва при тій же потужності мають вагу близько 6 кг (без блоку живлення).
Вага імпульсного блоку живлення (13,6 в- 60 а) 5 кг.
Вартість транзисторного підсилювача з блоком живлення в два рази перевищує номінальну вартість лампового.
Транзисторний підсилювач TOKIO HL-450 - 42 000 рублів
Імпульсний блок живлення для HL-450 - 26 000 рублів
Проведений аналіз вплинув на вибір схеми підсилювача потужності.
При виборі схеми підсилювача потужності за основу була обрана двухтактная схема з безтрансформаторним харчуванням.
Обрана схема підсилювача потужності має такі переваги:
- Високий ступінь придушення парних гармонік
- високий ККД
- Малі габарити і вага
- Низьке анодна напруга
- Відсутність дорогих і дефіцитних деталей
- простота конструкції
Для підсилювача з безлічі генераторних ламп була обрана ГУ-29, як не дорога, яка використовується по теперішній час в промисловій апаратурі і випускається радіопромисловістю Росії.
Для отримання потужності 300-400 ватів в підсилювачі використані чотири лампи ГУ-29, включених за схемою двотактної.
Схема підсилювача класична, неодноразово описана в літературі (Л1). Вперше схема була описана в радіоаматорського літературі колишнього СРСР в 80-х роках минулого століття і була розрахована для роботи з ламповими трансиверами.
Узгодження з сучасними транзисторними трансиверами, мають низький опір вихідного каскаду без додаткових ланцюгів узгодження неможливо.
Відсутність описів радіоаматорських конструкцій, з вирішенням питань узгодження з сучасними трансиверами, призвело до втрати інтересу до даної схемою переважною більшістю радіоаматорів. Публікація ряду статей на сайті DL2KQ-EU1TT Гончаренко Ігоря Вікторовича ( «Компенсація вхідний ємності» і «Легкий і потужний РА») підштовхнуло авторів на розробку даного підсилювача.
У багатьох радіоаматорів може виникнути питання чому чотири ГУ-29?
Широкосмугові трансформатори на ферритах прекрасно працюють в транзисторних підсилювачах на транзисторах при низьких опорах навантаження. Спроби змусити їх працювати в підсилювачах на лампах при високих опорах анодного навантаження приречені.
Максимальний опір анодного навантаження при якому широкосмуговий трансформатор виконує свої функції 300 ом.
Це відповідь на питання чому чотири ....
Схема підсилювача проста і не претендує на унікальність. Мета даної статті - описати конструкцію стійко працюючого підсилювача потужності і максимально можливо висвітлити питання виготовлення і наладки.
Технічні характеристики підсилювача
Робочі діапазони - ....... 10 80 м (160 м опціонально)
КСВ по входу (на всіх діапазонах) не більше ......... 1,5
Потужність на вході - ....... 20 ват
Вихідна потужність - ……. Не менш 300 ват
Ua = 600 вольт
Ia = 1 a
Вага - 6 кг
схема підсилювача
Харчування на підсилювач подається включенням тумблера В1. Напруга мережі, через фільтр надходить на трансформатор ТР1. забезпечуючи напруження ламп, зміщення на сітки ламп ГУ-29 і 27 вольт. Лампи ГУ-29 закриті напругою - 60 ст.
Через 2-3 секунди спрацьовує реле Р1, своїми контактами замикає резистор R1. Схема затримки подачі напруги на схему подвоєння напруги забезпечує «м'яке» включення джерела живлення + 600 вольт.
Харчування екранних сіток ламп ГУ-29 здійснюється від стабілізатора, виконаного на транзисторі КТ 812. Напруга зсуву стабілізовано стабілітронів D5. Підсилювач готовий до роботи.
При замиканні гнізда Гн1 відбувається спрацьовування реле Р2, Р3. Реле Р2 своїми контактами замикає стабілітрон D5 на «уявну землю», переводячи підсилювач в робочий режим. Реле Р3 своїми контактами подає напругу + 27 в на реле Р4 і Р5. Відбувається підключення трансивера на вхід підсилювача і підключення антени до виходу підсилювача.
Сигнал з трансивера подається на вхід підсилювача через трансформатор ТР2 і фільтр Баттерворта, узгоджувальний вихідний опір трансивера з входом підсилювача на лампах ГУ-29 в діапазоні 1,8-32 мгц. Детальний опис роботи фільтра викладено в на сайті DL2KQ-EU1TT в статті «Компенсація вхідний ємності».
Посилений сигнал з анодів ламп через трансформатор ТР3 подається на контур L3, а потім в антену.
Конструкція підсилювача і деталі.
Трансформатор ТР1 будь-якого типу з габаритної потужністю 90-100 ват
U напруження ~ 12,6 вольт при струмі 5 а
U зміщення ~ 40 вольт при струмі 50 мА
U харчування реле ~ 20 вольт при струмі 1 а
реле:
Р1 - РЕН-34
Р2, Р3 - РЕЗ-9
Р4 -РПВ 2/7
Р5 - РЕВ-14
Конденсатори змінної ємності двосекційні від старих лампових радіоприймачів з зазором між пластинами 0,3-0,5 мм і максимальним обсягом до 1000 ПФ.
Прилади від старих магнітофонів з струмом повного відхилення 50-100 мка.
Трансформатор ТР2 намотаний на феритових кільцях ВЧ 30 (ВЧ 50) типорозміру К20х15х5. Намотування ведеться одночасно трьома проводами МГТФ 0,25 без скручування. Число витків 12.
Трансформатор ТР3 намотаний трьох феритових кільцях ВЧ 30 (ВЧ 50) типорозміру К32х16х8. Намотування ведеться одночасно трьома проводами без скручування. Число витків 12. Анодні обмотки намотані проводом МГТФ 0,75. Вихідна обмотка намотана проводом МГТФ 1,0.
Перед намотуванням ферритові кільця ТР2 і ТР3 обмотуються двома шарами фторопластовой стрічки.
Котушки L1 і L2 намотані на каркасах від старих телевізорів (d = 8 з сердечником СЦР-1). Число витків 9. Намотка виток до витка проводом ПЕВ 0,4.
В якості перемикача діапазонів використаний стандартний перемикач на 11 положень.
Три плати перемикача Запаралеленими.
Чотири лампи підсилювача зібрані на платі з алюмінію розмірами 150 х 140 мм.
Шасі підсилювача виготовлено з алюмінію Підвал шасі 40 мм.
Розташування деталей на шасі видно на фотографії підсилювача. Всередині підвалу встановлена плата блоку харчування (з реле затримки включення +600 в і схемою НІГ), зібрана навісним монтажем на платі розмірами 200 х 110 мм.
Котушка L3 виготовлена відповідно до ескізу. (Точне положення відводів підбирається при остаточній налаштуванні по максимальній потужності на еквіваленті 50 ом)
Увага.
Для забезпечення стійкої роботи підсилювача, запобігання самозбудження необхідно виконати ряд простих, але ефективних заходів.
Перед установкою деталей на шасі підсилювача необхідно прокласти на шасі «землю», виготовлену з білої жерсті. «Земляні» шини кріпляться до шасі за допомогою пустотілих заклепок. Між собою шини пропаіваются.
Конденсатори змінної ємності з'єднуються з «землею» шинами з білої жерсті.
Виконання цих умов є гарантією стійкої роботи підсилювача.
Вхідний фільтр підсилювача монтується на друкованій платі з однобічного склотекстоліти.
Зібрана плата встановлюється між ламповими панельками ламп ГУ-29.
Перед початком монтажу ламп ГУ-29 на платі необхідно виготовити і встановити між ламповими панельками «уявну землю».
«Уявна земля» виготовлена з білої жерсті і для жорсткості має отбортовку з двох сторін. Розташування «уявної землі» добре видно на фотографії підвалу підсилювача.
«Уявна земля» кріпиться пайкою на вільних ніжках №4 лампових панельок ламп ГУ-29.
З «штучної землі» на «землю» (корпус підсилювача) в рівновіддалених точках припаиваются чотири конденсатора 1000 ПФ х 1,6 кв.
Для забезпечення безпечної роботи підсилювача з безтрансформаторним харчуванням КАТЕГОРИЧНО заборонено з'єднувати, будь-які джерела харчування з КОРПУСОМ ПІДСИЛЮВАЧА.
Налагодження підсилювача.
- Налагодження підсилювача починають з блоку живлення, схеми затримки і пропонує дану послугу. Всі роботи проводяться до установки плати харчування в корпус підсилювача.
- Перевірка правильності монтажу.
- Перевірка відсутності короткого замикання.
- Подають на блок живлення напруга ~ 20 в
- Перевіряють наявність напруги на + 27в
- Напруга + 27в подають на схему затримки. Реле Р1 має спрацювати через 1-2 сек після подачі напруги.
- Напруга + 27в подають на схему пропонує дану послугу. При замиканні гнізда Гн1 на корпус підсилювача повинні спрацювати реле Р2 і Р3.
- Подають на схему напруга ~ 40 в. Перевіряють наявність напруга - 60 ст.
- Підключають вольтметр до виходу схеми подвоєння.
- Подають напругу мережі на схему подвоєння напруги. Вольтметр повинен показати напруга на виході удвоителя +600 ст.
- Відключають схему подвоєння від мережі.
- Підключають вольтметр до виходу стабілізатора +250 ст.
- Подають напругу мережі на схему подвоєння. Вольтметр повинен показати напруга на виході стабілізатора близько +250 в (залежить від стабілітронів D3, D4)
- Налагодження вхідного ланцюга підсилювача.
- Підключають повністю змонтовану плату (ескіз №1), з встановленими лампами ГУ-29 до виходу трансивера.
- Напруги на лампи ГУ-29 не подають.
- Подають збудження 20 ват від трансивера на вхід фільтра.
- Регулюванням ємностей фільтра С1.С2 і L1, L2 домагаються КСВ на всіх діапазонах в межах 1,5.
- Встановлюють плату №1 в корпус підсилювача.
- Проводять міжплатний монтаж.
- Монтують ВЧ частина підсилювача. (ТР2. Контур L3, перемикач)
- Для остаточної настройки підсилювача необхідно мати еквівалент антени 50 ом, вимірювач потужності або ВЧ вольтметр.
- Підключають підсилювач до трансивер.
- На вихід підсилювача підключають еквівалент антени.
- Тумблером «Технологічна передача» переводять підсилювач в режим «Передача».
- Встановлюють струм спокою ламп ГУ-29 в межах 80-100 ма.
- Налаштування підсилювача починають з діапазону 28 мегагерц.
- Плавно подають збудження від трансивера від 0 до 20 ват.
- Проводять настройку контуру L3 конденсаторами С3 (настройка) і С4 (зв'язок), домагаючись максимальних показань вимірювача потужності.
- Підбором положення відводів на котушці L3 домагаються максимальних показань вимірювача потужності на кожному діапазоні.
- Результати вимірювань отриманої вихідної потужності і положення ємностей С3 і С4 заносять в таблицю.
- При роботі на реальну антену спочатку встановлюють ручки конденсаторів С3 і С4 відповідно до даних таблиці для даного діапазону.
- Підстроюванням конденсаторів С3 і С4 в невеликих межах домагаються максимальних показань індикатора Uant.
Правильно налаштований підсилювач забезпечує вихідну потужність не менше 300 ват на всіх аматорських діапазонах.
В авторському варіанті підсилювач забезпечував вихідну потужність в діапазоні 1.9- 7.0 мгц - 350 ват, 10-28 мгц - 400 ват.