УСИЛИТЕЛИ

АЛЕКСАНДР РОГОВ МОСКВА
RZ3AH

Наверно каждый коротковолновик, особенно работающий и на НЧ диапазонах, хотел бы иметь компактный усилитель мощности, с хорошим КПД, совместимый с современными КВ трансиверами, теперь, как правило, импортного производства, имеющий приличный внешний вид, который бы украшал и придавал солидность нашим радиошекам, а, самое главное, обладал высокой надёжностью и радовал своей работой.
Уж где — где, а у нас в России есть такие прекрасные и вполне доступные радиолампы, как ГУ-50, ГИ-7Б, ГМИ-11, ГУ-46, ГУ-43Б, ГУ-84Б, ГУ-78Б и т.п., которые ценятся во всём мире. Ведь если грамотно подготовить радиолампу к эксплуатации, пускай она пролежала без дела не один десяток лет, и соблюдать необходимые требования и режимы работы, то одной такой лампы хватит на долгие годы. Выход из строя радиолампы по статике или броскам в питающей сети маловероятен при разумном построении схемы, радиолампа не боится рассогласования, непродолжительных перегревов и перегрузок.


Не надо перестраховываться и использовать трансформаторы в источниках питания, конденсаторы фильтров, превышающие по мощности и ёмкости необходимые величины, иначе это будет похоже на то, как обычный посылочный ящик «для прочности» заколотили гвоздями в 100мм. Вместо ожидаемых высоких параметров снизится надёжность каскада, особенно в моменты включения высоковольтных источников и в первые секунды прогрева накала радиоламп.
Если все таки по каким-то причинам используются такие радиоэлементы, то придётся усложнять схему и применять устройства сглаживающие экстратоки, использовать реле задержки времени, защищать компьютер от бросков в сети, если он используется. Но всегда надо помнить, что каждый лишний контакт, каждый лишний полупроводник – это элемент ненадёжности, особенно в выходном каскаде.
Следует остановиться на цепях питания накала радиоламп. Надо правильно выбрать напряжение из большого допуска, указанного в паспорте, обеспечивающее долгосрочную работу радиолампы, не всякий из унифицированных трансформаторов подходит для этого.


В наше время существует множество диодов с прекрасными параметрами, ВЧ элементов выходных каскадов военных радиостанций: катушки, панели для ламп, КПЕ (в том числе и вакуумные) с прекрасным перекрытием, переключатели, реле В2В, П1Д и т.п. Это конечно предел мечтаний. Если подойти к этому разумно и не ставить в каскад на ГУ-82Б катушку из шины 15х3, то можно получить вполне приемлемые размеры конструкции. Удобно использовать двухблочные конструкции, когда источник питания находится под столом, тогда сам выходной каскад получится компактнее.
Слаботочные реле, в том числе и герконовые, легко обеспечивают управление основными контакторами усилителя и сопряжения с трансивером, как по переключению диапазонов, так и по управлению приёмом-передачей.
Вентиляторы желательно использовать только импортного производства и не БУ. Может быть для многих пользователей подошёл бы и ВН-2, лишь бы каскад хорошо работал, но конструктор в глубине души останется неудовлетворённым своей работой, если сэкономит на вентиляторе. В мощных выходных каскадах антипаразитные элементы выполняются на специальных безиндукционных резисторах, но уж никак не на МЛТ-2.


При проектировании каскада важно знать, будет ли он использоваться в контестах, эксплуатироваться в режимах FM, CW и т.п., или каскад предназначен чисто для повседневного общения. Всё это влияет на вес, габариты, режимы обдува. Может выручить правильный выбор схемы включения радиолампы с общим катодом или общей сеткой, это имеет очень важное значение!
Не приветствую таких режимов, когда с трёх ГУ-50 получают 500Вт в антенне, в этом случае придётся иметь запас ламп. Смысла в этом нет потому, что существуют более мощные лампы, тем более если у вас была мощность в 300Вт, а вы её увеличили до 500, то почти никто этой прибавки в 2дБ (0,3 балла) не заметит.
Не лишним бывает установка на передней панели хотя бы светодиодов, контролирующих токи сеток, и свидетельствующих о работе каскада в соответствующих режимах.
Полюбившаяся многим конструкторам схема с параллельным питанием анодной цепи оправдывает себя при использовании ламп с небольшой выходной ёмкостью и начальной ёмкостью анодного КПЕ, но и она имеет свои сложности – надо правильно выполнить анодный дроссель, важно знать его резонансную частоту, которую можно определить с помощью ВЧ вольтметра или обыкновенной неонки. Резонансная частота дросселя не должна быть в близи любительских КВ диапазонов. Желательно где-то оговорить запрет на передачу на этой частоте, иначе при современных трансиверах со сплошным перекрытием до 30МГц повернув ручку валкодера на резонансную частоту дросселя можно вывести из строя усилитель мощности.
Если в УМ используется лампа с большой выходной ёмкостью в десятки пф типа ГУ-81 и при высоком анодном напряжении, увеличивающем Rэ или с использованием КПЕ с большой начальной ёмкостью, следует использовать схему с последовательным питанием анодной цепи. Перед элементами настройки выходного каскада необходимо ставить качественные ВЧ конденсаторы большой ёмкости на напряжение не менее удвоенного анодного, для того, чтобы убрать постоянную составляющую, и, в то же время, не снизить ёмкости КПЕ. К переключателю диапазонов в такой схеме предъявляются повышенные требования, т.к. он находится под высоким напряжением и должен быть надёжно изолирован от корпуса, а ось ручки управления разделена диэлектрической ВЧ вставкой.


Исходя из многолетних наблюдений, ничего отрицательного об использовании в УМ небольшой мощности – до 1кВт электролитических конденсаторов в источниках анодного напряжения – сказать не могу. Необходимо только следить за тем, чтобы напряжение на каждом конденсаторе было не более чем 85%, от напряжения указанного на корпусе конденсатора, и стараться не размещать электролитические конденсаторы вблизи греющихся элементов каскада. Были случаи выхода из строя конденсаторов типа К 50-17 1000мкФ/400В и т.п. где выходные медные клеммы, имеют алюминиевые заклёпки, со временем контакт нарушается. Понятно, что в более мощных выходных каскадах, использование металлобумажных и конденсаторов комбинированного типа (К75) — предпочтительнее.
Для придания приличного внешнего вида надо обладать навыками в работе с лакокрасочными материалами. Качественную краску можно приобрести на хозяйственном или авторынке, только не берите аэрозольную краску, которую можно использовать только для внутренних и декоративных работ, но не для корпуса и лицевой панели (даже, если это «Sadoline» или «Helios»). Латинские переводные шрифты тоже не дефицит. Красивые кнопки, хромированные тумблера, арматуру для лампочек, светодиодов, разъёмы легко найти на радио рынке. Немножко сложнее с подходящими импортными приборами от КВ аппаратуры, устанавливаемых на переднюю панель, с красивыми и надёжными ручками управления, но, при желании, особенно в крупных городах, эти вопросы решаются.

Тем, кого может быть, подтолкнёт эта статья заняться конструированием выходных каскадов, надо хорошо себе представлять:
— какие магнитопроводы и провода каких сечений необходимо использовать для трансформаторов блока питания;
— какими динамическими свойствами и внутренними сопротивлениями должны обладать источники питания;
— какие диоды и конденсаторы каких ёмкостей, в зависимости от схемы выпрямителя надо использовать;
— из какого материала должен быть изготовлен корпус, обеспечивающий прочную конструкцию и бесшумную работу в магнитном поле трансформаторов;
— использовать узлы автоматики не позволяющие нарушать порядок подачи напряжений на электроды радиоламп и управления охлаждением;
— как производится тренировка радиолампы и в каких режимах она должна работать первое время;
— как расположить ВЧ радиоэлементы, чтобы исключить появление недопустимых ёмкостей монтажа, пробоев и паразитных связей;
— проводники, из каких материалов и каких сечений использовать для монтажа;
— предусмотреть оптимальную конвекцию воздуха вокруг радиоламп естественного охлаждения;
— вентиляторы какой производительности или нагнетающие турбины надо использовать для ламп с принудительным охлаждением, как их правильно расположить;
— какие диэлектрические материалы и где можно применять;
— принять меры по стабилизации основных цепей, исключить появление динатронного эффекта;
— обеспечить устойчивость выходного каскада как вблизи рабочей частоты, так и на СВЧ;
— правильно выбрать схему включения радиолампы и питания её анодной цепи;
— какими параметрами должны обладать КПЕ;
— правильно выбрать тип, ёмкости и рабочие напряжения разделительных и блокировочных конденсаторов;
— использовать схему безопасного контроля тока анода;
— переключатели диапазонов или контакторы должны обеспечивать надёжное соединение элементов П-контура, выдерживать большие токи и желательно обеспечивать дополнительное шунтирование большей части витков при работе на ВЧ;
— знать эквивалентное сопротивление каскада и обеспечить оптимальное согласование с нагрузкой;
— подобрать необходимые сечения проводов и правильно сконструировать катушку для получения нужной добротности и индуктивности;
— какой материал и какой провод нужно использовать для анодного дросселя, как его выполнить и определить частоту его резонанса;
— как обезопасить лампу и блок питания от возможных пробоев;
— как оптимально согласовать усилитель мощности с трансивером при включении лампы по схеме с ОС и как избежать влияния входной ёмкости при включении лампы по схеме с ОК;
— какой ток покоя и в каких режимах обеспечивает оптимальную работу каскада;
— какие схемы блокировки и индикации следует применять в тех или иных случаях.


Если учитывать хотя бы эти моменты, то каскад будет работать надёжно, линейно, не расширяя полосы, и не создавая внеполосных излучений. Наверняка у многих коротковолновиков всё это так и сделано. Но нормальную работу даже такого каскада можно легко испортить, увеличив сверх нормы уровень сигнала с трансивера или исказив входной сигнал чрезмерной компрессией и перегрузкой по микрофонному входу.

Как и в любом деле не надо ожидать быстрых результатов и первые десятки и десятки конструкций будут не совсем удачные. Но с годами наблюдений, анализа, работ над ошибками и, конечно, ежедневного труда, наверняка что-то начнёт получаться.
Теперь немного о психологических моментах. Можно услышать такие философские рассуждения: «Вот раньше у меня был УМ на ГК-71, вот это вещь, а теперь на 2 ГУ-72 меня никто не слышит». Это конечно смешно, но у человека укоренилось такое заблуждение, ему трудно доказать, что это одно и тоже, и что это из области «когда деревья были большими». Не верьте этим иногда приятным воспоминаниям и впечатлениям, а верьте только стрелке измерителя мощности на выходе вашего каскада. Я естественно опускаю все разговоры об антеннах и о прохождении, как о само собой разумеющемся.
Хочу привести такие наблюдения :
— если вы увеличили мощность в два раза, то практически никто этого не заметит, а скажут: «наверное QSB»;
— если увеличили мощность в 4 раза – получили прибавку в 1 балл (6дБ), но даже это заметит не каждый, а только опытный корреспондент;
— увеличение мощности в 10 раз более 1,5 балла (10дБ) замечают практически все, правда оценки могут быть от 3 до 20дБ;
— в 16 раз – 2 балла (12дБ), отдают должное работе выходного каскада;
— увеличение мощности в 64 раза это 3 балла (18дБ), комментарии излишни, а оценки могут быть от 10 до 40дБ.

Учитывать это надо для того, чтобы не возлагать необоснованных надежд на тот или иной выходной каскад, а реально оценивать его возможности и представлять, какой эффект это будет иметь.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *