Линейный усилитель мощности на двух ГУ-74Б

В последнее время радиолюбители больше внимания уделяют конструиро­ванию усилителей мощности, нежели трансиверов, хотя немногие энтузиас­ты создают аппараты, достойные при­стального внимания.  К построению мощного, надежного и качественного PA следует подходить очень серьезно, так как здесь нет мелочей, и любая погрешность в его проектировании и изготовлении надолго отравит жизнь вам и вашим соседям.

Основное правило при конструирова­нии РА: все детали должны иметь мак­симально возможный запас по надежно­сти (электрической прочности). Конечно, каждый исходит из своего опыта, воз­можностей и намерений. Для обеспече­ния достаточной надежности и долговеч­ности усилителя ни одна деталь, вплоть до сопротивления в цепи смещения, и особенно электроды лампы (у тетродов самое слабое место — экранная сетка), не должна рассеивать мощность более 70% от максимально допустимого пас­портного значения. То же самое относит­ся к допустимым величинам значений напряжений и токов.

Больше всего радиоаппаратура и ра­диодетали не любят перегрева, от него происходит их быстрое старение. Осо­бенно это относится к радиолампам, так как при перегреве из их электродов вы­деляются остаточные газы, наибольшее же их количество — из анода, может произойти внутренний пробой, и лампа выйдет из строя.

Предлагаемый вашему вниманию уси­литель выполнен на двух лампах ГУ-74Б по схеме с общим катодом.

 

Причины, почему PA выполнен на лам­пах, очевидны. Об этом неоднократно писалось, в том числе и автором [1].

Технические характеристики лампы ГУ-74Б довольно высоки, а типовой ре­жим для усиления однополосного сигна­ла (для одной лампы) приводится выше.

Принципиальная электрическая схе­ма усилителя мощности приведена на рис.1,

  

Анодное напряжение через разъем XW3 (рис.1), расположенный на задней стенке корпуса РА, фильтрующую це­почку Др5-С 16  -   Др4-С 15, резистор R4, катушки П-контура и антипаразитную цепочку flp1-R2 поступает на аноды ламп.

Коммутация диапазонов — релей­ная. Их переключение производится переключателем S3, который располо­жен на передней панели усилителя.

На диапазонах 160 и 80 м к анодно­му и антенному конденсаторам пере­менной емкости при помощи реле под­ключаются дополнительные конденса­торы, емкость которых окончательно подбирается при настройке.

На расстоянии 45 мм от антенного разъема XW2, поверх коаксиального кабеля, соединяющего этот разъем с контактами реле К2 и КЗ, установлен КСВ-метр конструкции EU1TT [3]. Рези­сторы R30 .R32 служат для снятия статического потенциала, который об­разуется на переменном конденсаторе С12 Конденсаторы С2 и С4, каждый из которых образован 10 проходными кон­денсаторами, расположены прямо на ламповой панельке, которая может быть как фирменной, так и самодель­ной.

Коммутация прием-передача усили­теля осуществляется при помощи элек­тронного ключа, выполненного на тран­зисторах VT1 и VT2, управляемого че­рез разъем XS1 электронным ключом или реле, находящимися в трансивере Светодиод VD13 индицирует момент перехода усилителя в рабочий режим (усиление сигнала трансивера в режи­ме передачи).

Конденсатор СЗЗ установлен для того, чтобы импульс случайной навод­ки не переключил PA в режим переда­чи Цепочка R33-C34 служит для созда­ния задержки при включении реле К1, для того чтобы успело сработать реле КЗ, которое хоть и быстродействующее, но замыкающие контакты у него мас­сивнее, чем у реле К1. Это сделано для того, чтобы в первые мгновения рабо­ты PA он не остался без нагрузки (ан­тенны).

Так как многие импортные трансиве- ры в первые 20 .30 мс выдают 100% выходной мощности вне зависимости от положения ее регулятора, то в слу­чае, если реле КЗ не успело бы срабо­тать, и PA в момент подачи с трансиве­ра 100% мощности раскачки остался бы без нагрузки, обе лампы, да и не только они, могли бы выйти из строя.

Резистор R4 (рис 1), кроме того, со­вместно с резистором R22 в блоке пи­тания (рис 2) ограничивает ток при про­стреле лампы до значения 2100/ (28+10) =55 (А). Диоды КД203Г, которые стоят в высоковольтном выпрямителе, кратковременно его выдержат и не выйдут из строя.

Ток анода индицируется головкой РА2 (рис.1), которая расположена на передней панели усилителя мощности, как и РА1, которая индицирует токи се­ток ламп VL1 и VL2.

В положении переключателя S1, ко­торое показано на схеме, индицирует­ся суммарный ток экранных сеток ламп VL1 и VL2 Во втором положении инди­цируется ток управляющей сетки VL1 или VL2, в зависимости от положения переключателя S2. В показанном на схеме положении переключателя S2 индицируется ток первой сетки лампы VL1. Линейный режим работы ламп VL1 и VL2 характеризуется отсутствием то­ков управляющих сеток, следователь­но, амплитуда возбуждения не должна превышать по абсолютной величине наименьшее из двух напряжений сме­щения этих ламп.

R23 — шунт, который подключается параллельно микроамперметру при из­мерении тока экранной сетки, он под­бирается на простейшем стенде, хотя его сопротивление можно и рассчитать. Диаметр провода шунта должен быть не менее 0,3 мм.

Ток экранной сетки надо контролиро­вать постоянно в процессе эксплуата­ции РА, так как он характеризует рабо­ту усилителя в целом. Чтобы можнс было заметить обратный ток экранной сетки, стрелку головки РА1 изначаль­но следует установить на 10 ..20% вправо от нуля.

Еще лучше применить РА1 с нулем посередине резистор R21 отводит на землю напряжение динатронного про­боя. Предохранитель FU1 совместно с варистором R33 (СН-2а, на 330 В) за­щищает экранные сетки и их цепи от напряжения пробоя при простреле ламп.

Очень хорошо вместо эаристора R33 установить разрядник или варистор фирмы Siemens, способный поглотить энергию заряда конденсатора С12 при пробое (простреле) лампы. К сожале­нию, это достаточно дефицитная де­таль.

Хотелось бы подробнее остановить­ся на освещении динатронного эффек­та, так как, судя по дискуссиям радио­любителей в эфире, у них нет до конца ясного представления об этом явлении.

Что такое динатронный эффект ?  Это притягивание и поглощение одним электродом лампы вторичных электро­нов (то есть выбитых из другого элект­рода лампы основным потоком элект­ронов, летящих от катода к аноду) Сле­довательно, применительно к тетроду, мы можем иметь динатронный эффект как анода, так и экранной сетки.

Динатронный эффект анода происхо­дит, если напряжение на экранной сет­ке в силу ряда причин (перекачки, слишком большой анодной нагрузки, при неправильном изготовлении или настройке П-контура, повышенном на­пряжении экранной сетки) становится больше напряжения на аноде, то есть потенциал экранной сетки становится выше потенциала анода. В этом случае вторичные электроны, выбитые из ано­да, притягиваются экранной сеткой, и ее ток резко возрастает и становится больше тока анода, который сильно уменьшается. Происходит перераспре­деление токов.

Это аварийный режим, и если нет за­щиты, из-за перегрева экранной сетки лампа выйдет из строя.

Динатронный эффект экранной сет­ки, проявляющийся у мощных генера­торных радиоламп, заключается в том, что вторичные электроны, выбитые из экранной сетки, притягиваются анодом. В этом случае образуется обратный ток экранной сетки, при этом ее ток умень­шается, напряжение на ней может воз­растать в случае применения обычно­го последовательного стабилизатора экранного напряжения Ток анода воз­растает, напряжение на экранной сет­ке увеличивается до недопустимых пределов Это также аварийный про­цесс.

Продолжение следует ...