Бестрансформаторный 

                                         УКВ усилитель на 144 МГц                                                                             

                                               --------------------------------- в.беседин, uaqlaq ---------------------------------------

Просмотрев ряд публикаций, я пришел к выводу, что можно успеш­но использовать в УКВ усилителях мощности бестрансформаторное питание. Более того, в силу специ­фики межконтурной связи и отсут­ствия ферритов в катушках, бестран­сформаторный УКВ усилитель (на­пример, 2-метрового диапазона) ра­ботает даже более эффективно, чем KB усилитель.

Схему усилителя, приведенную на рис.1, можно применить для рабо­ты в диапазоне 144 — 146 МГц.

 Пи­тание на усилитель можно подавать от блока питания (рис.2), описание которого было приведено в [1]. Такой усилитель (правда, с трансформаторным питанием анодной и экранной цепей) применялся автором для работы через ИСЗ серии "Радио" и хорошо зарекомен­довал себя: не "капризничал" в настройке, раскачивался до выходной мощности 75 Вт при входной мощности око­ло 5 Вт (в качестве возбуди­теля использовалась пере­дающая часть "жутяевского" трансвертера). Максимальную вы­ходную мощность усилителя при этих условиях можно оценить как U_a/10 (для U_a = 300 — 900 В), т.к. в соста­ве передающего комплекса усили­тель питался анодным напряжени­ем 750 В от трансформаторного бло­ка питания.

ВЧ мощность подается на вход уси­лителя через разъем XW1 (рис.1). Катушка L1 обеспечивает индуктив­ную связь с катушкой L2, которая ус­тановлена непосредственно в цепях управляющих сеток лампы VL1. Кон­денсатор С1 служит для согласова­ния выхода возбудителя с входом усилителя. Поданный в противофазе сигнал на сетках лампы управля­ет ее анодным током. Усиленный сигнал выделяется контуром L3-C5 и через катушку связи L4 поступает в антенну. Конденсатор С6 служит для согласования антенны с выхо­дом усилителя, дроссели Др1 —Др4 — для "развязки" цепей питания по ВЧ. Для этой же цели используются конденсаторы С7— С10 (проход­ные) и С2 — С4 (обычные). С помо­щью дифференциального конденса­тора С5 производится настройка усилителя на рабочую частоту. Это единственный орган оперативной настройки, т.к. согласование по вхо­ду и выходу осуществляется один раз — при настройке системы "воз­будитель — усилитель мощности — антенна".

Бестрансформаторное питание анодной и экранной цепей лампы усилителя от сети переменного тока требует соблюдения определенных правил конструирования аппарату­ры, которые подробно рассмотрены в [2]. Что касается описываемого усилителя, то на его принципиаль­ной схеме значком общего провода указаны цепи, которые нельзя со­единять с корпусом и другими цепями, под­лежащими заземле­нию, а значком "зазем­ление" — те цепи, ко­торые могут быть со­единены с общим про­водом возбудителя и заземлением. Монтаж выходного каскада должен быть выполнен на изолированном от корпуса усилителя суб­шасси, представляю­щем собой пластинку стеклотекстолита тол­щиной 1,5 — 2,0 мм, фольгированную с одной стороны и расположенную в подвале шасси (по всей площади его внутренней гори­зонтальной поверхности), которое имеет форму коробки, вытянутой по направлению от входа к выходу. По­скольку стеклотекстолит "не любит" нагрева, вокруг панельки лампы следует сделать круглый вырез — отверстие 060 мм. На субшасси со стороны подвода питания следует припаять бортик из такого же стек­лотекстолита (фольгой внутрь) и на нем установить развязывающие проходные конденсаторы накальной цепи и цепей управляющей и экран­ной сеток. Все корпусные соедине­ния осуществляются с фольгой суб­шасси кратчайшим путем, а соеди­нение дифференциального конден­сатора и высоковольтного проходно­го конденсатора — через отверстие в шасси с изолирующей вставкой.

Допускается вместо проходных конденсаторов применять опорные (например, КДО) или обычные ра­диочастотные (например, КД или КТК с минимальной длиной выво­дов) при подводке напряжений эк­ранированными проводами (это в любом случае желательно). Напря­жение анодного питания к лампе подводится экранированным прово­дом сверху шасси.

Если позволяют размеры диффе­ренциального конденсатора, то для обеспечения минимальной длины проводов лампу можно частично опустить в подвал шасси, смонтиро­вав ее панельку на стойках. Прохо­дящий из-под шасси воздух у бал­лона лампы при этом будет эффек­тивно ее охлаждать. На ось конден­сатора С5 следует установить изо­лирующую ручку, применив изолиру­ющую вставку или изготовив ось из изоляционного материала.

Намоточные данные катушек кон­туров приведены в таблице.

 Катуш­ки связи L1 и L4 должны быть вы­полнены изолированным проводом, для чего перед намоткой катушек на их провода надеваются фтороплас­товые трубки или (при отсутствии таких трубок) наматывается лента ФУМ (используется в сантехнике) в два-три слоя поверх провода. Кре­пится лента, например, с помощью клея. Можно использовать одно­жильный электрический провод в твердой ПХВ-изоляции.

Меры предосторожности — не лиш­ние. Помните: нельзя соединять суб­шасси с шасси усилителя и зазем­лением, а также касаться его, если усилитель включен в сеть!

Для повышения КПД усилителя и улучшения фильтрации гармоник выходного сигнала, казалось бы, и на входе усилителя следует исполь­зовать резонансный контур. Для это­го можно установить параллельно каждой половинке катушки L2 по подстроечному конденсатору КПК-1 емкостью 2 — 7 или 4 — 15 пФ, но при этом снижается устойчивость работы усилителя, т.к. появляется цепь "настроенная сетка — настро­енный анод", что является характер­ным для генераторов с самовозбуж­дением. Для устранения такого яв­ления может потребоваться нейтра­лизация проходной емкости лампы.

Перед настройкой усилителя про­веряют качество изоляции между шасси и субшасси, соединяют меж­ду собой возбудитель и усилитель и подключают эквивалент нагрузки. Подав напряжение питания и пере­водя усилитель на короткое время в режим передачи, вращением ро­тора конденсатора С1 добиваются максимального тока "раскачки" лам­пы. Затем, попеременно вращая роторы конденсаторов С5 и С6, до­биваются максимальной выходной мощности на эквиваленте нагрузки. Далее по максимуму мощности ос­тается лишь намного подстроить этот узел при работе на реальную антенну, контролируя настройку ре­зонансным волномером, располо­женным недалеко от фидера.

Проведенные автором экспери­менты с умножителем (удвоителем) напряжения, описанным в [1], пока­зали, что при конденсаторах емкос­тью 200 мкФ и нагрузке 120 Вт (три лампы по 40 Вт на 220 В, соединен­ные последовательно) U_a составило 610 В (при напряжении холостого хода 630 В). Значит, от описываемого уси­лителя можно получить при питании от блока питания [1] чуть более 60 Вт.

Все катушки—бескаркасные, в таб­лице указан диаметр оправки, на ко­торой мотается катушка. Дроссели Др1 — Др4 представляют собой от­резки провода длиной 50 см , на­мотанные на подходящих каркасах (например, на резисторах ВС-1 со снятым проводящим слоем). Дрос­сель Др2 может быть бескаркасным.

Половинки катушек L2 и L3 нама­тываются в одном направлении с таким расчетом, чтобы катушки свя­зи L1 и L4 соответственно вошли между ними с зазором по 1 мм. Ка­тушки L2 и L3 с катушками связи ус­танавливаются соосно.

При соблюдении элементарных правил монтажа УКВ аппаратуры усилитель легко согласуется по вхо­ду и выходу и не склонен к самовоз­буждению.

Литература

1.   И.Августовский. Бестрансфор­маторный РА на ГУ-29. — Радиолю­битель. KB и УКВ, 1997, №3.

2.   И.Гончаренко. Легкий и мощный РА. — Радиолюбитель. KB и УКВ, 1999, №№1 —3.