Входные контура усилителя мощности на гк 71. Питание накала мощной генераторной лампы

При каждом включении режима "ТХ" напряжение с коллектора транзистора VT1 через резистор R3 открывает транзистор VT8 и разряжает конденсатор C6. Но если он успевает полностью зарядиться, открывается составной транзистор VT10VT11 и замыкает базовую цепь транзистора VT4 на общий провод. Транзистор закрывается, реле К3 обесточивается и накал ламп ГК-71 отключается. Также отключаются вентиляторы, а сетевые обмотки трансформаторов Т1, Т2 вновь подключаются через лампу EL1, и загорается индикаторный светодиод HL4 "Сон".

В таком режиме УМ потребляет мощность не более 50 Вт и может находиться сколь угодно долго в постоянной готовности к работе. Достаточно нажать на педаль, и через 1 с он готов к активной работе на полную мощность!

Питание всех реле и узлов автоматики обеспечивает выпрямитель-удвоитель на диодах VD11, VD12 и конденсаторах С23, C24.

Переключателем SA3 выбирают напряжение накала ламп VL1, VL2 22 В или 17 В, а через переключатель SA2 постоянно подаётся полное напряжение накала, что иногда необходимо при работе в контестах.

Узел на транзисторе VT3 служит для защиты от пробоя и подгорания пластин ротора/статора конденсатора С1 (например, при обрыве в антенне). Если на конденсаторе появится ВЧ-напряжение более 300 В, оно через делитель на резисторах R46, R47 и диод VD27 поступит на базу транзистора VT3, который откроется, шунтируя базу транзистора VT4, и усилитель переключится в режим "Сон". Порог защиты регулируется подстроеч-ным резистором R48.

Усилитель собран в вертикальном корпусе размерами 240х х420х420 мм (рис. 2). Его каркас сварен из стального уголка 15х15 мм, что придаёт корпусу необходимую прочность. Внутренний объём каркаса разделён пополам вертикальной перегородкой, которая, в свою очередь, разделена на высоте 220 мм от дна горизонтальным субшасси. Все узлы и детали усилителя размещены в образовавшихся четырёх отсеках (рис. 3). Такая компоновка обеспечивает удобный доступ к монтажу и хорошее охлаждение элементов.

Рис. 2. Усилитель в сборе

Рис. 3. Узлы и детали усилителя

На лицевой панели усилителя расположены органы управления, индикации и контроля. Оси подстроечных резисторов выведены "под шлиц" ниже уровня тумблеров "PWR", "QRP", "TUNE". На задней панели установлены ВЧ-разъёмы XW1, XW2, клемма заземления, разъём Х1 "PTT", вентиляторы.

Все ВЧ-разъёмы, клемма заземления, блокировочные конденсаторы и КПЕ С1, С31 соединены между собой медной полосой 15х0,5мм, проходящей по осевой линии между лицевой и задней панелями.

Катушка L1 намотана медной трубкой диаметром 5 мм на оправке диаметром 50 мм. Число витков - 10, шаг намотки - 8...12 мм. Её индуктивность - 2,8 мкГн. Отводы у катушки сделаны от 3, 4, 6 и 8-го витков, считая от вывода, соединённого с конденсатором С30. Катушка L2 намотана проводом ПЭВ-2 1,5 на керамическом каркасе диаметром 50 мм. Число витков - 27, индуктивность - 24 мкГн. Отводы сделаны от 3, 8, 15-го витков, считая от вывода, соединённого с катушкой L1.

Катушка L3 - четыре секции по 80 витков с намоткой "Универсаль" проводом ПЭЛШО 0,2 на керамическом каркасе диаметром 8 мм. Расстояние между секциями - 2,5 мм. Индуктивность - 250...350 мкГн.

Катушки ФНЧ L4, L5 намотаны проводом ПЭВ-2 0,7 на оправке диаметром 8 мм. Число витков - 10, индуктивность - 1,1 мкГн.

Анодный дроссель L10 по конструкции аналогичен дросселю от Ум "Америтрон". Он намотан проводом ПЭТВ-2 0,38 на керамическом каркасе диаметром 24 мм и длиной 180 мм. Намотка - виток к витку, секционная - 82+55+42 витка. Расстояние между секциями - 20 мм. После намотки секции пропитаны изоляционным лаком или клеем БФ-2.

Катушки сетевого фильтра L11, L12 намотаны на половине от маг-нитопровода трансформатора ТВС-110. Намотка - бифилярная проводом МГТФ1,0 до заполнения.

Анодный трансформатор Т1 выполнен на тороидальном магни-топроводе от ЛатР-1М/9 А (габаритная мощность - 2 кВт). Сетевая обмотка I содержит 240 витков проводом ПЭТВ-2 1,4. Ток холостого хода не должен превышать 0,3 А. Высоковольтная обмотка II (1100 В) - 1250 витков проводом ПЭТВ-2 0,67. Обмотка III питания экранной сетки (270 В) - 580 витков проводом ПЭВ-2 0,45.

Мощность трансформатора Т2 должна быть не менее 200 Вт. Напряжение обмотки II - 100 В, намотка - проводом диаметром 0,2...0,3 мм, напряжение обмотки III - 21 В, провод - диаметром 0,7 мм. Обмотка IV (питания накала ламп) - 22 В (отводы от 17 В и 10 В), провод - диаметром 1,5 мм.

Трансформатор Т3 выполнен на тороидальном магнитопроводе ОЛ 70х40х20 мм (от промышленного трансформатора тока). Его первичная обмотка содержит три витка проводом ПЭВ-2 1,4, распределённых равномерно по периметру. Вторичная обмотка - 75+25+25+25+25+25 витков проводом ПЭВ-2 0,45.

ВЧ-трансформатор Т4 выполнен на кольцевом магнитопроводе типоразмера К20х10х5 мм из феррита марки 200-400НН. Обмотка II содержит 20 витков проводом ПЭТВ-2 0,38. Обмоткой I служит провод, пропущенный через отверстие магнитопровода и соединяющий разъём XW2 с переключающим контактом реле К2.1.

Трансформатор Т5 намотан проводом ПЭВ-2 0,7 на кольцевом магнито-проводе типоразмера К30х20х6 мм из феррита марки ВЧ20. Намотка - в три перевитых провода с шагом две скрутки на сантиметр. Число витков - 10.

Ввиду большого разброса параметров отечественных ферритов число витков и шаг скрутки подбирают при настройке.

Все реле в усилителе - на номинальное напряжение 24 В. Реле К1, К3 - РЭН33, К2 - РЭН34. Автомат защиты SF1 - ВА47-29. Вентилятор М1 - размерами 120x120x32 мм, на номинальное напряжение 48 В (потребляемый ток - 0,25 А), например, D1238Е48В или EFB1248HF. Вентилятор М2 - на напряжение 12 В (при токе 0,15 А) размерами 80x80x20 мм от компьютерного БП. Измерительные приборы РА1, РА2 - М42300 с током полного отклонения стрелки 1 мА и 1 А соответственно.

Конденсатор С1 - двух-трёхсек-ционный КПЕ от радиовещательного приёмника (зазор между пластинами ротора и статора - не менее 0,3 мм). Все секции конденсатора включены параллельно. Анодный КПЕ С31 - от физиотерапевтического прибора УВЧ-66 (использована одна секция), зазор между введёнными пластинами ротора и статора - не менее 0,8 мм. Конденсаторы С15-С17, С29, С30 - КВИ-3 и серии К15. Блокировочные конденсаторы - КСО или К31-11. Подстроечные конденсаторы С12 и С13 - КПК-МП. Все оксидные конденсаторы - импортные.

Конденсаторы высоковольтного выпрямителя С25 и С26 - К75-40б 100мкФх2кВ. Их можно заменить десятью оксидными конденсаторами ёмкостью 470-680 мкФ на номинальное напряжение 400-450 В, соединёнными последовательно. Для выравнивания напряжения каждый конденсатор следует зашунтировать резистором МЛТ-2 220 кОм.

Переключатель SA1 применён от радиостанции Р-130, который подвергся модернизации: введён общий посеребрённый контакт токосъёма, после чего переключатель выдерживает мощность 2...2,5 кВт, сделана фиксация на десять положений, а общие подвижные контакты 2-й и 3-й галет соединены по оси с корпусом переключателя, что позволило коммутировать дополнительные конденсаторы на диапазонах 1,8, 3,5 и 7 МГц.

Большинство резисторов в усилителе - МЛТ или СF-2 Вт. Резистор R44 - безындукционный ТВО-10. Все подстроечные резисторы - СПО-0,5, СП4-1А. Терморезистор RK1 - ММТ-4.

Галогеновая лампа EL1 - 250- 500 Вт/220 В, диаметром 8 мм и длиной 78...115 мм. Лампа установлена в штатный керамический держатель с обратной стороны лицевой панели усилителя. Чтобы было видно её свечение, в панели просверлено отверстие диаметром 3 мм.

Индикаторы HL1-HL3 - импортные неоновые N-814 на 220 В, красного, зелёного и синего свечения. Светодиод HL4 - импортный, синего свечения.

Транзисторы VT1, VT4, VT5 установлены на теплоотводы площадью 25 см 2 .

Большинство деталей усилителя смонтированы на печатных платах. Плата измерителя мощности закреплена на выводах контактов разъёма XW2, а ось подстроечного резистора R49 (калибровки показаний РА1) выведена на задней панели "под шлиц" рядом с разъёмом.

Первичное налаживание усилителя проводят, не подключая к сети анодный трансформатор Т1 и отсоединив от выпрямителя его обмотку II, а также отсоединив от выпрямителя обмотку II трансформатора Т2. Сначала проверяют наличие напряжений источников +48 В/+24 В и накала ламп ГК-71, затем проверяют и налаживают работу узлов автоматики и подбирают оптимальные режимы работы вентиляторов. Нагревая терморезистор RK1 до температуры 100 о С, подстроечным резистором R13 устанавливают порог резкого увеличения числа оборотов вентиляторов. Максимальное число оборотов вентиляторов устанавливают подстроечным резистором R19, минимальное - R17. Сопротивление резистора R51 выбирают таким, чтобы напряжение на вентиляторе М2 не превышало + 13 В в режиме "ТХ". Для проверки срабатывания автоматики защиты на базу транзистора VT4 через резистор 22 кОм подают напряжение +24 В (не отключая остальные цепи) и подстроечным резистором R28 устанавливают порог чёткого срабатывания (отключения) реле К3.

Лампы ГК-71, особенно которые долго лежали без работы, следует подвергнуть "тренировке", выдержав их под напряжением накала в течение 12...20 ч, после чего эмиссия ламп, как правило,восстанавливается.

Далее подключают обмотку II трансформатора Т2 к выпрямителю и проверяют работу стабилизатора напряжения первой сетки. Напряжение смещения должно регулироваться подстроечным резистором R22 в пределах -90...-130 В при токе 8...10 мА, который измеряется на контактах реле К1.2. Затем подключают к сети трансформатор Т1 и измеряют напряжение на экранных сетках ламп, которое должно быть +650...+700 В. При необходимости фазируют и подбирают отводы обмотки II трансформатора Т3 по наилучшей стабилизации напряжения второй сетки.

И в последнюю очередь, СОБЛЮДАЯ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ, проверяют высоковольтный выпрямитель. Сначала на него подают напряжение 270 В с обмотки III и измеряют распределение напряжения на конденсаторах. Только после этого подают полное напряжение с высоковольтной обмотки I трансформатора Т1. Напряжение на выходе выпрямителя должно быть 3100...3300 В без нагрузки, а под нагрузкой 0,6 А - 2900...3000 В.

Если все напряжения в норме, усилитель переключают в режим "ТХ" и устанавливают ток покоя ламп в пределах 140...150 мА.

Крайне важно проверить усилитель на отсутствие самовозбуждения в режимах "Настройка" и "Работа", о чём свидетельствуют резкие скачки тока покоя и срабатывания автоматики защиты на всех диапазонах и при различных положениях роторов конденсаторов С1, С31. В качестве индикатора самовозбуждения удобно использовать неоновую лампу МН-3, закреплённую на изолированной палочке, поднося её к элементам ВКС. Только после устранения самовозбуждения, если таковые имеются, можно приступать к дальнейшей настройке УМ.

Входные цепи и ФНЧ настраивают подбором числа витков трансформатора Т5 и подстройкой конденсаторов С12, С13, добиваясь равномерной раскачки ламп на всех диапазонах (особенно на диапазоне 28 МГц) при мощности сигнала с трансивера 15...20 Вт.

Подключив к выходу усилителя эквивалент нагрузки 50 (75) Ом мощностью 1...2 кВт, а к корпусу - защитное заземление, подают на вход усилителя сигнал мощностью 5...10 Вт от трансивера. Настраивают П-контур на ВЧ-диапазонах подбором отводов катушки L1, поочерёдно начиная с диапазона 28 МГц. Ёмкость конденсатора С31 при этом долж-
на быть близкой к минимальной. На диапазоне 14 МГц используется вся обмотка катушки. Затем подбором отводов катушки L2 и конденсаторов С15-С17 настраивают П-контур на НЧ-диапазонах.

Измеритель выходной мощности можно отрегулировать без включения усилителя в сеть. Достаточно подать на вход УМ сигнал мощностью 100 Вт с трансивера и подключить вместо антенны эквивалент 50 Ом.

Закончив предварительную настройку, подают на вход УМ сигнал мощностью 20...30 Вт и ещё раз подстраивают ВКС. При выходной мощности 1 кВт ток анода может достигать 550...600 мА.

Дата публикации: 03.07.2018

Мнения читателей

• Владимир / 10.07.2019 - 08:33
  мой Е-mail [email protected]
• Владимир / 10.07.2019 - 08:30
  можно ли списаться по поводу повторения ум на 2-х ГК71

Многие радиолюбители конструируют коротковолновые усилители мощности на лампах прямого накала, таких как ГУ-13, ГК-71, ГУ-81. Эти лампы не дорогие, неприхотливы в эксплуатации, отличаются высокой линейностью характеристики и не требуют принудительного охлаждения. Главным положительным качеством этих ламп является их готовность к работе через одну-две секунды после подачи питания.

По предлагаемому описанию было изготовлено более десятка конструкций, которые показали отличные технические характеристики, хорошую повторяемость, простоту в налаживании и эксплуатации. Конструкция рассчитана на повторение радиолюбителями средней квалификации.

Усилитель выполнен по схеме с общим катодом (рис. 1), которая несколько сложнее схемы с общей сеткой, так как требует подачи питания на экранные и управляющие сетки ламп. Но эти сложности с лихвой окупаются малой необходимой мощностью входного сигнала (15...20 Вт), соответственно, облегчённым режимом работы трансивера и его полной независимостью от состояния выходной колебательной системы (ВКС) усилителя (против схемы с ОС), простотой настройки и стабильной работой.

Рис. 1. Схема услителя мощности

Оптимальный режим питания радиоламп, наличие в усилителе защиты от коротких замыканий и перегрузок, "мягкое" включение и режим "Сон" делают это устройство экономичным, малошумящим, с высоколинейным усилением сигнала и отсутствием помехТВ-приёму.

Лампы ГК-71 работают в усилителе надёжно и без прострелов при анодном напряжении +3 кВ, отдавая мощность до 1 кВт при напряжении-120 В на первой сетке и +700 В на второй. Ввиду малого потребления тока в цепи питания экранных сеток обеих ламп (50...60 мА) применена простая и оригинальная схема стабилизации напряжения их питания за счёт большой ёмкости конденсаторов С34, С35 и "подкачки" напряжения с трансформатора тока Т3, которое изменяется пропорционально току в первичной обмотке трансформа-тораТ1. Нестабильность напряжения на вторых сетках не превышает 15...20 В, что вполне приемлемо, учитывая весьма малую крутизну ламп ГК-71 по второй сетке, что не ухудшает линейность работы усилителя в целом.

Напряжение питания первых сеток ламп стабилизировано устройством, так называемым регулируемым аналогом стабилитрона, выполненным на элементах VD9, VD10,VT13,VT14. Стабилитрон VD9 ограничивает максимальное напряжение на транзисторах VT13 и VT14. Подстроечным резистором R22 устанавливают токи покоя ламп.

В усилителе применена схема параллельного питания анодной цепи, как более надёжная и безопасная, так как на элементах ВКС нет высокого постоянного напряжения. При этом снижение на 15...20 % выходной мощности на диапазоне 28 МГц не столь существенно.

Широкополосный трансформатор Т5 на входе усилителя обеспечивает согласование с КСВ не более 1,5 на всех диапазонах с любым импортным трансивером, даже не имеющим встроенного антенного тюнера. ФНЧ L4L5C12C13 с частотой среза 32 МГц компенсирует входную ёмкость ламп ГК-71 на ВЧ-диапазонах.

Источник питания усилителя выполнен на трансформаторах Т1-Т3. При замыкании выключателя SA5 напряжение сети через автомат защиты SF1 и фильтр L11L12C36C37 поступает на первичные обмотки трансформаторов Т1, Т2 через галогенную лампу накаливания EL1, что обеспечивает "мягкое включение" УМ, продлевая жизнь лампам и другим элементам усилителя.

После зарядки высоковольтных конденсаторов С25 и С26 часть напряжения, снимаемого с делителя на резисторах R28, R33-R35, поступает на узел автоматики и защиты с малым "гистерезисом срабатывания", выполненном на транзисторе VT4 и реле К3. Если во вторичных цепях трансформаторов Т1, Т2 нет перегрузок и короткого замыкания, транзистор VT4откроется, включится реле КЗ и замкнёт своими контактами К3.1 лампу EL1. На сетевые обмотки поступит полное напряжение сети, а на лампы VL1, VL2 через контакты реле К3.2 поступит напряжение накала. В случае перегрузки или короткого замыкания напряжение на базе транзистора уменьшится, транзистор закроется, реле КЗ обесточится и трансформаторы подключатся к сети через галогенную лампу, которая работает как бареттер, ограничивая ток на уровне 1...2 А и предотвращая выход из строя трансформаторов Т1, Т2 и усилителя в целом.

Все выпрямители источника питания усилителя выполнены по схеме удвоения напряжения. Это упрощает конструкцию трансформаторов и повышает их надёжность.

В режиме ожидания на нити накала ламп поступает напряжение 10 В. При переводе усилителя в активный режим с максимальной выходной мощностью подаётся полное напряжение накала 22 В (если переключатель SA3 находится в верхнем по схеме положении) или 17 В (если переключатель SA3 находится в нижнем положении). В последнем случае усилитель отдаёт 50 % выходной мощности и позволяет сколь угодно долго проводить операции по его настройке, а также работать в эфире без ухудшения качества сигнала. В режиме "Сон" накал ламп отключается полностью контактами реле К3.2.

В активный рабочий режим "ТХ" усилитель переходит практически за 1 с, для чего достаточно кратковременно нажать на кнопку SB1 "ТХ" или на педаль (тангенту), подключённую к гнездуХ1 (PTT) и замыкающую его на общий провод (ток в цепи - 10 мА). Транзистор VT1 откроется, включатся реле К1 и К2, которые коммутируют вход/выход УМ и его цепи управления. Если контакты переключателя SA4 "QRP" разомкнуты, питание на транзистор VT1 не поступит, и это исключает переход усилителя в активный режим. Сигнал с трансивера, минуя УМ, проходит в антенну, и измерительный прибор РА1 (шкала прибора проградуирована в ваттах) при этом покажет мощность проходящего с трансивера сигнала.

В режиме "ТХ" контакты реле К1.2 соединяют с общим проводом цепь стабилизатора напряжения питания первой сетки (С1), и усилитель переходит в активный режим. Измерительный прибор РА2 показывает при этом ток покоя ламп VL1 и VL2.

Для облегчения теплового режима ламп на корпусе усилителя установлены два вентилятора, работающие при пониженном напряжении питания практически бесшумно. На повышенные обороты вентиляторы включаются при температуре в ламповом отсеке более 100 о С.

Узел управления вентиляторами выполнен на транзисторах VT2, VT5- VT7, VT12. При переходе в режим "ТХ" напряжение +24 В с коллектора транзистора VT1 через цепь VD3R11 поступает на конденсатор С8, который через 10...12 с заряжается и открывает транзистор VT2. Он замыкает базовую цепь транзистора VT6 на общий провод, при этом транзистор закрывается и в базовую цепь транзистора VT5 поступает практически полное напряжение +48 В, определяемое подстроечным резистором R19. Вентиляторы включаются на повышенные обороты. После окончания сеанса передачи и перехода усилителя в режим ожидания конденсатор С8 медленно разряжается через базовую цепь транзистора VT2, а вентиляторы ещё 2...3 мин работают на повышенных оборотах. Если сеанс передачи - менее 10 с, конденсатор С8 не успевает зарядиться и вентиляторы работают на пониженных оборотах, не создавая лишнего акустического шума. Резистор R13 определяет рабочую точку транзистора VT6, в которой терморезистор RK1, установленный в ламповом отсеке усилителя, при увеличении температуры до 100 о С начинает закрывать транзистор и частота вращения вентиляторов увеличивается. Подстроечными резисторами R17 и R19 устанавливают минимальную и максимальную частоту вращения вентиляторов, соответственно. При переходе УМ в режим "Сон" транзистор VT12 открывается, замыкает базу транзистора VT5 на общий провод и вентиляторы отключаются.

В усилителе применён хорошо зарекомендовавший себя во многих конструкциях автора режим энергосбережения "Сон". Узел, управляющий этим режимом, выполнен на транзисторах VT8-VT12 и работает так: при включении УМ в сеть, на время зарядки конденсатора С5 (30...40 с), открывается транзистор VT9, открывая транзистор VT8, который разряжает времязадающий конденсатор С6. После чего конденсатор С6 начинает заряжаться на время от 20 с до 15 мин, установленное подстроечным резистором R8.

Продолжение следует.

Дата публикации: 28.06.2018

Мнения читателей

• Евгений / 14.11.2018 - 16:59
  Понравилась схема УМ, особенно стабилизация экранной сетки. Какие данные Т3 ? Евгений UA6LIF.

Вроде есть еще ГУ-13, но мне она живьем еще не попадалась… Мне нравится, что это пентод, и нравится, что он прямонакальный. Импортная лампочка 813 выигрывает немного по потребляемой мощности накала – 10 В 5 А против 20 В 3 А у ГК-71. Поэтому я выбрал 813 RCA, удалось на е-Вае купить новую за 50 долларов + доставка регистрированной почтой 30 долларов. Многие задают мне вопрос – зачем я занимаюсь такими сложными лампами? Анодное высокое, высокое внутреннее сопротивление, сложности с накалом… Мои опыты с ГМ-70 убедили меня в том, что у мощного УНЧ есть свои плюсы. Прежде всего – он играет с почти любой акустикой. Другое преимущество не так очевидно, но как мне кажется, маломощные УНЧ имеют жанровые ограничения, чего лишены мощные прямонакальные лампы – они играют все. По крайне мере, сделанный мною ранее двухтакт на ГМ-70 всеяден – он одинаково уверенно и интересно играет и камерную классику и хэви мэтл.

Из немногого того, что я нашел на Гугле, на этой лампе делали УНЧ, включая ее триодом:

и деньги за эти усилители хотят недетские – один из них, кажется китайцы продают за 6800 Евро и уговаривают, что это дешево… Зато первая из ссылок содержит немало полезной информации для того, кто немного знаком с английским и хочет построить УНЧ на ГУ-13 в триоде или ГМ-70.

Вчера я собрал макет – 813-ю включил пентодом. Почему именно пентодом? Ну, в в первую очередь – люблю я пентодный звук! Хотя сейчас слушаю Дарлинг на триодах (см. публикацию ) , мои лучшие усилители, звук которых мне понравился больше всего – собраны все-таки на пентодах – 1П33С, 6П7С, EL34, 6П3С-Е). И вообще – мало разве есть триодов? Поэтому включать такие шедевры конструкторской мысли как пентоды в триодном режиме – это непозволительное упрощение, кощунство, если хотите. Или это – примерно тоже, что гнать самогон из французского коньяка…. Извините, конечно, я ничего плохого про самогон сказать не хотел…. Есть ведь любители… Да и сам я – нет нет – да и включу 6П6С в триоде, вот как и в этой схеме ниже, кстати. А вот, если угодно, – и мнение авторитета:

«…Экранированные лампы (пентоды, лучевые тетроды) по ряду таких важных показателей, как коэффициент полезного действия, выходная мощность (при заданной мощности катода) и чувствительность значительно превосходят триоды, применение которых в однотактном каскаде практически нецелесообразно….» (Войшвилло Г.В. Руководство по проектированию усилителей звуковой частоты. Ленинград, 1958.).

К тому же. Есть любители схем без ООС – якобы она портит звук. Тогда давайте отказываться и от триодов. Триод – это электронная лампа, в которой ООС имеется уже внутри, то есть заложена в самой ее конструкции http://www.audioworld.ru/Books/Tubes/tub_02.html .

Теперь о схеме. Для стабилизации напряжения на второй сетке я взял три лампы СГ4С, в сумме 450 вольт. Кому-то покажется многовато, однако замечу две причины, почему я решил сделать именно так. Первая – при низких напряжениях на второй сетке трудно получить в однотакте реальную мощность не заходя в облать положительных потенциалов на первой сетке. Вторая причина – посмотрите, какую огромную мощность по паспортным режимам удается получить от этой лампы в телеграфном режиме! Поэтому в сравнении с телеграфным режимом работу в реальном УНЧ (если без токов первой сетки) в первом приближении можно приравнять к статическому режиму и 450 вольт на второй сетке (если конечно не превышать остальные предельно допустимые режимы) – это не проблема и 813-я это выдерживает легко. Тем более, что блок питания, который у меня уже есть, дает не более 1200 вольт анодного, что для 813 лампы – лишь легкая разминка. К тому же, несмотря на указанные в паспорте на лампу максимум 400 вольт на второй сетке, в даташите от RCA есть график анодных характеристик при напряжении на второй сетке 750 вольт. Ниже приведены анодные характеристики для напряжения на второй сетке 400 вольт (http://tubedata.itchurch.org/sheets8.html) :

По анодным характеристикам я прикинул, что для раскачки 813 лампы в пентоде надо около 20 – 25 вольт на первой сетке (если без ООС). Но так как ООС планируется, как лампу для раскачки я взял 6П6С в триоде. Схема, которая приведена ниже – это пока проект, смакетирована пока только ее часть без 6С2С.

Блок анодного питания анода – смотрите мою публикацию по ГМ-70 . Схему питания накала пока рисую – скоро будет. И вот картинка первого макета.

Выходной трансформатор взят 10К китайский (на нем гордо красуется надпись ” SE 100W”), который, как утверждают продавцы, предназначен для 211 и 833 (ГУ-48) ламп. На нем из 813 лампочки удалось выкачать 36 ватт неискаженной мощности на 8 Ом нагрузкеи частоте 1КГц. Спектр гармоник – красивый ниспападаюший ряд без преобладания нечетных гармоник – что позволяет надеяться на получение приятного уху звука. Картинки – сначала синусоида и потом – спектр гармоник – оба графика получены для максимальной выходной мощности 36 ватт на 8 Ом)

Несколько хуже обстоит дело с АЧХ. Завал по НЧ и ВЧ превышает 5 дБ. Но это – фактически без ООС, так как 24 К в цепи ООС для 6П6С – это очень много. Я пробовал снизить Rnfb до 3 КОм (что соотвествует около 4 дБ ООС), но картика от этого сильно не изменилась. Спад и искажения на НЧ слишком велики.

Подозреваю, что виноват выходной транформатор. Хотя, конечно, трансформатор, намотанный для триодов винить так уж сразу нельзя, может он просто имеет недостаточную индуктивнось первички (из-за чего и завал по низам) и повышенную емкость намотки, из-за чего пропадают верха. Приберегу эти трансформаторы для триодов. А тут предстоит еще поработать…

Дополнено 17 ноября 2012. После длительных попыток найти подходящий трансформатор для этой схемы за реальные деньги – я понял, что придется мотать самому. Тем более, что с железом есть варианты – ОСМ0,4, ОСМ0,63 и еще купленное на е-Вае ленточное сечением железа 32х50 и окном 73х30. На фото виден для сравнения ОСМ0,16.

Для расчетов за основу я взял известную методику Васильченко, который фактически обобщил методики из книг Цикина и Войшвилло и сделал очень удобную для пользования программку в MS Excel. Ее недостаток заключается в том что она не учитывает возможность применения ООС. Другая методика дана на сайте http://andy.kis.ru/SE_triod.php , там можно ввести коррекцию на ООС. Но все по порядку. Сначала о рабочей точке. Отчасти для ее определения я исходил из имеющегося БП с анодным в районе 1100 В, и по анодным характериткам 813 лампы получилось, что при Ra = 10K целевую выходную мощность в 36 ватт можно получить при положении рабочей точки в районе Ug1=-20V. Ug2=400V, Ia=100mA.

Прежде всего для определения минимальной индуктивности первички нужно знать величину внутреннего сопротивления лампы. К сожалению в имеющихся паспортах на лампы ГУ-13, 813 и т.п. я этих величин не нашел и определил Ri из наклона анодной характристики 813 лампы при Ug2=400V и Ug1=-20V. Получилось 80 КОм. Эта цифра неплохо коррелирует с известной рекомендацией делать для пентодов Ra=0.1 – 0.2 от Ri, а в данном случае выбрано Ra=10К.

Определившись с рабочей точкой и Ri, я подставил имеющиеся цифры в файл от Васильченко (взяв за основу имеющееся китайское железо) и получил вот такой проект трансформатора:

Сравним теперь эти данные со второй данной выше ссылке (с ООС). Многое совпадает хорошо.

Минимальная индуктивность первички – 42,5 Генри (46 Гн у Васильченко), немагнитный зазор – 0,4 мм, максимальная индукция в зазоре – 7600. Однако есть существенные различия – количество витков. И вторая программа советует выбрать сердечник побольше… Но побольше у меня небыло и я доверился методике Васильченко.

По причине того, что я не знаю магнитных свойств имеющегося железа, и из-за того, что программа не учитывает влияние ООС, пришлось вначале сделать пробную намотку, приняв начальную магнитную проницаемость равной 400, хотя уверенности в правильности этой цифры у меня нет. В общем на намотку пробного трансформатора ушло около 3 с лишним часов и примерно 0.5 кг медного провода. Станочек для намотки у меня уже был – купленная на е-Бэе упрощенная китайская чугунная копия древнего английского (как выглядел оригинал можно посмотреть здесь http://www.jharper.demon.co.uk/coilwnd2.htm) ручного прибора – я его опишу в отдельной публикации.

Намотал я сначала 110 витков вторички, потом сразу всю первичку – 4450 витков проводом 0,36 по меди с межслойными фторопластовыми прокладками толщиной 0.12 мм. Почему фторопласт – хотелось по возможности иметь материал с минимальной диэлектрической проницаемостью для снижения собственной емкости обмотки. Конечно, для снижения индуктивности рассеяния лучше было бы секционировать, но так как это был первый мой опыт намотки, я решил сначала все сделать максимально просто, чтобы в первую очередь решить проблему НЧ и минимальной индуктивности, и если тут все будет хорошо, то первичку можно и перемотать, уже соблюдая все тонкости секционирования и уточнить толщину прокладок. К тому же, небыло уверенности, что все войдет в имеющееся окно. Но все вошло и с запасом. И вот что вышло. Результат замера индуктивности первички (тестером на 100 Гц) – 52 Гн. После этого – включаем трансформатор в макет с 813 лампой и подаем максимальный сигнал (15 вольт на выходе на 8 Ом при 1 КГц) – получаем вот такую АЧХ:

Как видим – по НЧ – полный порядок, даже при полной выходной мощности имеем аж 17 Гц на уровне минус 3 дБ от 1КГц. Хорошее железо мне попалось на еБае! А вот по высоким, к сожалению картина получилась заметно хуже целевых минус 3 дБ на 20 КГц – фактически минус 7 дБ. Отсюда ясно, что делать – первичку перематываем оставляя прежним количество витков, только делим ее на две части и между ними – вторую часть вторички, тоже 110 витков, которые включим параллельно. И для снижения собственной емкости прокладки между слоями первички можно увеличить – места осталось в окне предостаточно.

Вот перемотал трансформатор. Получилось две секции – одна 2350 витков, другая 1650, в сумме 4000 витков первички, между ними вторя часть вторички. Индуктивность на 100 Гц – 45 Генри. Индуктивность рассеяния, измеренная тем же тестером – 90 мГн. Поставил его в макет – АЧХ получилась вот такая:

То есть на уровне минус три дБ полоса от 15 Гц до 32 КГц. Однако – когда я посмотрел на осциллографе уровень искажений на НЧ – мне стало плохо… Уже 50 Гц при превышении 16 ватт на выходе имеют не очень симпатичный вид, а про 30 Гц я вообще не говорю… Что-то не так в рассчетах, начинаю все с начала… Пришлось “углупиться” в литературу и чтобы разобраться, где-же кроется ошибка – перелопатить массу сочинений на эту тему. Прочитал следующие перво- и неперво- источники:

1. Цыкин Г.С. “Трансформаторы низкой частоты”, 1955, гл 13 – 15. http://www.zzxm.narod.ru/CYK/TR/g14.djvu .

2. Г.В.Войшвилло “Усилители низкой частоты на электронных лампах”, 1959 год. Стр. 559 -593. http://www.zzxm.narod.ru/VOY/v_522_603.djvu

4. Д. Андронников. Выходной трансформатор. Почти просто, но недешево. http://vt-tech.eu/ru/articles/lamps/53-otputtrans.html

7. Кризе С. Расчет выходных трансформаторов.

8. Зинин Ю. Определение длины воздушного зазора в трансформаторах и дросселях http://kit-e.ru/articles/powerel/2009_05_82.php

Предполагаю, что я сделал ошибку в самом начале – в выборе магнитопровода. Однако должен сказать, что в монографиях Войшвилло и Цыкина за обилием формул мне пока трудно разглядеть ясный алгорим, как этой сделать. В статье Васильченко, хотя вроде и говорится об SE, таблица выбора значения максимальной индукции Bm в зависимости от выходной мощности приведена для двухтактного трансформатора. Вот тут я и уехал в сторону с расчетами по Васильченко. В ссылке дано ясное объяснение, что в случае однотактного каскада в расчетные формулы количества витков первичной обмотки необходимо подставлять значение В = Bmax/2 а также дана простая методика экспериментального определения Bmax для имеющегося сердечника. Старые первоисточники, такие как Кризе (и отчасти Малинин) дают формулу для выбора сердечника c применением констуктивной постоянной А (похоже, эта же формула используется и программе )

Что интересно, если пользоваться данными этой формулы, то по Кризе получается, что имеющийся у меня сердечник (а у него площать стали 16, а площадь окна – 24) вроде бы для пентода с ООС подходит… Ведь произведение Qo*Qc у меня получается 24 * 16 = 384. Делим 384 на А=10(конструктивная постоянная для пентода с ООС) , получается 38,4 ватта…. Но как бы не так… Может устарели эти формулы? В те времена Fn в 70 Гц был пределом мечтаний инженера… Или пользоваться ими надо более внимательно? Ну ладно, позже разберемся. А пока – вот что зато я нашел в инете – ссылка дает простую эмпирическую формулу для выбора сечения магнитопровода для однотакного трансформатора исходя из требуемой выходной мощности Qc = 4 * SQRT (Pout). Выходная мощность в Вт, сечение – в кв. сантиметрах. Эту формулу можно считать частным случаем формулы (1) , где принято Qo=Qc и А=16. В подтверждение правильности этой формулы – уже экспериментальные данные – из моего намотанного трансформатора сечением 16 кв.см de facto не удалось выжать на НЧ больше 16 ватт на выходе…а это – точное совпадение с приведенной простой формулой. Но тогда мне для 36 ватт на выходе нужен сердечник сечением 4*SQRT(36) = 24 кв см. Кстати, программа Андрея Тощева дает примерно такой же результат. Вот оно как… Тогда ищем ОСМ 0.63 – если верить интернету, он имеет сечение 25 кв.см. А верить можно не всегда – у меня например, есть дома киловаттный ОСМ1.0, и я знаю, что его сечение магнитопровода 50х80 (два сложенных вместе 50х40) и окно примерно 92х30 – но чего только про него я прочитал в русском инете! До одного киловатта у меня все кроме 0.63 дома есть – собираюсь обобщить все данные по ОСМ и выложить как справочные данные.
А пока я жду заказанное железо, мне не дает покоя запутанность вопроса по выбору сердечника. Должно быть простое решение. Давайте задумаемся, а отчего все так сложно с расчетами трансформаторного железа? Как мне кажется, вся петрушка из-за того, что в переменном магнитном поле зависимость В от Н нелинейна и величина магнитной проницаемости (мю) очень сильно зависит от В и от наличия-отсутствия постоянного подмагничивания (которое, в свою очередь, зависит от силы тока через сердечник и величины немагнитного зазора), что в общем сильно усложняет (правильнее сказать – делает его невозможным) аналитический подход к вычислениям и приводит к необходимости вести расчеты на основании эмпирических графиков зависимости мю от В и ампервитков. Но выход есть! Если почитать упомянутые выше статьи Васильченко и Войшвилло более внимательно, то мы можем обнаружить один интересный факт – в расчет количества витков первички трансформатора магнитная проницаемость не входит! (Правда, Васильченко пишет, что это верно только для двухтакта. В общем, мне так кажется, это верно и для однотакта, просто потом нужна коррекция полученного результата с учетом снижения мю от введения зазора, но об этом позже…) Вот это и надо попробовать использовать, чтобы на первом этапе расчетов не углубляться в тонкости. Но для этого нам понадобится знать напряженность магнитного поля Н, которую по сути можно вычислить через величину тока Im через обмотку, что сделать должно быть несравненно проще. Посмотрите на странице 562 по ссылке формулу 8.307 и вытекающую из нее формулу для индуктивности

L = Bm/Im * W1 * Qc * 10E(-8) (2)

Из этого уравнения, решая его относительно Qc можно получить формулу расчета сечения магнитопровода из уже известных уже величин. Например – Bm магнитопровода можно измерить, Lmin вычисляется по известным формулам из Ra, амплитудный ток Im можно получить из выбранной нагрузочной линии из анодных характеристик выходной лампы. Но есть ложка дегтя. Количество витков первички W1. Его мы не знаем до того момента, пока мы не выбрали сердечник. Но подождите огорчаться. Хотя мы и снова пришли к необходимости проведения итераций (или говоря попроще – подгонки), но теперь не надо влезать в дебри зависимостей мю от ампервитков, и выбор сердечника сводится к подгонке компромиссного соотношения количества витков к размеру сердечника. Я попробовал посчитать все это для моего случая с 813 лампой. Ток Im я взял с нагрузочной линии, которая есть в данной статье выше – 0.2 А, Lmin по Войшвилло 46 Гн, Bm я выбрал равное 8000 (вот в данном случае, даже для однотакта, надо брать именно Вm, а не его половину!), Получилось что Qc при W1 = 4500 должно быть 25 кв. сантиметов. При W1 = 4000 получается 28 кв.см, а при W1=5000, соответственно – 22 кв.см. т.е получилось неплохое совпадение со сделанными ранее расчетами Qc по , и . Главное, что мне нравится, что теперь в формулу расчета сечения магнитопровода наконец входит Im а не только Io и, например, становится понятно, почему для однотакта на 6С33С надо брать магнитопровод с относительно бОльшим сечением, чем для более высокоомных ламп с тем же током покоя Io (хотя казалось бы для 6С33С и не нужна большая индуктивность первички), так как для 6C33C величина амплитудного тока Im может быть очень большой, если не работать, конечно с очень большими Альфа=Ra/Ri. Но мы как бы забыли о немагнитном зазоре. Нет, не забыли. Вообще-то, для однотактных каскадов со значительными токами покоя сопротивлением самого магнитопровода можно принебречь по сравнению с немагнитным зазором, и для того, чтобы избежать проблем с передачей НЧ нужно лишь позаботиться о сохранении расчетной величины минимальной индуктивности первички. Все, что для этого нужно, это посмотреть в справочнике кривые зависимости начальной магнитной проницаемости от произведения индуктивности на силу постоянного тока покоя в квадрате (LIo)2.

После этого остается подкорректировать выбранное ранее количество витков, но теперь уже с учетом мю начального и выбранного зазора. Второй вариант как сохранить величину Lmin на том же уровне – увеличить выбранное вначале сечечение магнитопровода. Есть и третий вариант действий! Ввести ООС – и тогда просто снизится Lmin и тогда количество витков + сечение магнитопровода можно оставить теми же и получить тот же Fn. Сейчас вот работаю над этим алгоритмом в виде программы. У меня отпуск с 30 по 7-е, вот и будет достаточно времени изучить литературу потщательнее. А после отпуска – за эксперименты, может и железо уже подъедет и можно будет проверить свои “теоретические изыская” практикой.

Продолжение следует. В нем я расскажу, об успехах в намотке трансформатора и в каком корпусе я задумал разместить этот усилитель. Что-то очень длинная получается публикация. Со временем ту часть, что по расчетам выходного трансформатора вынесу в отдельную тему. Верю, что это будет интересно многим.

Дополнено 2 апреля 2013 года. Достать нужного качества железо нужных размеров оказалось делом непростым. На этом пока все застопорилось. Но только пока. Даст Бог, снова возьмусь.
*****************************************************************************

Усилитель мощности (УМ) выполнен на «старой» надежной лампе ГК71, с графитовым анодом, не требующей обдува. Принципиальная схема приведена на рис. 1.

Схема классическая с общей сеткой (ОС). Анодное напряжение - 3 кВ, напряжение экранной сетки - +50 В, напряжение накала - 22 В, в «Спящем режиме» - 11 В. Ток покоя - 100 мА. Мощность раскачки Рвх - 50-80 Вт.

Мощность, отдаваемая на эквивалент нагрузки 50 Ом Рвых = 500-700 Вт.

Особенностями данной схемы УМ является:

• введение схемы защиты от перегрузок по току и короткого замыкания (КЗ) и ведение «Спящего режима» в УМ;
• применение катодного резонансного контура для лучшего согласования с импортными трансиверами;
• оригинальная схема П-контура, позволяющая получать одинаковую выходную мощность на всех диапазонах.

Рис. 1. Принципиальная схема усилителя мощности на ГК71 с общей сеткой.

Питание УМ осуществляется от одного мощного трансформатора, выполненного на торе. Высокое анодное напряжение 2,5-3,0 кВ получаем по схеме удвоения напряжения, снимаемого с повышающей обмотки трансформатора.

При включении УМ напряжение сети 220 В, проходя через сетевой фильтр Lф, С42, С43, автомат защиты SA4, подается на первичную обмотку трансформатора через галогенную лампу HL1. Это обеспечивает «мягкое» включение и продлевает срок службы лампы VL1 ГК71 и других элементов УМ.

После заряда конденсаторов часть высокого напряжения, снимаемого с делителя R13-R18 и потенциометра R12, подается на схему автоматики, выполненную на транзисторе?ТЗ. Если в схеме УМ нет КЗ, напряжения в норме, то?ТЗ открывается, срабатывает реле Кб, замыкая своими контактами К6.1 галогенную лампу HL1.

Особенностью данной схемы автоматики является «малый гистерезис» срабатывания/отпускания Кб. Это обеспечивает надежную защиту УМ от перегрузок по току анода или КЗ во вторичных цепях, пробоя и КЗ в обмотках трансформатора, при которых?ТЗ закрывается, Кб обесточивается и сетевая обмотка трансформатора подключается к сети через лампу HL1, предохраняя выход из строя элементов УМ.

В режиме ожидания на лампу ГК71 подается неполное напряжение накала 11В. Это обеспечивает малый нагрев лампы, УМ в целом и «Спящий режим» УМ. При переходе в «ТХ» подается полное напряжение накала 22 В на ГК71, и уже через 0,2-0,25 с УМ готов к работе на полную мощность, в чем несомненное преимущество ламп прямого накала ГК71, ГУ13, ГУ81.

Для полного согласования УМ с импортными трансиверами применяется «Катодный контур», настраиваемый в резонанс на каждом диапазоне, подключением конденсаторов к L1 с помощью реле К9-К13 на диапазонах 10-24 МГц.

Первоначально контур L1 настраивается на диапазоне 28 МГц конденсатором С21. На НЧ диапазонах 3,5 и 7 МГц для более полного согласования (из-за узкополосности катодного контура L1C) сигнал через контакты реле К7 подается на катодный трехобмоточный дроссель - Др1. При этом для исключения влияния L1 закорачивается по ВЧ конденсатором С14 через контакты К8.1.

КСВ по входу УМ не превышает 1,5 на всех диапазонах и хорошо согласовывается с любым импортным трансивером, даже без тюнера.

Выходной П-контур УМ переключается 3-х платным переключателем SA1. SA1.3 - коммутирует отводы катушек и подключает дополнительный конденсатор С23 к КПЕ С22 связь с антенной на диапазоне 3,5 МГц.

Переключатель SA1.2 закорачивает катушку 3,5 МГц. Переключатель SA1.1 коммутирует диапазонные реле. Если планируется диапазон 1,8 МГц, то необходимо добавить еще одно реле и задействовать 9-е положение на переключателе SA1.

На диапазоне 28 МГц работает катушка L4, которая находится непосредственно в цепи анода ГК71. Это позволило получить Рвых на 28 МГц такую же, как и на НЧ диапазонах. Др3 необходим для защиты выходных цепей УМ.

Управление «RX/ТХ» осуществляет схема на транзисторе VT1, которая питается от напряжения +24 В. При замыкании входа RX/TX разъема XS1 контакта 3 на корпус (ток 3-5 мА) открывается схема на транзисторе?Т1, срабатывает реле КЗ и через контакты К3.1 напряжение +24 В подается на реле К1 и К2. Срабатывает реле К4, подавая через контакты К4.1 полное напряжение накала на ГК71.

Если включен переключатель SA3 «Накал», полное напряжение накала подается постоянно на лампу VL1. Это бывает необходимо при работе в TESTax. После заряда конденсатора С3 (через 0,15-0,2 с) сработает реле К5, что обеспечивает:

• корректную работу УМ;
• отсутствие подгорания контактов реле К1, К2.

Реле К5 контактами К5.1 замыкает цепь управляющей сетки лампы VL1 на корпус, открывая ее. Для осуществления режима «Обход» переключателем SA2 разрывается цепь питания +24 В схемы на?Т1 переключения «RX/ТХ». На транзисторе?Т2 выполнен регулируемый стабилизатор напряжения экранной сетки лампы VL1.

Потенциометром R4 устанавливают ток покоя VL1 в пределах 100- 120 мА. На микросхеме DA1 выполнен стабилизатор напряжения +24 В для питания реле и схемы автоматики. При перегрузках и КЗ по +24 В DA1 автоматически выключается, что также повышает надежность работы УМ в целом.

Конструкция усилителя мощности

УМ выполнен в корпусе системного блока компьютера, желательно старого образца 80-х годов - он из более толстой стали. Габариты 175x325x400 мм. Вертикальная перегородка и горизонтальные полки выполнены из стали толщиной 1,5-2 мм.

При интенсивной работе УМ желательно применение вентилятора, работающего при пониженном напряжении питания для уменьшения шума.

Детали и возможные замены

Трансформатор Т1 выполнен на железе от ЛАТР-8 10 А. Сетевая обмотка намотана проводом ПЭЛ 1,5 мм. Повышающая обмотка ПЭЛ 0,65-0,7 мм, напряжение 1,1-1,2 кВ. Накальная обмотка ПЭЛ 1,5 мм 11+11 В, остальные обмотки ПЕЛ 0,5-0,65 мм на напряжения 22 В и 50 В.

Автомат защиты SA4 типа ВА-47 на 10 А. Катодный дроссель Др1 намотан на ферритовом кольце К45х27х15 мм 2000НН в два провода 1,2- 1,5 мм и содержит 12 витков. Катушка связи имеет 7 витков провода МГТФ0,2 мм, равномерно распределенных между витками основной обмотки.

Катушка L1 катодного контура выполнена из медной трубки диаметром 5-6 мм. Внутри которой протянут провод в теплостойкой изоляции МГТФ, БПВЛ сечением не менее 1 мм2. Внешний диаметр катушки 27-30 мм, зазор между витками составляет 0,2-0,3 мм и содержит 8 витков, отвод от середины.

Катушка L2 диапазона 3,5-7 МГц выполнена на каркасе диаметром 40-45 мм и содержит 15+12 витков провода 1,5-2,0 мм. Первые 15 витков для диапазона 3,5 МГц намотаны виток к витку, а остальные 12 витков с шагом 2,5 мм.

Катушка L3 диапазона 10-21 МГц выполнена из медной трубки диаметром 5-6 мм и содержит 15-17 витков, внешний диаметр 50-55 мм.

Катушка L4 диапазона 28 МГц выполнена из медного провода диаметром 2,0-2,5 мм и содержит 5-6 витков, внешний диаметр катушки 25 мм.

Анодный дроссель Др2 намотан на каркасе из фторопласта диаметром 18-20 мм, длиной 180 мм, проводом ПЭЛШО 0,35 мм, виток к витку секциями 41+34+32+29+27+20+17+11 витков и последние 10 витков в разрядку с шагом 2 мм.

Др3 - намотка универсал проводом ПЭЛШО 0,2-0,3 мм 2-4 секции по 80-100 витков.

Сетевой фильтр Lф намотан на кольце К45х27х15 мм 2000НН в два провода диаметром 1 мм, с хорошей изоляцией типа МГТФ, виток к витку до заполнения.

Анодный КПЕ С24 от УВЧ-66. Одна секция, зазор 2,5-2,7 мм 15-100 пФ, подключен ко 2-му витку катушки L3. Конденсатор С23 - связь с антенной КПЕ 2-3 секции от старых радиоприемников с зазором 0,3-0,4 мм, 30-1200 пФ.

Реле К1 - РЭН-33, К2 - РЭН-34. Реле КЗ-К6 - малогабаритные импортные в пластмассовых корпусах 15x15x20 мм, ток коммутации 6-8 А, напряжение коммутации 127-220 В. Реле КЗ и Кб на рабочее напряжение 24 В, а реле К4 и К5 на рабочее напряжение 12 В. Реле К7-К13 - РЭС-10 параллельно обмоткам реле включены маломощные кремниевые диоды. На схеме диоды не показаны.

Транзисторы VТ1 - КТ835, КТ837. VТ2, VТ3 - КТ829А. DA1 - КР142ЕН-9 (Б, Д) или МС7824.

Киловатный усилитель на ГК-71 выходная мощность лампового усилителя определяется выражением Рвых= 0,2EAlmax, где ЕА - напряжение питания анодной цепи; lmax - максимальный ток катода. Для ламп ГК-71 1mах = 0,9 А. Возьмем две лампы, включенные параллельно, тогда для получения на выходе 1000 Вт необходимо анодное напряжение Еа = 1000/(0,2*2-0,9) = 2777 В.

Из справочных данных ГК-71 следует, что максимально допустимое Еа= 1500 В. Но для этой лампы предусмотрен режим анодно-экранной модуляции, когда анодное напряжение возрастает в 2 раза, т. е. до 3000 В. Радиолюбительский опыт показывает, что ГК-71 при таком анодном напряжении работает вполне надежно: так, известный ленинградский радиолюбитель, неоднократный чемпион СССР по связи на коротких волнах, Георгий Румянцев успешно использовал ГК-71 при анодном напряжении до 5000 В.

У многих радиолюбителей возникает сомнение и в возможности использования ГК-71 на диапазоне 10 м и даже на диапазоне 15 м, так как в тех же справочных данных указано: предельно допустимая рабочая частота - 20 МГц. Но эта цифра, очевидно, перекочевала в справочные данные из ТЗ на разработку ГК-71. Но сама ГК-71 об этом ничего не знает и прекрасно работает даже на частоте 50 МГц. Так, в 50-е годы любительский телецентр в Омске работал на первом канале телевидения (48,5…56,6 МГц), имея в выходном каскаде именно две лампы ГК-71.

Технические характеристики киловатный усилитель на ГК-71

Рабочие диапазоны, м 10-80, 160 (опционально);

КСВ по входу (на всех диапазонах), не более 1,5

Выходная мощность (на всех диапазонах), Вт, не менее 1000

По отзывам корреспондентов, внеполосные излучения не обнаружены.

Схема киловатный усилитель на ГК-71 приведена на рисунке. Выходная мощность передатчика в диапазоне 160 метров не может превышать 10 Вт, но с учетом, что когда-нибудь и для него могут разрешить большую мощность, входной контур этого диапазона изображен штриховой линией.

Входной сигнал с разъема XW1 поступает на контакты К1.1 реле К1. При выключенном усилителе (питание на все его реле не подано) входной сигнал через контакты К8.1 реле К8 поступает на выход усилителя - разъем XW3.

Реле К1 и К8 управляются контактами К2.2 реле К2. На один вывод его обмотки при включенном усилителе постоянно подано напряжение +12 В, а другой вывод через разъем XW2 ”РТТ” при переходе трансивера на передачу замыкается на корпус. В результате реле К2, а с ним реле К1 и К8 срабатывают. Переход на передачу индицирует сигнальная лампа НИ.

В режиме “Передача” входной сигнал с контактов К1.1 реле К1 поступает на входные диапазонные П-контуры (160 м - C1L1C2 80 м - C3L2C4, … 10-12 м - C11L7), к которым также добавляется входная емкость ламп VL1 и VL2. Широкополосность этих контуров позволила объединить диапазоны 17 и 20 м. Сигнал возбуждения поступает на нити накала (катоды) ламп VL1 и VL2 через конденсаторы С12 и С13, а лампы работают по схеме с заземленными сетками, причем напряжение питания на эти сетки не подается. При таком включении ток покоя двух ламп ГК-71 (анодное напряжение 3000 В) составляет мА и искажения типа “ступенька” отсутствуют. Резисторы R1 и R2 предотвращают возможность самовозбуждения усилителя. Через контакты К2.1 реле К2 в режиме приема на управляющие сетки VL1 и VL2 подают напряжение +12 В, что достаточно для полного запирания ламп в этом режиме.

В анодную цепь VL1 и VL2 включен П-контур (по схеме “параллельного питания”), обеспечивающий согласование усилителя практически с любой антенной. Его переключение на разных диапазонах осуществляют контактами реле КЗ-К7. Обмотки катушек контура на диапазонах 15 и 17 м, а также 30 и 40 м попарно едины, а на диапазоне 160 м все контакты разомкнуты и устанавливается максимальная индуктивность.

Резистор R3 защищает анодный источник питания ламп от выхода из строя при случайном пробое в одной из ламп (в этом случае он мгновенно выгорает и подлежит замене). Вольтметр РА2 с “обвеской”, индицирующий величину выходного сигнала, включен параллельно разъему XW3, поэтому индикация осуществляется и при выключенном усилителе (“автономной” работе трансивера на передачу).

Все напряжения питания киловатный усилитель на ГК-71 обеспечиваются силовым трансформатором, имеющим только две вторичные обмотки: обмотка II питает удвоитель напряжения (R4-R13, VD1 -VD10) С выходным напряжением 3000 В, а обмотка III с двуполярным выпрямителем 12 В обеспечивает накал ламп VL1 и VL2. Напряжение между выводами 5 и 7 этой обмотки - 24 В, а после дросселя L10 на нитях накала остается 22 В, поэтому VL1 и VL2 работают с допустимым перекалом катодов , что обеспечивает достаточное значение тока покоя ламп при анодном напряжении 3000 В.

Силовой трансформатор Т1 изготовлен специализированным предприятием по следующему заданию: обмотка I - сеть 220В 50 Гц; обмотка II - 1100В, ток 1,5А; обмотка с выводами III - 2×12 В, ток 7А. Трансформатор намотан на тороидальном магнитопроводе из стали “ХВП”.

Все диоды выпрямителей VD1 - VD10 и VD12, VD13 на ток 5 А и обратное напряжение 2000В (конечно, VD11 и VD14 могут быть и на меньшее обратное напряжение). Реле К1 - РПВ-2/7 на напряжение 24 В. Реле К2 - РЭС-9 на напряжение 12 В, реле КЗ-К7 - вакуумные размыкатели типа В1В-1Т1. В качестве К8 применен контактор ТКЕ54ПД1, все четыре группы контактов которого включены параллельно, что гарантирует минимум потерь сигнала в режиме приема.

Данные катушек индуктивности приведены в таблице

(для катушек L8 и L9 число витков указано, считая от левого вывода по схеме рисунке). Дроссель L10 намотан на тороидальном магнитопроводе из феррита 1000НМ, диаметром 50 мм (наружный) и 30 мм (внутренний), толщиной 10 мм. Обмотки выполнены четырьмя проводами МГТФ-0,75 (у каждой обмотки - 2 провода параллельно) и имеют по 30 витков. Провода аккуратно расположены на сердечнике и занимают практически всю его поверхность.

Дроссель L11 намотан на фарфоровом каркасе диаметром 28 мм, проводом ПШК-0,44. Общая длина каркаса - 120 мм. Начиная с “горячего” конца дросселя, 12 витков равномерно распределены на длине 40 мм, а остальная часть дросселя намотана тем же проводом, виток к витку, на длине 70 мм. Для закрепления витков обмотку целесообразно промазать клеем БФ-6, а потом ее высушить. Описанный дроссель “идеально” работает на всех любительских КВ диапазонах и может быть рекомендован для других усилителей мощности.

Конденсатор С19 должен иметь зазор между пластинами не менее 2,5 мм, а С22 - не менее 0,7 мм.

Киловатный усилитель на ГК-71 собран в корпусе от измерительного прибора с толстыми (литыми) боковыми стенками. Размеры корпуса (ШхВхГ) - 460x200x430 мм. Нижняя крышка корпуса изготовлена из дюралюминия толщиной 3 мм, и к ней крепят большинство деталей усилителя. На рисунке приведен вид на киловатный усилитель на ГК-71 сверху со снятой верхней крышкой. Автор настоятельно рекомендует придерживаться показанного на рисунке расположения деталей, так как он является плодом большого опыта по изготовлению усилителей мощности.

Панели ламп ГК-71 установлены на П-образном отсеке, высота которого равна высоте корпуса. Под ним, в дне, имеется прямоугольное отверстие, равное всей площади отсека, такое же отверстие есть и в верхней крышке корпуса. Последняя прикрыта пластиной, установленной на столбиках высотой 30 мм. Так как корпус устанавливается на стол на высоких ножках (см. рис. 2), воздух свободно проходит мимо ламп, что обеспечивает нормальный температурный режим усилителя. Конденсаторы С21 и С23 установлены друг над другом. Практически все мелкие детали усилителя установлены на трех платах, причем плата с деталями выпрямителей установлена над трансформатором Т1.

Яков ЛАПОВОК (UA1FA), г. С.-Петербург