Усилитель мощности для радиостанции Трансиверы

Усилитель мощности для радиостанции

Усилитель мощности для радиостанции должен иметь выходную мощность около 200 Вт для первой категории. Такой усилитель можно выполнить на одном транзисторе КТ957 или на включенных по двухтактной схеме транзисторах КТ947А. Для ламповых усилителей можно рекомендовать лампы: по 1 шт. — ГИ-6Б, ГИ-7Б, ГМИ-11, ГК-71, ГУ-13, ГУ-ЗЗБ, ГУ-69Б, ГУ-70Б, ГУ-74Б, 2 шт. — ГУ-72Б. Схема усилитель мощности для радиостанции с выходной мощностью 200 Вт на диапазоны 10, 15, 20, 30, 40 и 80 приведена на рисунке (диапазон 160 м специально не предусмотрен, так как на этом диапазоне разрешена мощность только 10 Вт).

Усилитель мощности для радиостанции

Этот усилитель рассчитан на работу от возбудителя с выходной мощностью около 1 Вт. Напряжение возбуждения подается на соединитель XS4 и через переключатель SA2.3 поступает на катушки связи контуров, включенные в сеточную цепь ламп VL1 и VL2, работающих параллельно по схеме с заземленным катодом. Такое включение ламп усилителя обеспечивает большое усиление по мощности однокаскадной схемы (около 200). Но большее усиление требует применения нейтрализации усилителя для обеспечения его устойчивой работы.

Необходимость нейтрализации усилитель мощности для радиостанции, собранного даже на современных экранированных лампах с очень маленькой проходной емкостью (у каждой из двух примененных ламп ГУ-72 емкость управляющая сетка — анод не более 0,1 пФ), поясняется простым расчетом. Коэффициент трансформации напряжения от катушек связи к контурам в сетках ламп VL2, VL3 около 3, при этом на соединителе XS4 обеспечено входное сопротивление усилителя 75 Ом. Следовательно, эквивалентное сопротивление контура в сетках ламп VL2, VL3 75 X X З2 – 675 Ом. Напряжение возбуждения на соединителе XS4, равное 10 В, вызывает появление на сетках VL2 и VL3 переменного напряжения 10 X 3 = 30 В. Такое напряжение достаточно для возбуждения ламп ГУ-72, и при настроенном контуре в анодной цепи этих ламп появится переменное напряжение около 1000 В.

Реактивное сопротивление проходной емкости VL2 и VL3, значение которой с учетом паразитной емкости монтажа примем равной 0,25 пФ, на диапазоне 10 м равно 20 кОм. Через делитель напряжения, образованный проходной емкостью ламп и эквивалентным сопротивлением в их сетках, на сетки ламп попадет часть переменного напряжения на аноде 1000 X 675 : 20 000 = 33,75 В — больше, чем исходное напряжение возбуждения. Наличие такой сильной обратной связи недопустимо, так как она может привести к самовозбуждению усилителя. На более низких, чем у диапазона 10 м, частотах обратная связь через проходную емкость будет более слабой, но и это недопустимо: знак связи (положительная или отрицательная) зависит от настройки контуров в анодной и сеточной цепях. При положительном знаке обратной связи резко возрастет нелинейность усилителя и, как следствие, расширяется спектр излучаемого сигнала.

Нейтрализация проходных емкостей ламп VL2 и VL3 осуществлена через «нейтральный» конденсатор С12 на «холодный» конец контура (соединенный на высокой частоте с общим проводом) в сеточной цепи, в результате чего на сетках образуется напряжение, противофазное наводимому на конец сеточного контура через проходную емкость ламп. Необходимый коэффициент деления напряжения для нейтрализации устанавливается соотношением С17— С30. Из-за влияния индуктивностей проводов, подключающих эти конденсаторы, оказалось, что точная нейтрализация, достигнутая регулировкой С17 на диапазоне 10 м не обеспечивает полное отсутствие связи между контурами в сеточной и анодной цепях VL2 и VL3 на других диапазонах и параллельно С30 на этих диапазонах с помощью SA2.4, подключаются построечные конденсаторы С27, С28, С29.

Для предотвращения самовозбуждения усилитель мощности для радиостанции на УКВ в управляющие сетки VL2 и VL3 включены низкоомные резисторы R10 и R11. Их эквивалентное шунтирующее действие на контур в цепи сетки является достаточным для обеспечения сопротивления 75 Ом на XS4 в диапазоне 10 м. На остальных диапазонах параллельно сеточным контурам включены добавочные шунтирующие резисторы. В анодные цепи ламп VL2 и VL3 также включены элементы защиты от самовозбуждения на УКВ — резисторы R8 и R9, отключаемые на рабочих частотах усилителя маленькими индуктивностями L3 и L4. Нагрузкой VL2 и VL3 служит П-контур, обеспечивающий согласование усилителя с антенной, имеющей входное сопротивление, близкое к 75 Ом. Питание усилитель мощности для радиостанции на 200 Вт осуществляется от трех источников напряжения: + 1300 В для анодных цепей VL2 и VL3, +250 В для экранирующих сеток и —40 В для управляющих сеток этих ламп.

Источник +1300 В усилитель мощности для радиостанции состоит из моста на высоковольтных выпрямительных столбах VD1 — VD4 и емкостного фильтра, образованного последовательно включенными оксидными конденсаторами С4—С7. Возможная неравномерность распределения напряжений на этих конденсаторах из-за их токов утечки предотвращена резисторами R2—R5. Для контроля анодного тока усилителя служит амперметр РА1 (это единственный стрелочный прибор в усилителе). Хорошо нейтрализованный усилитель мощности для радиостанции имеет точное совпадение минимума анодного тока с максимумом выходной мощности, и регулировка связи такого усилителя с антенной и настройка выходного контура производится до получения «провала» анодного тока на 15…20% от его значения при расстройке анодного контура (нормальное значение анодного тока рассматриваемого усилителя для получения выходной мощности 200 Вт; 350 мА при расстройке и 300 мА при настройке анодного контура).

Питание экранирующих сеток ламп VL2, VL3 осуществляется от управляемого источника напряжения. Мостовой выпрямитель на диодах VD5—VD8 создает на конденсаторе С8 напряжение около 300 В. При замкнутой цепи управления перехода на передачу (XS5 соединен с корпусом) напряжение на базе транзистора VT2 близко к нулю, и он закрыт, напряжение на базе VT1 определяется стабилитронами VD11 и VD12 (+250 В). Так как VT1 включен по схеме эмиттерного повторителя и напряжение 250 В поступает в режиме передачи на экранирующие сетки VL2 и VL3 При этом суммарный ток покоя этих ламп равен 100 мА. При приеме цепь XS5 отключается от корпуса, VT2 открывается и напряжение на базе VT1, а, следовательно, и на экранирующих сетках VL2 и VL3 становится близким к нулю и эти лампы закрываются.

Отрицательное напряжение смещения на управляющие сетки VL2 и VL3 подается от однополупериодного выпрямителя на диоде VD9, питаемого от обмотки питания накала ламп усилитель мощности для радиостанции. Это напряжение стабилизировано стабилитроном VD10 и подается на управляющие сетки VL2 и VL3 через дроссель L20. Последний шунтирован резистором R18, в отсутствие которого усилитель оказывается склонным к самовозбуждению на длинных волнах (индуктивностями контуров в анодной и сеточной цепях при этом оказываются дроссели L2 и L20).

В рассматриваемом усилитель мощности для радиостанции отсутствует реле переключения антенны от входа приемника на выход усилителя. Функции коммутатора антенны выполняет каскад на лампе VL4. В режиме передачи напряжение на экранирующей сетке этой лампы отсутствует. Напряжение высокой частоты с анодов VL2, VL3 через высоковольтный конденсатор С2 поступает на управляющую сетку VL4, соединенную с корпусом через высокоомный резистор R 19. Это напряжение детектируется диодом управляющая сетка—катод VL4, и на R 19 образуется отрицательное напряжение, равное амплитуде переменного напряжения на этом резисторе. При отсутствии положительного напряжения на экранирующей сетке лампа VL4 остается закрытой.

При приеме на экранирующей сетке VL4 образуется положительное напряжение около 150 В (+ 300 В питания анода VL4 минус падение напряжения на R22 за счет тока экранирующей сетки); напряжение смещения на управляющей сетке образуется падением напряжения на R24 и близко к —2,5 В. В результате лампа VL4 открыта и работает усилителем класса «А».

Между конденсатором С19 и управляющей сеткой VL4 включен аттенюатор, образуемый емкостными делителями напряжения, соединенными с контактами SA3—SA5. В показанном на схеме положении этих переключателей затухание аттенюатора максимально: SA3 и SA4 — включает ослабитель сигнала на 10 дБ и SA5 — на 20 дБ. При отключенных аттенюаторах С19 с входной емкостью VL4 образует делитель напряжения и на управляющую сетку VL4 поступает только часть напряжения, развиваемого на «горячем» конце П-контура — конденсаторе С18. В анодную цепь VL4 включен понижающий широкополосный трансформатор. При нагрузке этого трансформатора входным сопротивлением приемника, равным 75 Ом, общий коэффициент передачи от XS2 на XS3 при установке переключателей SA3—SA5 в положение «отключено» (нет затухания) соответствует:

 снижение коэффициента передачи

Снижение коэффициента передачи напряжения на вход приемника на длинноволновых диапазонах не является недостатком рассматриваемого устройства, так как полная чувствительность хорошего КВ приемника может быть реализована при работе с реальными антеннами только на частотах выше 14 МГц.

Конденсатор C18 настройки П-контура должен иметь зазор между пластинами не менее 1,5 мм. Конденсатор С20 регулирует связь с антенной, зазор не менее 0,5 мм. Переключатель SA2 собирается из переключателей двух типов: SA2.2—SA2.4 — обычные керамические платы на 11 положений типа ПКГ, SA2.I —от щелочного переключателя типа ПР на 15 положений. Последняя установлена на одной оси с SA2.2—SA2.4 с фиксатором от переключателя ПКГ, так, что SA2.1 работает через одно положение ее щетки.

Дроссель L1 —типа Д-0,6 20 мкГ. Дроссель L2 намотан на фторопластовом стержне диаметром 21 мм (провод ПЭВ-2 0,35). В 10 мм от края стержня начинается секция дросселя, соединенная с С10, которая намотана виток к витку и имеет длину 30 мм. Далее с зазорами 2 мм намотаны тем же способом секции длиной 20, 15, 10 мм. Затем с зазором 3 мм намотана секция из 24 витков, распределенных равномерно на длине 15 мм. От конца этой секции до конца стержня 10 мм.

Катушки L3 и L4 намотаны проводом ПЭВ-2 1 на оправке диаметром 8 мм. Длина каждой из этих катушек — 20 мм. Катушки L5 и L6 без каркаса, диаметр обмотки 40 мм (провод ПЭВ-2 1,8). Катушка L5 имеет 4 витка при длине катушки 24 мм, L6 2 4- 52 витков, общая длина 36 мм. Катушка L7 намотана на керамическом каркасе диаметром 60 мм (провод ПЭВ-2 1,5). Считая от конца, соединенного с L6, 3 витка + 3 витка с шагом 3 мм, далее 9 витков с шагом 2 мм. Катушки L8—L19 намотаны на каркасах диаметром 9 мм с подстроечниками СЦР-1. Каждая пара катушек L8 и L9, L10 и L11, и т. д. до L18 и L19 намотаны на одном каркасе, причем катушки связи (L9, L11 и т. д.) намотаны поверх контурных катушек (L8, L10 и т. д.) у их конца, соединенного с С30. Намотка всех этих катушек выполнена виток к витку. Число витков катушек L8—L19 и провод, которым они намотаны, приведены в табл.

Число витков катушек

Сетевой трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе Ш40 140 х 160 мм. Набор 60 мм. Обмотка I — 440 витков (провод ПЭВ-2 1,25); обмотка II — 2400 витков (ПЭВ-2 0,44), обмотка III — 470 витков (ПЭВ-2 0,25); обмотка IV — 60 витков (ПЭВ-2 1,25) и обмотка V — 15 витков (ПЭВ-2 1). Трансформатор Т2 намотан на ферритовом тороидальном магнитопроводе 30ВЧ 12X6X4 мм. Обмотка I — имеет 16 витков (ПЭШО 0,44), равномерно распределенных в секторе 270. На свободной части сердечника — обмотка II — 4 витка (ПЭШО 0,44).

При настройке усилитель мощности для радиостанции, изготовленного по схеме рис., необходимо выполнить согласование входа усилителя с возбудителем и нейтрализацию проходной емкости ламп усилителя. Обе эти операции можно выполнить, не включая усилитель.

Для согласования входа усилитель мощности для радиостанции с возбудителем между возбудителем и соединителем XS4 усилителя включают КСВ-метр, рассчитанный на работу с кабелем, имеющим волновое сопротивление 75 Ом. На каждом диапазоне настройкой катушек в сетках VL2 и VL3 добиваются минимума КСВ. При невозможности получить КСВ меньше 1,2 необходимо подобрать число витков катушек связи. Далее подается возбуждение на XS4, а к анодам VL2 и VL3 подключается ВЧ вольтметр. На каждом диапазоне при максимуме емкости конденсатора С20 добиваемся сначала настройкой с помощью конденсатора C18 максимума показаний вольтметра (они могут быть до 50 В), а потом регулировкой нейтрализации добиваются минимума напряжения на анодах VL2 и VL3. Сначала эту операцию выполняют на диапазоне 10м, установив C17 в среднее положение и подобрав С30.

Окончательно уточняется положение C17 при фиксированном значении С30. При этом напряжение на анодах VL2, VL3 должно снизиться до десятых долей вольта. На остальных диапазонах, не трогая С17, добиваются минимума напряжения, проникающего в выходной контур усилителя от сеточного контура, регулировкой С27 (15 м), С28 (20 м) и С28 (остальные диапазоны).

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий