Радиолюбительский сайт

Вторник, 12.12.2017, 01:59



Приветствую Вас Гость | RSS
[ Главная ] [ Каталог статей ] [ Регистрация ] [ Вход ]

Меню сайта

Радиоконструкции

Скачать

Радиобиблиотека

RDA

DX кластеры

Цифровая радиосвязь

QSL info

Полезные ссылки

Опрос сайта
На каком трансивере Вы работаете?

Результат опроса Результаты
Все опросы нашего сайта Архив опросов
Всего голосовало: 682

QRP частоты

QRP частоты

Недавно скачивали
  Qucs и FlowCode. Программы для тех, кто интересуется электроникой 
  РадиоЛоцман №6 (июнь 2012) 
  FunkAmateur №3, 2012 
  Компьютер + TV: телевидение на ПК 
  Взаимозаменяемые транзисторы. Справочник 
  В помощь радиолюбителю (Все выпуски) 
  setup JT65-HF1093.zip 
  Лучшие конструкции "Радиолюбителя". Выпуск 1 
  Подслушивающие устройства 
  Радиоконструктор №4 2012 
  Радиоаматор №1-6 (подшивка за полугодие 2012) 
  Создание фильма на компьютере 
  200 избранных схем электроники 
  Электронные устройства для уюта и комфорта 
  Компьютер 2010-2011г.г.(подшивка журнала) 
  8-БИТ №7 (май 2012) 
  YAESU FT-450.Сервис-мануал 
  Современная электроника №1-6 2012 
  YAESU FT-100D. Сервис-мануал 
  ЮТ - для умелых рук (архив журнала за 1980 - 1990 года) 

Статистика

free counters

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0


Сегодня отметились


Форма входа


Информация

Зарегистрированным пользователям доступны все разделы сайта в полном обьеме!


Файлообменники

Turbobit

Borncash.com

Заработать на файлообменниках


Популярное

СССР: Наши Любимые Песни

Музыка ретро


Песни для юбилея мужчины

Музыка архив


Антивирус Avast -

лучший бесплатный антивирус




ПДД России 2017

ПДД 2017


Экзаменационные билеты по ПДД 2013. Категории AB CD



ПДД. Учебное пособие для автошкол. Вождение



ПДД. Самоучитель вождения по городу





ПДД Украины 2015




Навител Навигатор - 8.7 2014
Навител 8 навигатор

Бросай курить!

Хочешь бросить курить? Легко! (Аудиокнига)


Легкий способ бросить курить ( Аудиокнига )



Распродажа

Измерительные приборы в интернет магазине DESSY

Главная » Статьи » Схемы радиолюбителю » Усилители мощности ВЧ » Многоэтажный каскодный линейный усилитель мощности SSB

Многоэтажный каскодный линейный усилитель мощности SSB

Современная элементная база позволяет радиолюбителям создавать приемопередающие устройства, трансиверы коротковолнового диапазона обладающие высокими техническими параметрами и в частности с хорошо сформированным однополосным сигналом. Сформированный сигнал перед его подачей в антенну необходимо усилить до требуемого уровня, причем так, чтобы при этом сохранились неизменными все основные характеристики однополосного сигнала и не возникли дополнительные нелинейные искажения. Для усиления сигнала до необходимого уровня можно использовать транзисторные или ламповые усилители, как правило, многокаскадные, ибо одного каскада усиления оказывается недостаточно. Чем больше каскадов усиления, тем больше вероятность получить искаженный сигнал. Уменьшить же количество каскадов усиления за счет увеличения коэффициента усиления каждого из них не удается из-за создания условий для самовозбуждения.

В радиолюбительской практике используются выходные каскады усилителей мощности радиопередающих устройств выполненные по каскодной схеме транзистор + лампа, так называемые “гибридные” каскады. Существует мнение, что в таких усилителях невозможно получить линейное усиление сигнала. Такого же мнения на протяжении длительного времени был и автор статьи, но более двух лет тому назад, после дискуссий на техническом круглом столе, автор провел серию экспериментов с усилителями выполненными по каскодной схеме и пришел к выводу, что идея имеет право на существование, а качество работы усилителя зависит от правильного выбора элементов и тщательности настройки самого усилителя.

В усилителях собранных по каскодной схеме внутренняя обратная связь между выходом и входом осуществляется через последовательную цепь, благодаря чему проводимость внутренней обратной связи значительно уменьшается (от 100 до 2000 раз), а устойчивое усиление возрастает соответственно от 10 до 100 раз, причем без применения дополнительных мер по нейтрализации. В таких каскадах коэффициент усиления по напряжению равен коэффициенту усиления по напряжению второго каскада, а коэффициент усиления по мощности равен коэффициенту усиления по мощности первого каскада. Исходя из вышеизложенного, в каскодных усилителях необходимо применять элементы: полевой транзистор + лампа. Биполярные транзисторы малопригодны для работы в каскодной схеме с мощными лампами из-за плохой линейной характеристики, здесь необходимы полевые транзисторы имеющие большое напряжение исток-сток, хорошую линейность, малую входную емкость, достаточно большой ток стока. Среди известных автору транзисторов отечественного производства в настоящее время полевых транзисторов обладающих всеми перечисленными требованиями нет, а среди зарубежных, есть достаточно мощные, но, к сожалению, они обладают значительными входными емкостями (600-1000 пФ). Как выход из создавшегося положения разработана необычная “многоэтажная” каскодная схема усилителя.

По мнению автора для реализации такой схемы наиболее подходят планарные полевые транзисторы с изолированным затвором и индуцированным каналом n-типа КП901А (напряжение сток-исток 70 В, входная емкость 10–50 пФ, ток стока 4 А, обладает хорошей линейной характеристикой начиная с тока 10–20 мА).

Вниманию читателя предлагается разработанный и испытанный на практике “Многоэтажный каскодный линейный усилитель мощности однополосных сигналов”. Схема позволяет использовать одну или две лампы ГК-71, ГУ-13 и им подобные или одну ГУ-80, ГУ-81М.

Основные характеристики усилителя на двух лампах ГУ-13:


- диапазон частот от 1,4 до 30 МГц;

- подводимая мощность в режиме несущей 580 Вт;

- выходная мощность в режиме несущей 360 Вт (320 Вт на 30 МГц);

- уровень комбинационных искажений третьего порядка не хуже минус 32 дБ;

- входное сопротивление 75 Ом;

- выходное сопротивление 50–75 Ом;

- мощность возбуждения 0,33 Вт;

- ВЧ напряжение на входе ~5 В;

- усиление по мощности 30,4 дБ.

В усилителе (рис.1) используются три транзистора КП901А и две лампы ГУ-13. Блок питания анодной цепи должен обеспечить необходимую мощность, иметь низкое динамическое сопротивление, т.е. емкость фильтра должна быть в пределах 50 – 100 мкФ. Анодное напряжение 2000 – 3000 В. Для питания экранных сеток ламп необходимо иметь стабилизированное напряжение 250 – 300 В. Стабилизированный регулируемый источник напряжения смещения выполнен на VD1, VD2, VT1.Транзисторы КП901А (2П901А) перед установкой в схему желательно подобрать по начальному току стока 0–30 мА, а затем по совпадению характеристик в точках 20–30 мА и 500–600 мА с точностью ±10%. ГУ-13 также должны быть с близкими параметрами.

Схема каскодного усилителя


Для защиты VT2-VT3 от перенапряжения и пробоя предусмотрена схема защиты, состоящая из цепочки диодов (VD5-VD9) и стабилитронов (VD10-VD11), включенной параллельно транзисторам.

Несколько необычно выглядит и колебательная система усилителя, т.к. автор применил комбинированное (последовательно-параллельное) питание генератора. На диапазонах 28;24;21 МГц - комбинированная, а на остальных - параллельная схема питания. В реальной конструкции при использовании параллельной схемы питания анодной цепи ламп и высоком выходном сопротивлении каскада практически невозможно изготовить П контур с оптимальными параметрами для работы на высокочастотных диапазонах - сказываются емкости ламп, монтажа, анодного дросселя и начальная емкость анодного конденсатора. Схема двойного П контура примененная в усилителе устраняет указанные недостатки и эффективно подавляет гармоники.

На рис.2 приведена эквивалентная схема колебательной системы усилителя для работы в диапазоне 28 МГц из которой видно,что на этом диапазоне используется катушка L8 “28”, образующая совместно с выходными емкостями ламп Сл и конденсатором С25 П контур для диапазона 28 МГц. Этот контур подключен к общему (основному) П контуру усилителя состоящему из С25, L (L12, L13, в положении S1 – 28) и С26.

28 Мгц


При переходе на диапазоны 24 и 21 МГц в П контуре задействованы часть витков катушки L12, а анодный конденсатор С25 фактически подключается к отводу катушки образованной последовательным соединением катушек L8 “28” и L12. Такое включение снижает влияние емкостей ламп и дросселя на контур и позволяет получить хорошие результаты при работе на диапазонах 24 и 21 МГц.

На более низкочастотных диапазонах, 18 МГц и ниже, влияние индуктивности катушки L8 “28” незначительно и схема приобретает вид классического П контура при параллельном питании ламп.

Недостатком схемы двойного П контура является повышенная сложность его настройки. При желании можно использовать обычное включение П контура с последовательным питанием для диапазона 28 МГц . В этом случае при работе на диапазоне 28 МГц необходимо использовать отвод обозначенный на принципиальной схеме как 28*, а отвод обозначенный как 28 не задействуется.

Предусмотрена система повышения надежности работы антенного реле при переключении антенны на прием. В этом режиме даже реле с контактами, содержащими драгоценные металлы, не всегда обеспечивает надежный контакт. Для устранения этого явления через контакты в режиме приема протекает ток 2–3 мА, т.е. при переключении присутствует так называемый эффект “микросварки” и тем самым обеспечивается надежный контакт.

Транзисторная часть усилителя выполнена в виде отдельного блока размером 80 х130 х 50 мм (рис.3). Транзисторы укреплены на радиаторе размером 80 х 130 х 25 мм, монтаж навесной и закрыт в коробку прикрепленную к радиатору. Блок установлен с внешней стороны усилителя на задней стенке (рис.4 – эскиз расположения основных деталей усилителя). Для устранения передачи тепла от задней стенки усилителя мощности на радиатор транзисторной части между ними имеется воздушный зазор 10 мм.

Расположение блоков элементов


Навесной монтаж


Детали


L1, L2, L10, L11 - по 10 витков ПЭВ-2 0,15 мм на МЛТ-0,5 4,7 кОм;
L3 – 7 витков в два провода ПЭВ-2 1,5 мм на двух сложенных вместе кольцах 2000 НМ К40х25х7,5;
L4 – 50 витков ПЭЛШО 0,25 мм на фарфоровом стержне Ж10 мм;
L6, L9 – по 4 витка ПЭВ-2 0,5 мм поверх R5, R15 МЛТ-2 30-51 Ом;
L7 – 185 витков (секционированная рядовая намотка 100 + 50 + 20 витков, 2 мм между секциями, + 15 витков с шагом 0,5 мм) ПЭЛШО 0,25 мм на фарфоровом стержне Ж10–15 мм;
L14 – 4 секции по 50 витков ПЭЛШО 0,2 мм (расстояние между секциями 2 мм) на диэлектрическом стержне Ж8 мм.
Трансформатор Т1 – 6 витков в 4 провода ПЭЛШО 0,25 мм (одна скрутка на сантиметр длины для обеспечения входного сопротивления 75 Ом) на двух сложенных вместе кольцах 2000НМ К12х8х2.
L8 “28” – 4 витка, бескаркасная Ж50 мм, посеребренная трубка Ж5 мм (длина катушки подбирается при настройке контура).
L12 – 18 витков, бескаркасная Ж65 мм, посеребренная трубка Ж5 мм, длина намотки 180 мм. Отводы от: 1 витка (24 МГц), 2 витка (21 МГц), 3 витка (28 МГц), 7 витка (18 МГц), 9,5 витков (14 МГц), 12 витка (10 МГц), 16 витка (7 МГц).
L13 – 23 витка, отвод от 9 витка (3,5 МГц), намотана на каркасе Ж70 мм (используется каркас катушки от радиостанции РСБ-5), одна треть катушки намотана с шагом 1,5 мм проводом Ж1,7 мм, остальная - обычная рядовая намотка.

Порядок работы по наладке усилителя


Для определения режима работы ламп и наладки усилителя понадобится отдельный регулируемый источник с Uмакс=60 В, с током 50–75 мА.

1. Соединить один из выводов накала ламп на корпус, обеспечив протекание анодного тока по цепи: плюс источника анодного напряжения – анод – катод - минус источника анодного напряжения.

2. Подключить регулируемый источник минусом на дроссель в цепи управляющих сеток ламп (предварительно отключив сеточную цепь) установить напряжение (-60 В).

3. Включить последовательно напряжения накала, смещения первой сетки (-60 В), анодное, экранирующей сетке.

4. Регулируя напряжение смещения на управляющей сетке, установить ток покоя лампы (анодный ток) в пределах 10 – 20 мА для одной лампы. Для двух ламп в рассматриваемой схеме он будет составлять 20 – 30 мА.

5. Замерить вольтметром напряжение смещения на управляющей сетке (в авторском варианте при напряжении на аноде 2000 В, напряжении на второй сетке 270 В, напряжение смещения на первой сетке Ес1 = -32 В).

Рассматривая анодно-сеточные характеристики ГУ-13 видим, что эта лампа со средней характеристикой работает с сеточными токами и достигает максимальной мощности при напряжении на управляющей сетке 80 В. Отсюда напряжение возбуждения на управляющей сетке составит: Umc= 80 - (-32 ) = 112 В. Точно также определяется напряжение возбуждения и для других ламп. Напряжение возбуждения и ток покоя для: ГК-71 (одна лампа) 130–140 В (I покоя 10–15 мА), ГУ-81М (одна лампа) 170–190 В (I покоя 25–30 мА). В целях повышения надежности работы усилителя выполненного на лампе ГУ-81М можно применить четыре транзистора КП-901А.

Для обеспечения линейного режима усиления принимаем остаточное падение напряжения на одном открытом транзисторе КП901А равным 10 В. Для трех транзисторов оно соответственно равно 30 В (Ет). Отсюда падение напряжения на трех транзисторах (на катоде ламп) составит: Еп = Ет+Umc = (30 + 112) = 142 В. Принимаем Еп мах = 150 В. На одном транзисторе Еп мах =150:3 = 50 В, что не превышает паспортных данных на транзистор (постоянное напряжение сток-исток 70 В).

Подборка цепи смещения


Заключение


Усилитель обладает высокой устойчивостью к самовозбуждению. При правильно выполненных монтаже и расположении элементов его устойчивость выше, чем в схеме с общим катодом.

При изменении ШПТЛ и нагрузочных резисторов можно обеспечить входное сопротивление усилителя в пределах 10–100 Ом.

Усилитель испытан с одной и двумя ГУ-13, одной ГУ-81М на всех любительских КВ диапазонах и показал высокие результаты. Во время испытаний усилитель подключался к антеннам типа “Дельта”, “IV”, “Диполь”, а также к другим “случайным” антеннам с высоким КСВ, при этом он не искажал сигнал и не проявлял склонность к самовозбуждению. При длительной работе на передачу в режиме полной мощности (излучение несущей частоты) усилитель работал без перегрева до 10 часов, не выключаясь (на более длительное испытание не хватило терпения).

Следует напомнить, хороший линейный усилитель не украшает сигнал, а лишь усиливает его не внося при этом искажений.

Автор выражает благодарность радиолюбителям-конструкторам UT5TC, UA1FA, UA6YA и другим участникам технического круглого стола за содействие в измерениях при испытании усилителя.

С вопросами, возникающими при наладке усилителя, можно обращаться к автору на частоте 3704 практически ежедневно с 22.00 до 24.00 украинского времени, а также на других диапазонах.

Алексей Николаевич Дудов (UR5ZD)
г.Первомайск, Николаевская обл.

Поделитесь записью в своих социальных сетях!



Скачать Amigo
При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!

Категория: Усилители мощности ВЧ | Добавил: Mike (06.10.2017) W
Просмотров: 486 | Теги: однополосный, SSB, ГУ-13, ГУ-81М, ГК-71, каскодный, ГУ-80 | Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Поиск по сайту
Поиск позывного

 

GMT

Рекомендуем

Windows 10 Windows XP Windows 7 Windows 8 Windows zver

CCleaner Photoshop WinRAR Opera Next DAEMON Tools

EVEREST Acronis Disk Director 11 Advanced и Acronis Buackup & Recovery 11 Acronis True Image Home KMPlayer Active UNDELETE

Браузер Амиго UltraISO Total Commander

поставить блок себе на сайт


Амиго - Новый браузер

Скачать Амиго 


Поисковые системы




Случайное фото



Отправить SMS

Через сайты операторов:

Бесплатно!

или

С помощью программы:

isendsms

Бесплатно!

Latest spots

Диски для радиолюбителя:





Аппаратные журналы

 Russian Contest Log 
 5MContest log 
 UR5EQF_log v.3 


Лучшие игры:







DX Time Line

DXpeditions TimeLine

Полезный софт


CCleaner 3.23.1823

EVEREST

UltraISO 9.0 Premium

TuneUp Utilities

Total Commander

Acronis True Image Home

Advanced SystemCare Pro

 

Прогноз прохождения



Магнитные бури онлайн

=================

5-суточный прогноз распространения радиоволн КВ диапазона от Михаила R3VL (ex. RA0SR)


Погода


TV онлайн

ТВ онлайн смотреть

Радио FM онлайн

Радио онлайн


Радиолюбительский магазин

Искать на DESSY.RU

Луна онлайн

Новое видео
  Тверской RDA вояж RA3AV, RK3AW, RZ9SZ/3 
  Сегодня - День радио 
  Антенна Cushcraft MA5B 
  Автомобильная антенна на 14mHz (mobile antenna) 
  RDAC 2016, RA3AV/P RDA: MO-26 
  R9CL/P DXpedition to North Ural. RDA SV-89 
  Радиолюбитель. Саша Иркутский 2016 
  R1OAI активация RAFA: ULAN, RDA: AR-30 

Праздники
Праздники сегодня

Помощь по компьютеру
 Восстановление аккумулятора в бесперебойнике UPS 
 Тормозит и зависает компьютер. Что делать? 
 Друг Вокруг регистрация 
 Как удалить Yambler? 
 Охлаждения ПК. В какую сторону должны дуть вентиляторы 
 Что делать если сбрасывается время на компьютере 
 Как удалить Webalta из браузера и компьютера 
 Чем открыть файл с расширением ISO? 
 Как открыть MDF - MDS файл? 
 Как вызвать или запустить командную строку на компьютере или нетбуке 
 Что делать, если сильно греется ноутбук? 
 Как увеличить объем свободного места на диске С 
 Как открыть доступ к скрытым папкам и файлам Windows 7 XP 
 Как правильно почистить системный диск C 
 Как подключить ноутбук к телевизору 
 Как установить Windows 7 с диска. Инструкция по установке 
 Как разбить жесткий диск на разделы 
 Как отформатировать жесткий диск с Windows 
 Как открыть файл формата FLV ? 
 Залили ноутбук жидкостью. Что делать? 
 Как сделать образ диска для восстановления системы ? 
 Восстановление образа системного раздела. Acronis True Image Home. Восстанавливаем Windows. 
 Как восстановить утерянные или удаленные данные ( файлы ) 
 Формат файла dmg . Чем открыть файл dmg 
 Установка БИОС для загрузки компьютера с диска (дисковода) 
 СНПЧ. Система Непрерывной Подачи Чернил для принтеров Epson, Canon, HP 
 Приборы и инструменты начинающего компьютерного мастера 
 Как зайти в систему через безопасный режим 
 Как включить права администратора в Windows 7 
 Как настроить wifi на ноутбуке 
 Ускорение Windows 7 
 Как ускорить систему Windows XP 
 Как удалить неудаляемое на компьютере 
 Как восстановить системные файлы без переустановки Windows 
 Как установить Windows 7 с флешки 
 Как установить Windows XP с диска 
 Как установить Windows XP с флешки 
 Как убрать MBR баннер в загрузочном секторе диска до загрузки Windows 
 Как убрать порно баннер с рабочего стола - универсальный способ 
 ERD Commander на USB флешке (Windows XP, Windows Vista, Windows 7) 

Где заработать?

 


Курсы валют на Банкир.Ру
RA1OHX © 2017