окончание, начало>>>

Так из бывшего анодного дросселя получился дополнительный параллельный контур ВКС. Через него на анод подается анодное напряжение. Схема ВКС стала ДВУХКОНТУРНОЙ.

Это позволило:

1. Обеспечить улучшенную фильтрацию гармоник.
2. Обеспечить беспроблемную настройку П-контура, когда имеется заведомо избыточная выходная емкость ламп, монтажа и др. элементов, таких как начальная емкость переменного конденсатора «горячего» конца П-контура.

Последняя возможность – мой подарок тем, кто думает, что 2ГК71 или 2ГУ81 не могут работать на 28мс.

Могут. Могут и 3, и 4ГК71, 4ГУ81. И не обязательно в блоке Р140, а в любом самодельном. Каждый может сделать этот узел удобным именно для СЕБЯ, для СВОЕГО усилителя с учетом его конкретных размеров, ламп, конкретного расположения элементов и пр. Количество вариантов реализации этой идеи множество. Попробую пояснить, как это сделать, на примере: Думаю что метод расчета П-контура знаком читателям этой статьи. Он описан в любом хэндбуке. Есть даже готовые таблицы для различных Rое, в И-нете много виртуальных калькуляторов для таких расчетов.

Допустим расчет (таблица, калькулятор) говорят, что на 28 мс нужен контур с индуктивностью 0,5мкГн, и с емкостью «горячего конца» П-контура – 40пФ. А у Вас 2 ГУ81 Свых=50пФ + Смонтажа = 60пФ. Тут можно сделать вывод, что 2 ГУ81 (ГК71 и пр.) не будут работать на 28мс. Некоторые убеждаются в этом практически, виновными остаются «тупые», «старые» лампы. Но. Возьмем анодный дроссель с индуктивностью не 100…200мкГн, а 1мкГн. См. рис….

Емкостной ток Свых. Разделится на 2 тока. В соответствии с законом Ома 2/3 потекут в П-контур, а 1/3 потечет в этот самый «дроссель», который будет работать уже не как дроссель, а как параллельный резонансный контур. Разделение емкостных токов физически равнозначно разделению Свых. На 2 емкости. Одна =40пФ резонирует в П-контуре, другая (нам лишняя)=20пФ резонирует в дополнительном параллельном контуре. Другими словами. Наш «дроссель» скушал, нейтрализовал лишних для нас 20 пФ паразитной емкости на «горячем конце» П-контура.

Если лишней емкости не 20, а 40пФ, индуктивность этого «дросселя» нужно взять (грубо говоря) не 1, а 0,5мкГн. Если надо нейтрализовать 10пФ – 2мкГн. Таким образом можно нейтрализовать слишком большую начальную емкость «горячего» КПЕ, или дополнительной лампы или двух.

Точное значение индуктивности на любой частоте можно легко рассчитать по известным формулам, а совсем легко при помощи виртуальных калькуляторов, которых в И-нете предостаточно. Количество витков, диаметр провода, диаметр намотки (какой удобен для Вас) тоже выдаст калькулятор, например из программы ММАНА. Проверено. Можно даже не мерять приборами, а отклонения из-за влияния окружающих предметов легко корректируются сдвижением-раздвижением витков. Главное – осторожно, чтобы не попасть под высокое напряжение.

В моем РА индуктивность параллельного контура коммутируется хлопушками (3шт.) от РСБ-5, подвешенными вниз «языками».

Катушки L1 и L2 – это одна катушка без каркаса. Намотана она посеребренным проводом 2,5мм на оправке 35мм. с шагом 5мм. Вся катушка (L1+L2~2мкГн) имеет 15 витков, секция 28мс(~1,5мкГн) – 11витков.

L3, L4, L5 на пластмассовом каркасе диаметром 50мм от РСО-30. Провод ПЭВ 2мм, шаг намотки 4мм, имеет 26 витков с отводами от 6 витка (L3, 14мс~1,5мкГн), от 14 витка (7мс, L4+L5, ~4,5мкГн), и вся катушка (3,5мс L3+L4+L5 ~9,5мкГн).

Катушка L6 намотана на отдельном керамическом каркасе диаметром 30мм, проводом ПЭВ 1,5 с шагом 2мм, 50 витков 1,8мс ~12мкГн. Чтобы витки не скользили по каркасу, они покрыты тонким слоем эпоксидной смолы.

Естественно, конструктив этих катушек может быть другим. Их можно сделать более добротными, при этом фильтрация гармоник будет еще лучше, а потери меньше. Еще более радикально улучшить фильтрацию гармоник (а это особенно актуально для MS, M2 и MM позиций) можно, увеличив емкости «горячего» конца П-контура и уменьшив индуктивности L1…L6. Думаю, что перерасчет этих индуктивностей и емкостей, для заинтересованных большого труда не составит.

Все контурные конденсаторы К15У, на напряжения от 6кВ и выше, мощностью 20кВАр и выше. Блокирующие ВЧ цепи в ВКС конденсаторы – КВИ-3 4700пФ 5кВ. L7 – это «родной» анодный дроссель от БУМ Р140 индуктивностью 65 мкГн. Совместно с блокирующими конденсаторами L7 представляет собой фильтр, препятствующий проникновению

ВЧ токов в шину питания анодов.

Нигде в радиолюбительской практике, ни в каких публикациях, я не встречал двухконтурной ВКС такого типа, поэтому считаю себя автором этой инновации. Эта ВКС представляет собой комбинацию параллельного контура и П-контура. Для простоты восприятия, и отличия от прочих ВКС, применяющихся радиолюбителями, я решил дать ей название - LP-контур.

LP-контур замечателен тем, что при двухконтурной схеме ВКС, количество подстраиваемых элементов, такое же, как в обычном П-контуре. В то же время, подавление гармоник усиливаемого сигнала пропорционально произведению Q-фактора П-контура, на Q-фактор дополнительного параллельного контура. Это позволяет при сравнительно небольших Q-факторах обоих контуров, добиться значительного ослабления гармоник, недостижимого с применением одного П-контура, а применения двойного П-контура требует введения еще одного элемента подстройки, что усложняет конструкцию, удорожает ее и усложняет эксплуатацию РА.

Антипаразитные дроссели в анодах ламп – это 4 витка сварочной шины 10мм шириной и 2мм толщиной на оправке диаметром 10мм с зазором между витками 1мм. Внутри этих дросселей расположены резисторы ВС2-47ом. Их выводы, под самый корпус резисторов, привинчены болтами М3 к выводам шин. Все «земляные» цепи соединены широкими медными шинами, из тонкой медной фольги, проложенными по шасси.

У меня от блока ламп до разделительного конденсатора расстояние 12 см. Цепь от антипаразиток до этого конденсатора сделана из широкой 3см. медной фольги.

Настройка усилителя.

Прежде всего необходимо проградуировать все измерительные приборы, путем сравнения их показаний с образцовыми. Ни в коем случае не следует тестировать, подбирать шунты миллиамперметров в цепи экранной сетки и анода при рабочих напряжениях. Это следует сделать при низких напряжениях 5…25В. Полагаю, что человеку, взявшемуся построить описываемый усилитель, эти элементарные операции знакомы. Если нет, то надо повторить соответствующие положения из школьного курса физики, и проделать необходимое, в качестве лабораторных работ.

Далее необходимо протестировать все источники питания. При этом никогда не забывать, что изделие содержит источники высокого напряжения, опасного для жизни, и строго соблюдать правила техники безопасности. Никогда не забывайте, что одно-единственное их нарушение может оказаться последним в Вашей жизни.

Каждый источник должен выдавать требуемое напряжение при максимальной нагрузке, при которой усилитель будет эксплуатироваться. Проверить их необходимо при изменении питающих напряжений сети, существующей в Вашем шэке. Для этого полезно включить в розетку вольтметр и понаблюдать в каких пределах меняется напряжения сети. Обычно оно падает в 6-8 часов вечера, и возрастает глубокой ночью. Зависит от сезона, температуры, удаленности Вашего жилища от трансформаторной подстанции и состояния электросетей в Вашем районе.

Как для обеспечения устойчивости, так и качества работы аппаратуры, весьма полезно применять сетевые стабилизаторы, или хотя-бы регуляторы напряжения сети, где только это возможно.

Следующей процедурой будет тренировка ламп. Я много экспериментировал с ГУ-81, убедился, что в тренировке они вобщем-то не нуждаются, но, как говорится - береженого Бог бережет. Кто знает, в каких условиях они хранились? Для этого:

1. Вставляем пару ламп в усилитель, подаем накал, и пусть они покалятся несколько часов.
2. Подаем напряжение смещения, запирающее лампы.
3. Подаем анодное напряжение. Лучше пониженное, раза в 1,5…2.
4. Подаем экранное напряжение. Лучше пониженное, тоже в 1,5…2 раза. Пусть они так постоят еще часок-другой.
5. Уменьшаем напряжение смещения, чтобы появился небольшой ток анода 5…10мА. Пусть поработают на таком токе полчаса-час, а лучше пару часов.
6. Запираем лампу «минусом» на управляющей сетке и подаем полное анодное напряжение, Пусть постоит так часок - другой.
7. Уменьшаем напряжение смещения, чтобы появился небольшой ток анода 5…20мА. Пусть постоят часок - другой.
8. Уменьшаем напряжение смещения до получения тока анода, чтобы аноды слегка розовели, Пусть покалятся.
9. Увеличиваем ток анода, чтобы аноды были красными, Пусть покалятся часок-другой.
10. Подаем полное экранное напряжение, и сначала маленький ток анода, потом больше, больше и при красных анодах пусть постоят несколько часов.

Лампы, особенно не совсем остывшие, лучше не брать голыми руками, а через толстую чистую салфетку, полотенце или верхонку, надетую на руку. Если на баллон попала грязь или жир, удалить ее тампоном ваты, смоченным спиртом. Только лампа при этом должна быть холодной! Лампы, которые много лет валялись где-попало, и от этого покрылись грязью, надо промыть под струей воды с мылом, потом опять тщательно прополоскать, чтобы вода промыла внутренности цоколя, затем просушить. Время от времени, может раз в полгода, сухой чистой ветошью смахивать пыль с верхней части баллона.

Если там появилась грязь и жир, помыть под краном и просушить. Если у Вас есть запасные лампы, которые долго не работали, полезно все их так потренировать. В ближайшие несколько лет они будут готовы к работе немедленно и гарантированно.

Еще раз хочу напомнить о технике безопасности при таких занятиях. Никогда не нужно спешить. Контролировать каждое свое движение. Не прикасаться к лампам, пока не отсоединено анодное напряжение и не выключено экранное напряжение.

Я себе взял за правило лет 30 назад, на передней панели усилителя – Вольтметр анодного напряжения, а само анодное напряжение подается через толстый коаксиальный кабель и ВЧ разъем. Я никогда не прикоснусь к лампам, пока фишку разъема не отключу от усилителя, даже если знаю, что высокое напряжение выключено. Это отработано до автоматизма, и является хорошей привычкой.

Потом, при холодных лампах и выключенных всех напряжениях, настраиваются входные контура, по показанию КСВ-метра трансивера =1 в середине каждого диапазона, и можно включать, выставлять ток покоя 50…60мА на лампу, подавать небольшую раскачку, подстраивая ВКС, постепенно ее увеличивать до максимума. Максимум допустимой раскачки – это появление тока управляющих сеток минус 3…5%. При этом мощность ограничена температурой анодов. Если они уже светло-красные – все. Больше качать нельзя. Если нет, и хочется больше, но возникает ток управляющих сеток, не допускать его, а лучше еще увеличить экранное напряжение, опять установить прежний ток покоя чтобы максимальная раскачка достигалась без токов управляющих сеток.

Настройка ВКС.

Как я уже упоминал, процесс настройки ВКС усилителя на пентодах намного проще, чем на тетродах, однако и здесь неправильной настройкой можно существенно испортить качество сигнала и увеличить интенсивность побочных излучений. Сразу скажу, как НЕ НАДО настраивать ВКС:

1. Нельзя вместо подачи одночастотного сигнала, или как его часто называют, «несущей» А-а-а-а-кать или свистеть в микрофон.
2. Нельзя настраивать ВКС при других режимах работы усилителя, чем используемые в самой работе. (Снижение анодного, экранного напряжений, раскачки и пр).
3. Нельзя настраивать ВКС, подавая с трансивера вместо одночастотного, двухчастотный сигнал.

Такие способы настройки ведут либо к перенапряженному режиму ВКС, а это нелинейные искажения и повышенный уровень гармоник, либо к недонапряженному режиму, а это потеря КПД и мощности из-за перегрева ламп.

Для правильной настройки ВКС необходимо:

1. Определить какой уровень предельной (пиковой) мощности будет использоваться.
2. Настроить ВКС по максимуму выходной мощности при подаче с трансивера одночастотного сигнала (несущей) при его предельном (пиковом) уровне.
3. При работе в эфире не допускать превышения этого уровня, ни при каких обстоятельствах.

Определение пикового уровня зависит от вида модуляции и цели использования усилителя в ближайшее после настройки время. Это режим полной мощности, облегченный режим, который особенно желателен в контестах, Сильно облегченный режим, для повседневного общения в эфире, в разных модах (SSB, CW, АМ, RTTY и пр.)

Эксплуатация такого усилителя довольно быстро приводит к выводу, что в повседневности полная его мощность нужна в 5…10% времени использования. Я бы сказал даже не удобно и неэтично внедряться в какую-нибудь мирно беседующую кампанию сигналом 59+40дБ, поэтому в повседневном общении в эфире пиковой мощности 400…500Вт более чем достаточно.

Если усилитель был настроен на пиковую мощность, скажем 3кВт, то гонять его на мощности 400Вт имеет смысл, если используешь сигнал с большим динамическим диапазоном (пикфактором). Естественно средний КПД его в режиме малого сигнала будет пониженным. Если Вы не особый любитель Hi Fi, применяете обычный сигнал, имеющий обычный пикфактор, то можно настроить ВКС при уровне 400…500 Вт, и на тех-же 400…500 Ваттах средний КПД будет заметно выше, и перенапряженного режима не возникнет до уровня 400…500Вт, при котором ВКС настраивалась. Если сигнал обычный, то для облегчения температурного режима можно существенно снизить мощность накала, что я обычно и делаю.

Для обработки Hi Fi сигнала, этого делать нельзя.

КПД усилителя максимален на том уровне, на котором настраивалась ВКС. И если Вы настроили ее скажем на уровне 700Вт, имейте ввиду, что этот порог превышать нельзя, иначе будет возникать перенапряженный режим ВКС, прироста мощности выше 700Вт Вы не получите, разве что по показометру - индикатору выходной мощности. При попытке превысить раскачку свыше этого предела, прирост мощности будет только за счет гармоник, то есть внеполосных излучений.

Если Вы хотите усилитель держать в постоянной готовности работать максимальной мощностью, настройте ВКС на ПИКОВОМ уровне мощности, затем убавьте раскачку и общайтесь с друзьями на мощности 200…400…600Вт. Тогда мощность до максимальной увеличивается наиболее оперативно простым поворотом регулятора мощности трансивера. Максимальная мощность используется, когда надо быстро «срубить» DX-а, или в условиях плохого прохождения.

Контест-режим тоже имеет свою специфику. В контесте, внимание полностью поглощено процессом состязания, постоянно меняются рабочие частоты и диапазоны, делать все нужно быстро, и особенно вникать и контролировать режим работы усилителя некогда. В контесте желательно облегчить нагрузку на усилитель, ведь известно, что 10…15% облегчение режима удваивает запас надежности. Так я для себя выбрал Контест-режим, снизив анодное напряжение до 2800В, макс. ток раскачки до 1,3А выходную мощность (пиковую) до 2500Вт, это все-же довольно большая мощность и обеспечена она сверхнадежно.

Перестройку ВКС, особенно при предельном по мощности режиме, нужно делать быстро, для этого желательно потренироваться, потому что, когда ВКС расстроена, вся подводимая к усилителю мощность рассеивается на аноде, и ГУ81 раскаляется добела. Сколько я в свое время Г811-х пожег!!! В основном при перестройках. Но сжечь можно и ГУ81.

Вопрос настройки ВКС я уже обсуждал в СКР, и мне были даны советы по ее настройке при сниженном анодном напряжении и токе. Я прекрасно знаю о таких методиках, знаю и их недостатки. При их реализации необходимо учитывать множество дополнительных факторов, трудно поддающихся учету. И все равно, как бы Вы предварительно не настраивали ВКС, полезно проверить конечный результат, при полной (ПИКОВОЙ) мощности, и произвести коррекцию настройки, то есть, по сути произвести настройку ВКС, что делает бессмысленными все предварительные манипуляции. Чем сложнее любая методика, чем больше требует всяких вычислений и измерений, тем больше погрешностей и ошибок она дает. Естественно, когда занимаешься перестройкой ВКС первый раз, надо все делать осторожно, с перерывами на охлаждение ламп, а когда за один контест делаешь это по 150 раз, то все эти изыски становятся ненужными. Перестройка фактически занимает не более 5…10секунд.

Необходимо помнить что, как бы ни были хороши и линейны применяемые лампы, фундаментом качества усилителя является его качественное питание. Поэтому не надо экономить на мощности анодного трансформатора и на емкостях фильтра анодного напряжения.

Для стационарного усилителя не надо экономить и на лампах. Чем применять маломощные, постоянно переживать за них и регулярно менять, лучше сразу взять заведомо более мощные, которые будут использоваться большей частью, или всегда, вполсилы, или в треть ее, зато качество и надежность будут выше несравнимо. Негативные эмоции от того, что: - «… крякнула лампа» или : «…в контесте сгорел усилитель» пора забыть, как страхи раннего детства.

А если Ваш выбор падет на применение в Вашем РА старых добрых стеклянные ламп, то забудете Вы и заботы об их обдуве, прогреве, тренировке, и прочей суете, на которую не стоит тратить время быстротекущей жизни!!!

М О Д И Ф И К А Ц И И.

Прежде всего, хочу еще раз напомнить о том, что фундаментом качества усилителя является его качественное питание.

Весьма желательно застабилизировать питающие напряжения. Проще всего это делается применением сетевых стабилизаторов. Для питания низковольтных цепей я много лет применяю стабилизатор С-05. Также очень хороший стабилизатор С-09. Лучшие стабилизаторы, которые мне встречались, производятся в Запорожье. Это обыкновенные феррорезонансные стабилизаторы без всяких ухищрений с применением тиристоров и транзисторов. Желательно также стабилизировать и анодное напряжение применением, например стабилизатора от Р140 и т.п. У меня анодное не стабилизировано, но я контролирую анодное напряжение вольтметром на передней панели усилителя, если оно меняется +\-200В от номинала, для обеспечения качества я подстраиваю ВКС. Если бы поставить стабилизатор, или хотя бы ручной регулятор на основе автотрансформатора, то и об этой необходимости можно забыть. В районе, где я живу, напряжение в сети «гуляет» от 170В вечером зимой, до 240В ночью летом. Для стабилизации питания всего дома, я давно применяю самодельные автоматические регуляторы на основе разных ЛАТРов, а вот сделать сетевой стабилизатор для РА, руки так и не дошли.

Особое внимание хочу уделить мощности анодного источника питания. У меня этот вопрос решен просто, применением 3-х фазного трансформатора от унифицированного блока ВСР-5У. Надо заметить, что все промышленные передатчики мощностью свыше 1кВт питаются от трехфазной сети. Более того, анодные трансформаторы всех без исключения передатчиков имеют 2х-3х кратный запас по мощности. Усилитель такого уровня можно пропитать и от однофазной сети, однако мощность трансформатора должна быть не менее 6,3 кВт, кроме того, необходимо принять меры по уменьшению болтанки анодного напряжения. Это делается применением дросселей с переменной индуктивностью в фильтре выпрямителя. Применение дросселя обязательно, потому что он способствует существенно лучшему использованию мощности трансформатора. То есть схема такова: Трансформатор – выпрямитель – дроссель – конденсатор. Конденсатор по емкости, чем больше, тем лучше, тут как говорится, кашу маслом не испортишь. Конденсатор обеспечивает высокую нагрузочную способность на пиках потребления мощности. Я сам долго пренебрегал применением дросселя, применял чисто емкостной фильтр, но без дросселя болтанка анодного существенно выше и трансформатор греется больше.

Стеклянные лампы ГУ81 и ГК71 имеют очень низкую крутизну Анодных Характеристик, это делает их мало чувствительными к болтанке анодного напряжения, однако, если анодное напряжение на токе покоя велико, это ведет к повышенному разогреву анода током покоя, что в конце-концов, ведет к снижению выходной мощности при сохранении надежности или наоборот, при сохранении мощности падает надежность из за более тяжелого режима тока покоя.

Питание накала.

Известно, что большинство радиоламп, особенно вначале эксплуатации, имеют существенный, иногда 2х-3х кратный запас по эмиссии катода. Если на лампу подавать не полное напряжение накала, а лишь необходимое, для обеспечения эмиссии, с небольшим запасом, любая радиолампа служит в несколько раз дольше. За много лет эксплуатации

как в любительских так и в производственных условиях я не встречал ГУ81 потерявшую эмиссию. Тем не менее оптимизация напряжения накала ГУ81 повышает надежность ее работы и облегчает ее температурный режим. Оптимизация напряжения накала делается так:

1. Включаем ЛАТР в первичную обмотку накального трансформатора и даем максимум накала 240В.
2. Настраиваем усилитель на максимальной (пиковой) мощности при одночастотном сигнале.
3. При полной мощности медленно снижаем напряжение, подаваемое с ЛАТРа, пока выходная мощность не начнет снижаться.
4. Прибавляем напряжение накала на 5…10% (запас эмиссии), измеряем напряжение, поступающее с ЛАТРа, допустим, получилось 180В.
5. Выставляем напряжение ЛАТРа = 220В.
6. Включаем последовательно с первичной обмоткой накального трансформатора мощный проволочный резистор, подбираем его так, чтобы напряжение на первичной обмотке накального трансформатора стало 180В. ВСЁ.

Этот резистор будет способствовать более мягкому процессу включения накала, что также полезно для повышения надежности и срока службы лампы.

Как я уже говорил, в процессе эксплуатации усилителя, на полной мощности он работает лишь 10…15% времени и в контестах, поэтому напряжение накала можно оптимизировать для мощностей разного уровня, что еще больше облегчает

температурный режим усилителя. У меня сделано так: В цепь первичной обмотки накального трансформатора включено 5 резисторов 10 Ом, 25Вт. При включении первичная обмотка накального трансформатора подключается через 5 резисторов, потом через 4, 3, 2 и 1. Когда я работаю на сниженной мощности, просто этим же переключателем убавляю накал. Выключение происходит в обратном порядке. Таким образом, процесс включения и выключения накала ламп в моем усилителе очень мягкий.

Как известно катоды ламп, в том числе и прямонакальные, а я бы сказал в особенности прямонакальные, потому что они очень мощные, больше всего страдают в процессе включения и выключения накала. Именно этот процесс является самым стрессовым для ламп. Катоды страдают от термических напряжений, возникающих вследствие неодинаковой плотности тока в различных сечениях нити накала. В результате отдельные части катода разогреваются с разной скоростью, вследствие теплового расширения с разной скоростью между частями возникают существенные механические напряжения, что приводит к образованию микротрещин в теле катода. Микротрещины ухудшают проводимость катода, а значит и его мощность.

Кроме того, холодная нить накала имеет проводимость в несколько раз больше, чем нагретая, поэтому пусковой импульс тока, при включении тоже в несколько раз больше. Нить накала представляет собой рамку с током, находящууся в магнитном поле Земли, и в момент включения испытывает электродинамический удар, тоже способствующий образованию микротрещин и его механическому разрушению. Поэтому пусковые токи прямо ограничены паспортом мощных ламп, а при простое передатчиков в течение нескольких часов, накал рекомендуется вовсе не выключать, чем включать-выключать слишком часто. Особенно от этого страдают лампы с очень тонкими катодами, как ГК71, поэтому для них плавное включение-выключение особенно важно.

Есть и еще фактор, способствующий разрушению катода, которому подвержены лампы с тонкими катодами. Этот фактор не столь значителен, но все же имеет место. Нить накала, как рамка, находящаяся в поле Земли, по которой течет переменный ток, испытывает электродинамические колебания с частотой питающей сети. Поэтому в идеале, ГК71 желательно питать постоянным током, с использованием простейшего релейного автомата, меняющего полярность питания накала, при каждом включении усилителя.

Мне видится такая схема питания накала 2х ГК71. Нити накала включаем последовательно. Трансформатор, выпрямитель, конденсатор фильтра 2…4 тыс. мкФ. В одну из шин питания включаем составной транзистор, один из них мощный 10А, другой полевой. В истоке полевого транзистора конденсатор, а со стока к затвору резистор. Номинал этого резистора и конденсатор задают время плавного открывания транзисторов при включении накала, все остальное время транзисторы выполняют функцию электронного фильтра выпрямителя. Средняя нагрузка на них совсем небольшая. Далее идет автомат переполюсовки на РПС32 и, скажем РЭН 33.

Тот факт, что прямонакальные лампы не требуют предварительного прогрева катода при включении, и готовы к работе в пару секунд, можно использовать для построения автомата включения выключения и организации Спящего Режима усилителя, как у компьютера. Ведь постоянная и мгновенная готовность усилителя к работе нужна фактически только в контестах, но когда неспешно беседуешь с друзьями или просто крутишь ручку приемника, усилитель не используется иногда часами.

Нет проблем построить такой автомат. Алгоритм работы его примерно такой: Если не включаешься на передачу, усилитель, спустя какое-то время, по личному выбору оператора он плавно выключает накал, снимает все напряжения, и таким образом входит в Спящий Режим. При холодной лампе, как включать, так и выключать их можно одновременно. Этот алгоритм уже использует Николай UA1ANP для включения лампы в полнакала при длинных паузах работы на передачу. Его информация привела к идее применения Спящего Режима.

Если хочется держать усилитель в постоянной и немедленной готовности, раз в 3-4 минуты нажимаем на педаль, и отсчет таймера вхождения в Спящий Режим начинается сначала. Время на то, чтобы такому усилителю «проснуться» - 2…4 секунды. Это рационально для облегчения температурного режима усилителя, всего помещения р/станции, и из соображений техники безопасности. Если Вы забыли выключить усилитель, или спешно куда-нибудь ушли, отвлеклись и пр, он не будет работать впустую, а сам выключится через скажем 5 минут, или любое время, по Вашему собственному выбору.

Работа ламп при сниженном анодном напряжении.

Как я уже упоминал, ГУ81 и ГК71 имеют большой запас прочности всех электродов, и выходная мощность усилителя с их применением ограничивается допустимой температурой анода. Температура анода пропорциональна средней мощности, рассеиваемой анодом. Мощность, рассеиваемая анодом, пропорциональна произведению анодного тока на анодное напряжение, при этом для достижения максимальной выходной мощности, на которую способна лампа, вовсе не обязательно применять предельных значений анодного напряжения, да и нежелательно. Если напряжение на аноде понизить, например в 1,5 раза, а импульс тока повысить в 1,5 раза, выходная мощность не изменится. В то же время применение более низкого анодного напряжения весьма удобно по многим соображениям. Это меньше зазор между обкладками «горячего КПЕ», меньше рабочие напряжения всех остальных конденсаторов, проще блок питания, меньше разных случаев, когда где-то прошивает, простреливает и т.п., меньше опасность поражения электрическим током.

Без потери качества сигнала, на это способны именно пентоды с линейной АСХ, с катодом прямого накала.

Снижение анодного у ламп с квадратичной АСХ и с оксидными катодами приводит к резкому снижению всех показателей качества от выходной мощности, до интермодуляционных искажений и устойчивости работы. Происходит это потому, что у квадратичных тетродов и так низкий коэффициент использования анодного напряжения, грубо говоря, из 3х кВ анодного используется только 2 кВ, по причине возникновения недопустимой перегрузки экранной сетки и возникновения динатронного эффекта, и оксидные катоды совсем не переносят форсированного режима. Они быстро разрушаются и теряют эмиссию.

3 кВт усилитель на квадратичном тетроде, при снижении анодного напряжения с3х до 2х кВ, превращается в 1,5 кВт усилитель, при снижении анодного до 1,5кВ его мощность падает еще вдвое, т.е. становится равной 750Вт.

3кВт усилитель на пентоде с линейной АСХ при снижении анодного с 3х до 2х кВ отдает в нагрузку 2 кВт, а при снижении анодного до 1,5кВ отдает в нагрузку 1,5 кВт. То есть существенно больше, чем квадратичный. Происходит это потому, что пентоды допускают нулевое мгновенное напряжение на аноде на пиках ВЧ синусоиды т,е. 100% использование анодного напряжения.

Кроме того, катод прямого накала допускает длительный форсированный режим, и выходная мощность может стать опять 3кВт, несмотря на снижение анодного напряжения.

Я не экспериментировал с форсажем накала ГУ81, знаю только, что нить накала ее перегорает при 85В, сам лично в этом убедился на 5 лампах. Мне наоборот приходилось снижать напряжение накала, ввиду избытка эмиссии, поэтому считаю, что исследователей в этой области ждет много интересных открытий.

В помощь энтузиастам, исходя из личного опыта и соображений физики, могу лишь прикинуть, насколько можно продвинуться в этом направлении. Итак, какие перегрузочные факторы ограничивают снижение анодного напряжения с одновременным наращиванием импульса тока? Как их преодолеть или смягчить?

1. Электрическая и термическая прочность катода.
2. Электрическая и термическая прочность экранной сетки. Напряжение на экранной сетке придется увеличивать еще, чтобы сдвигать АСХ влево и НИКОГДА не было токов управляющей сетки.

Я знаю, что по обоим этим параметрам имеется существенный запас, но чтобы иметь точные цифры, необходимы ПРЯМЫЕ эксперименты. Имею основания полагать, что если применять мягкое включение накала, форсированием накального напряжения, без снижения срока службы ламп, импульс тока можно удвоить, то есть получить те же самые 3 кВт выходной мощности не только при 2кВ анодного, но и при 1,5кВ. Примерно то же можно сказать и о ГК71, ведь пара ГК71 по мощности примерно равны одной ГУ81, а может быть и мощнее. Точный ответ может дать только статистика прямых экспериментов.

Полагаю, что возможность работать при сниженном анодном напряжении без потери мощности заинтересует прежде всего любителей бестрансформаторного питания, ведь известно, что при выходном напряжении 1800В бестрансформаторный источник питания существенно меньше, легче и дешевле трансформаторного, а при 3кВ – точно наоборот.

Охлаждение ламп и монтажа.

Как я уже подробно рассматривал в предыдущих статьях в СКР, у ламп с графитовыми анодами охлаждение анодов производится путем оптического излучения. ИК лучи рассеивают тепловую энергию, точно так же, как это происходит в электрокамине. Такой тип охлаждения имеет некоторые особенности. В моем усилителе блок ламп находится за пределами усилителя и сам усилитель, в общем-то, не греется. Если лампы расположены внутри корпуса усилителя, то от излучения анодов весь усилитель будет существенно нагреваться, а если вблизи ламп будут находиться легкоплавкие материалы, такие как пластмассы, ПВХ изоляция монтажных проводов, они могут расплавиться.

Чтобы предотвратить подобные явления, можно напротив анодов ламп установить тепловые экраны, предотвращающие облучение анодами монтажа, или, как это сделано в некоторых импортных усилителях. Тепловой экран – это металлическая полоса из тонкого металла, согнутая кольцом или прямоугольником вокруг лампы. Экран не надо делать на всю высоту лампы, вполне достаточно, если его ширина будет чуть больше высоты анода лампы, и он будет расположен напротив анода, на расстоянии 2-3см от баллона лампы.

Весь оптический удар берет на себя экран, он нагревается, и в соответствии с простыми законами физики, образует конвекционный поток воздуха снизу вверх. Это та же вентиляция, только без шума и пыли, и без всяких электродвигателей и прочей механики. Никакие вентиляторы не могут конкурировать с этой системой охлаждения по надежности. Оптический экран – это физический преобразователь энергии излучения анодов в энергию конвекционного потока воздуха, своеобразный тепловой насос. Чем сильнее нагревается экран, тем интенсивнее поток воздуха, уносит от него тепло.

Чтобы эта система охлаждения хорошо работала, достаточно обеспечить легкий доступ воздуха к цоколям ламп, и легкий отвод его над лампами и тепловыми экранами, т.е. насверлить ряд отверстий в нижней части корпуса напротив места установки ламп, и в крышке корпуса над лампами.

Экраны эти не должны быть блестящими, а наоборот черными. Для этого их можно зачернить каким-нибудь химическим или электрохимическим способом.

Когда экрана нет, греется корпус усилителя и вся его начинка, но корпус не может нагреться до 150…200 градусов, поэтому интенсивность конвекции, и соответственно отвода от него тепла, будет низкой, т.е. охлаждаться он будет плохо.

В принципе это не страшно, если прямые лучи от анодов не падают на провода с ПВХ изоляцией, а если и падают, то жгут с проводами надо обернуть слоем конденсаторной бумаги, а бумагу тонкой алюминиевой фольгой от плиточного шоколада или обкладок бумажных конденсаторов. Лучи будут отражаться от блестящей поверхности и не перегреют проводов.

Возможны варианты и водяного охлаждения экранов. Можно например, экран сделать виде медной трубки вокруг баллона лампы, с некоторым зазором, трубка гибкими прозрачными шлангами соединяется с бачком воды – теплообменником, находящимся за пределами усилителя, или даже шэка. Эта идея стала известна мне от RX3APL.

Можно водонаполненный экран сделать в виде прямоугольной емкости с цилиндрическим отверстием под баллон лампы.

Экран будет энергию лучей превращать в тепло, а вода уносить его за пределы усилителя по гибким пластмассовым трубкам, соединенным с теплообменником, который будет выполнять и роль расширительного бачка. Этот бачок может быть подвешен к стене, находиться на подоконнике, а летом, так и за окном, на улице.

В общем есть еще большое поле деятельности конструкторов - любителей для еще более эффективного, чем у меня, применения наших старых добрых друзей ГУ81, ГК71, ГУ13, в чем я всем желаю успеха!

73! Сергей Пасько, EX8A.

начало>>>