Построение ламповых усилителей мощности до сих пор все еще довольно распространенное явление среди отечественных радиолюбителей, а схема включения генераторных ламп с общими сетками весьма привлекательна, в основном, своей простотой. Простейшая схема с непосредственно заземленными сетками имеет два существенных недостатка — необходимость подачи большой мощности возбуждения и недоиспользование крутизны характеристики применяемых ламп. Вследствие чего коэффициент усиления по мощности редко превышает десятку. Энергетически более выгодно применить схему включения ламп с заземленными сетками по высокой частоте (ВЧ). Коэффициент усиления увеличивается как минимум вдвое, а то и больше. Основные достоинства усилителя мощности такие, как низкое входное сопротивление, устойчивость, достаточно высокая линейность, - полностью сохраняются. В большинстве случаев не требуется и нейтрализация проходной емкости.
На рис. I приводится схема усилителя мощности на 2-х тетродах ТУ-12 с заземленными сетками по ВЧ. Входное сопротивление на всех KB диапазонах приведено к 50 Ом с целью оптимального согласования с низкоомными широкополосными усилителями мощности импортной или самодельной аппаратуры, но при желании легко перестраивается на 75 Ом. В процессе работы с этим усилителем я пользовался рекомендациями RK3AO. В частности, используется его конструкция накального дросселя, а также входные П-образные диапазонные фильтры, данные которых необходимо уточнить в процессе настройки.
При сборке усилителя должны использоваться заведомо исправные элементы. Прежде всего следует проверить усилитель на отсутствие самовозбуждения под нагрузкой и без нее. Только убедившись в этом усилитель соединяется с трансивером. Следующим этапом, подбором напряжения смещения на управляющей сетке (-30 В *), выставляется начальный ток покоя в пределах 60 ... 80 мА.
Затем следует приступить к настройке контуров входных диапазонных фильтров. Настройку входных контуров следует производить после согласования выходного П-контура с нагрузкой*ли конкретной антенной. Конденсаторами С1 ... С5 следует добиться минимума КСВ между трансивером и РА на середине каждого диапазона.
Максимальная мощность возбуждения не должна превышать 20 ... 25 Вт. Дальнейшее увеличение входной мощности практически не сказывается на приросте выходной мощности, а приводит к резкому увеличению внеполосных излучений. В чем, собственно, вы можете самостоятельно убедиться. Любителям QRO советую сместить рабочую точку на анодно-сеточной характеристике ламп левее за счет увеличения анодного и экранного напряжения при неизменности тока покоя 60 ... 80 мА. При указанных на схеме значениях напряжений и мощности возбуждения 10 ... 15 Вт усилитель обеспечивает 200 ... 250 Вт на нагрузке 50 ... 75 Ом.
Детали и конструкция
Входные П-контура размещены в отдельной коробке из фольгированного стеклотекстолита. Переключение диапазонов желательно производить высокочастотными реле РПВ-2/7 или, при их отсутствии, РЭС-47 и т.п. Возможна, но менее предпочтительна, коммутация галетным переключателем. Во избежание положительной обратной связи, коробка с контурами размещается в подвале шасси недалеко от ламповых панелек. Ни в коем случае не устанавливайте ее около элементов П-контура.
Дроссель Др. 1 - стандартный ДМ-0,1 150 ... 200 мкГ. Входной дроссель Др.2 намотан виток к витку поверх резистора R1 проводом ПЭВ-2 с диаметром 0,8 мм и содержит 6 витков.
Накальный дроссель Др.З намотан двумя скрученными между собой проводами на ферритовом стержне 600 ... 1000 НН диаметром не менее 10 мм. Шаг скрутки 3 витка на 1 см. Ферритовый стержень обматывается двумя-тремя слоями лакоткани. Дроссель содержит 20 витков и наматывается проводом ПЭВ-2 - 1,2 мм.
Дроссель Др.4 намотан на полистироловом каркасе диаметром 10 мм, содержит 30 ... 40 витков провода толщиной 0,6 мм.
Антипаразитный дроссель Др.5 - бескаркасный, намотан нихромовой проволокой толщиной 1 мм на оправке диаметром 10 мм, содержит 8 витков. Он предназначен для предотвращения возбуждения на УКВ и снижения положительной обратной связи. Анодный дроссель подключается к его середине. Соединение с анодами ламп и анодным дросселем - винтовое.
Дроссель Др.6 может быть любой известной конструкции, рассчитанный на выходную мощность до 500 Вт. Как вариант, можно использовать дроссель намотанный на ферритовом стержне с магнитной проницаемостью 600 ... 1000 НН диаметром 8 ... 10 мм. Стержень обматывается несколькими слоями лакоткани. Поверх наматываются 95 витков проводи ПЭВ-2 0,47 мм. Для уменьшения емкости, ближние к аноду 20 витков намотаны с разряжением.
Катушка выходного П-контура - L6 для диапазонов 14 ... 28 МГц с целью уменьшения межвитковой емкости намотана посеребренной медной шиной с шагом 5мм на оправке 45 мм и содержит 12 витков. Катушка L7 намотана с шагом 3 мм на керамическом каркасе диаметром 60 мм, содержит 20 витков посеребренного провода диаметром 1,2 ... 1,5 мм.
Данные катушек П-контура могут корректироваться и, в конечном итоге, зависят от эквивалентного сопротивления нагрузки (Roe), в свою очередь, зависящего от протекающего анодного тока, напряжения экранной сетки и сопротивления нагрузки.
Резисторы R2 и R3 - антидинатронные. В случае возникновения динатронно-го эффекта следует уменьшить их величину.
Транзистор VT1 в стабилизаторе напряжения экранной сетки высоковольтный типа КТ809, КТ838 или им подобный с соответствующим напряжением К-Э. Он крепится на шасси через слюдяную прокладку. Стабилитроны VD1 ... VD3 высоковольтные и набираются на суммарное напряжение 300 ... 320 В. Резистор R* подбирается по току стабилизации и может находиться в пределах 4,7 ... 10 кОм. Диод VD4 - КД105 защищает стабилизатор от пробоя при высокочастотном возбуждении и динатронном эффекте.
Стабилизатор отрицательного напряжения смещения управляющей сетки (минус 100 в - на схеме не показан) собирается по аналогичной схеме.
Реле обхода "прием-передача" Kl 1 — РПВ-2/7, реле К12 — любое низкочастотное реле, реле К13 — мощное быстродействующее высокочастотное реле типа П1В (Д) или ему подобное.
При монтаже усилителя следует задействовать все выводы на ламповых панельках в соответствии с цоколевкой ламп. Более оптимален и технологичен монтаж на печатной плате (как у RK3AO), на которой устанавливаются лампы и размещаются стабилизаторы напряжений экранной и управляющей сеток, реле управления и т.д.
Потребление по накальной цепи (ток накала) — 1,8 ... 2 А. Ток экранных сеток 2-х ламп при максимальной мощности не должен превышать 60 ... 70 мА. Данные входных П-контуров от RK3AO.
Катушки намотаны на цилиндрических каркасах диаметром 10 мм с сердечником из карбонильного железа (например, от СБ-28). Коммутация производится высокочастотными реле РПВ-2/7 (всего 12 штук, по 6 штук с каждой стороны). Полосовые фильтры собираются в коробке, спаянной из фоль-гированного стеклотекстолита 150x60x40. Нобходимо предусмотреть доступ к подстроечным сердечникам. Иногда может потребоваться подстройка при переходе из С W участка в SSB. При использовании полосовых фильтров в разных конструкциях усилителей из-за режимов радиоламп приведенные данные могут изменяться и подлежат корректировке.
Анодный дроссель RK3AO, намотан виток к витку проводом ПЭВ-2 0,44 мм
Полезные советы
Пользуясь рекомендацией RX3AX, накальное напряжение было увеличено до 28 - 28,5 В для предотвращения "закисания" катода (по выражению RX3AX). Для обеспечения требуемого тока накала диаметр провода вторичной обмотки накального трансформатора должен быть не менее 1,2-1,4 мм. Усилитель мощности, собранный по схеме со стабилизированным напряжением на экранной сетке, для получения выходной мощности 200 Вт (ток анода 400 мА) в режиме CW требует мощности возбуждения всего 10 Вт. Для получения такой же
мощности в усилителе с непосредственно заземленными сетками пришлось бы увеличить анодное напряжение до 1600 В и увеличить "раскачку" в 2,5 - 3 раза (25 ... 30 Вт). Максимальный анодный ток этого каскада не должен превышать 0,5 А. При большем анодном токе ресурс эмиссии катода исчерпывается и дальнейшее прирастание тока анода происходит за счет сеточного тока, в первую очередь, тока управляющей сетки. (И кому только пришло в голову раскачивать РА на 3-х ГУ-50 или Г-811 мощностью 70 ... 100 Вт, Hi ???)
Хочу обратить особое внимание на подачу возбуждающего напряжения. Дело в том, что катод лампы ГУ-72 (также в ГМИ-11) соединен с одним из выводов накала. Поэтому следует однозначно производить подачу возбуждения только на параллельно соединенные выводы - 1, 4 и 8. И ни в коем случаене подавать на вывод 6.
При выходной мощности 200 ... 300 Вт принудительного охлаждения не требуется, однако, корпус усилителя мощности должен иметь достаточное количество вентиляционных отверстий диаметром не менее 5 мм. Больше всего высокой температуры не выносят электролитические конденсаторы - уменьшается их напряжение пробоя.
Подключение к трансиверу TS-870S
В качестве примера приводится вариант подключения усилителя мощности к трансиверу Kenwood TS-870S. Не располагая данными о мощности контактов коммутационного реле в самом трансивере, применяется промежуточное реле РЭС-55А с малым током срабатывания. На задней панели трансивера имеется разъем "REMOTE", к соответствующим контактам которого и подключается РЭС-55А, хотя, как мне кажется, это немного и "подрезает" передний фронт первой телеграфной посылки в режиме полудуплекса.
