Усилитель мощности на лампе ГУ-81М. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности ламповые

 Комментарии к статье

Усилитель мощности (УМ) выполнен по схеме с общей сеткой на проверенной временем надежной лампе прямого накала с графитовыми анодами ГУ-81М (рис. 1). Несомненными преимуществами этого УМ является его готовность к работе через несколько секунд после включения и неприхотливость в эксплуатации. Применяемая в усилителе защита от перегрузок и коротких замыканий, мягкое включение и регулируемый спящий режим работы позволили создать экономичный УМ с достойными характеристиками при минимальных габаритах и затратах. В нем используются в основном отечественные комплектующие. Усилитель имеет низкий уровень акустического шума, поскольку вентилятор включается автоматически (только при достижении в ламповом отсеке температуры более 100 ^оС).

Высокая линейность обеспечена выбором оптимального режима работы лампы и применением вариометра в П-контуре вместо традиционной катушки с закорачиваемыми витками. Все это позволило получить подавление второй и третьей гармоник в выходном сигнале на уровне -55 дБ. Выходная мощность усилителя - 1 кВт при напряжении на аноде лампы 3 кВ и входной номинальной мощности 100 Вт.

Рис. 1. Схема усилителя мощности на лампе ГУ-81М (нажмите для увеличения)

На входе усилителя включены диапазонные П-контуры L9-L17, C8-C25, переключаемые посредством реле К6- К14. Они обеспечивают согласование с любым импортным трансивером (даже не имеющим встроенного тюнера), обеспечивая КСВ по входу не хуже 1,5 на всех диапазонах. Время перехода УМ в спящий режим от 5 с до 15 мин устанавливает регулятор, который выведен на переднюю панель. Также введен режим работы усилителя при пониженной до 50 % выходной мощности ("TUNE"), который получается при снижении напряжения накала лампы VL1 до 9 В. При этом можно сколь угодно долго настраивать УМ и полноценно, без потери качества сигнала, работать в эфире.

В усилителе применена параллельная схема питания анодной цепи. По сравнению с последовательной схемой она более безопасная, поскольку на элементах П-контура отсутствует высокое напряжение. Применение высокодобротной катушки индуктивности, подключаемой параллельно обмоткам вариометра на ВЧ-диапазонах, и отсутствие закорачиваемых витков катушки П-контура позволило также получить практически одинаковую выходную мощность на всех диапазонах.

При включении УМ в сеть напряжение 220 В поступает через сетевой фильтр L19L20 на первичную обмотку трансформатора Т2 через галогеновую лампу EL1. Это обеспечивает мягкое включение усилителя, продлевая жизнь лампе ГУ-81М и другим элементам устройства. После зарядки конденсаторов С40-С49 высоковольтного выпрямителя до 2,5 кВ напряжение, снимаемое с делителя на резисторах R13- R16, поступает на базу транзистора VT3, транзистор открывается, срабатывает реле К4, замыкая своими контактами К4.1, К4.3, К4.4 галогеновую лампу EL1. На обмотку I трансформатора Т2 поступает полное напряжение сети. Особенность такого включения - малый гистерезис срабатывания/отпускания реле К4, что обеспечивает надежную защиту от различных перегрузок (короткое замыкание во вторичных цепях питания, цепи накала и замыканиях в обмотке трансформатора Т2). При возникновении любой из перечисленных неисправностей напряжение на базе транзистора VT3 уменьшится, реле К4 выключится и трансформатор Т2 вновь окажется подключенным к сети через лампу EL1, что ограничивает ток на уровне 1 А, предотвращая выход из строя лампы VL1 и УМ в целом.

Управление работой усилителя осуществляется узлом на транзисторе VT1. При замыкании на общий провод контакта Х1 "Упр. ТХ" (ток в этой цепи 10 мА) транзистор открывается и реле К1, К2 подключают своими контактами вход и выход усилителя к ВЧ-разъемам XW1, XW2. Одновременно контакты реле К1.2 замыкают цепь катода лампы VL1 на общий провод, и усилитель переключается в режим передачи сигнала. В режиме "QRP" выключатель SA3 отключает питание транзистора VT1, что исключает переход усилителя в активный режим, и в антенну сигнал поступает непосредственно с выхода трансивера.

Вентиляторы М1 и М2 поддерживают температуру УМ, исключающую перегрев элементов усилителя. При пониженном напряжении питания они работают практически бесшумно. В отсеке питания усилителя установлен компьютерный вентилятор М1 (12 В, 0,12 А, диаметр 80 мм), работающий при напряжении 7...8 В. В ламповом отсеке установлен вентилятор М2 размерами 150x150x37 мм на рабочее напряжение 24 В, который питается от цепи накала лампы VL1. В обычном режиме вентилятор работает при пониженном до 8...10 В напряжении питания, а при полной выходной мощности оно повышается до 20...22 В. Управляет работой вентилятора М2 узел на транзисторе VT2. При переходе усилителя в режим "ТХ" напряжение +24 В с коллектора транзистора VT1 через диод VD3 и резистор R10 поступит на конденсатор С35.

Когда температура в ламповом отсеке повысится до 100 ^оС, термоконтакты SK1 разомкнутся и через 8...10 с конденсатор С35 полностью зарядится. Откроется транзистор VT2, сработает реле К5 и переключит вентилятор М2 на повышенные обороты. После выхода усилителя из активного режима благодаря медленной разрядке конденсатора С35 через базовую цепь транзистор VT2 удерживается в открытом состоянии еще 1,5...2 мин и работа вентилятора на повышенных оборотах продолжается. Если время передачи менее 8 с, вентилятор работает на пониженных оборотах, не создавая лишнего акустического шума. Резистор R34 подбирают по минимальным оборотам вентилятора, обеспечивающим температурный режим в УМ.

В усилителе применен режим энергосбережения, хорошо зарекомендовавший себя во многих конструкциях автора. Узел управления этим режимом выполнен на транзисторах VT4-VT6. При включении питания усилителя конденсатор С55 заряжается от источника + 12 В (DA1) через подстроечный резистор R9 и резистор R12. При каждом включении на передачу с коллектора транзистора VT1 напряжение +24 В поступает на базу транзистора VT4 через делитель на резисторах R6, R7. Транзистор VT4 открывается и разряжает конденсатор С55. Но если усилитель какое-то время не работал на передачу, конденсатор С55 успевает зарядиться полностью (время зарядки определяется резистором R9), открывается составной транзистор VT5, VT6 и замыкает на общий провод цепь базы тран-зистора VT13. Реле К4 обесточивается, и первичная обмотка трансформатора Т2 вновь запитывается через лампу EL1. Усилитель переключится в режим энергосбережения, при котором потребляемый ток и нагрев минимален, а готовность усилителя к работе на полную мощность составляет 1,5...2 с. В режиме ожидания напряжение накала лампы VL1 снижено до 9 В. Для выхода из этого режима достаточно кратковременно нажать на кнопку SB1 "ТХ" или перевести трансивер в режим передачи, соединив разъем X1 с общим проводом.

Стабилизаторы напряжения на микросхемах DA1 и DA2 служат для питания узлов автоматики и реле. Резистор R31 ограничивает ток при коротком замыкании в цепи +24 В. Высоковольтный выпрямитель построен по схеме удвоения напряжения, которая по своим характеристикам близка к мостовой схеме, но требует в два раза меньшего числа витков анодной обмотки трансформатора.

Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе типоразмера K20x10x7 мм из феррита марки 200-400НН. Вторичная обмотка содержит 27 витков провода ПЭЛШО 0,25. Первичной обмоткой служит провод, проходящий через отверстие кольца и соединяющий контакт реле К2.1 с вариометром L1.

Сетевой трансформатор Т2 намотан на тороидальном магнитопроводе от ЛАТР-1М (9 А). Если УМ будет эксплуатироваться в "умеренном" режиме (т. е. без длительной работы в контестах), можно оставить "родную" сетевую обмотку, которая содержит 245 витков провода диаметром 1,2 мм. Если обмотку перематывать, диаметр провода желательно увеличить до 1,5 мм.Ток холостого хода сетевой обмотки должен быть 0,3...0,4 А. Вторичная обмотка (II) содержит 1300 витков провода ПЭВ-2 0,7. Обмотка питания реле (III) содержит 28 витков провода ПЭВ-2 0,7, накальная (IV) - 17 витков провода ПЭВ-2 2 с отводом от 12-го витка.

Усилитель смонтирован в металлическом корпусе размерами 500x300x300 мм. Глубина подвала шасси - 70 мм (рис. 2). В подвале (рис. 3) размещены платы высоковольтного выпрямителя, управления, стабилизаторов напряжения +12 и +24 В, плата измерителя мощности, сетевой фильтр, плата входных контуров, реле К3-К5, автоматический выключатель SF1 ВА47-29 на ток 10 А. Лампа EL1 расположена около выключателя SA4 "PWR" так, чтобы ее свечение было видно через прозрачный корпус светодиода HL1 (синего цвета свечения), который установлен на лицевой панели рядом с SA4.

Рис. 2. Смонтированный УМ

Рис. 3. Размещение плат в корпусе УМ

Переключатель SA1 применен от согласующего устройства радиостанции Р-130, который подвергся значительной модернизации: фиксатор переделан на десять положений, добавлена галета для переключения реле входных контуров, добавлен общий посеребренный токосъемник толщиной 1,5 мм.

Вариометр L1 - от радиостанции Р-836. Он имеет переключаемые обмотки, а его индуктивность изменяется от 2 до 27 мкГн. Можно применить вариометр от радиостанции Р-140 или Р-118, но они имеют несколько большие габариты. Катушка L2 намотана медной трубкой диаметром 6 мм на оправке диаметром 60 мм. Она имеет девять витков с отводами от 3, 5 и 7-го витков, считая от верхнего (см. рис. 1) вывода катушки. Дроссель L3 намотан проводом ПЭВ-2 0,25 на керамическом стержне диаметром 8 мм и состоит из четырех секций по 100 витков. Намотка - типа "универсаль", индуктивность - около 200 мкГн. Антипаразитный дроссель L4 изготовлен из стальной углеродистой пружинной проволоки диаметром 1,3 мм и содержит 5...7 витков, намотанных на оправке диаметром 12 мм. Из этой же проволоки (не разрезая ее), как продолжение дросселя, выполнен спиральный пружинный контакт - 7...8 витков на оправке диаметром 18 мм, плотно надеваемый на вывод анода лампы. Обмотка анодного дросселя L5 трехсекционная - 100, 80 и 60 витков провода ПЭВ-2 0,35. Намотка выполнена виток к витку (между секциями 1,5-2 витка) на керамическом каркасе от резистора ПЭВ-100. Расстояние между секциями - 15 мм. После намотки витки пропитаны клеем БФ2 или лаком МЛ92.

Дроссель L6 содержит 50 витков провода ПЭВ-2 0,7, намотанного виток к витку на стержне диаметром 10 и длиной 80 мм из феррита 1000НН.

Двухобмоточный дроссель L7, L8 содержит 2x27 витков провода ПЭВ-2 1,8, намотанного бифилярно виток к витку на двух сложенных вместе стержневых магнитопроводах диаметром 10 и длиной 100 мм из феррита 600НН.

Катушки L9-L17 - бескаркасные, намотаны проводом ПЭВ-2 на оправке диаметром 18 мм. Все детали входных контуров распаяны со стороны печатных проводников на плате реле. Намоточные данные катушек и номиналы емкостей конденсаторов приведены в таблице.

Таблица

Дроссель L18 - ДМ-2,4 индуктивностью 10 мкГн. Сетевой фильтр L19L20 намотан на половине магнитопровода от трансформатора ТВС90 или ТВС110. Намотка - бифилярная проводом МГТФ 1 мм до заполнения.

Термоконтакт SK1 (от электрического кулера или другого нагревательного прибора) с нормально замкнутыми контактами рассчитан на температуру срабатывания 90...100 ^оС. Он установлен на ламповой панели ГУ-81М. Лампа ГУ-81М установлена в родной панели "подкова" на 30 мм ниже уровня шасси. Получившее распространенное мнение о необходимости "раздевания" ГУ-81М ничего, кроме проблем с нарушением контактов, усложнением крепления лампы и ее охлаждения, не принесет. А "значительное", по утверждению некоторых радиолюбителей - конструкторов, уменьшение емкости анод-катод, которое составило 2,8...3 пФ (проверено экспериментально), не окажет на работу УМ существенного влияния.

На лицевой панели УМ размещены органы управления, индикации и контроля (рис. 4). Измерительные приборы PA1 и PA2 - М42300. РА1 имеет ток полного отклонения 1 мА, а у РА2 он может быть существенно больше. Этот прибор должен измерять (с учетом шунта R30) ток до 1 А. Шкала прибора рА1 отградуирована непосредственно в ваттах. Индикатор VL2 - импортная неоновая лампа на напряжение 220 В. Лампа EL1 - галогеновая, 150 Вт на 220 В (диаметр 8 и длина 78 мм).

Рис. 4. Лицевая панель УМ

На задней панели усилителя размещены ВЧ-разъемы, гнездо управления Х1 "тюльпан", клемма заземления, сетевой разъем и разъем подключения вентилятора. Все ВЧ-разъемы, конденсатор С3, клемма заземления, блокировочные конденсаторы и вывод 6 панели лампы ГУ-81М соединены между собой медной шиной сечением 15x0,5 мм.

Реле К1 - РЭН33, К2 - РЭН34, К3 - ТКЕ54, К4 - ТКЕ56, К6-К14 - РЭС9 (паспорт РС4.524.200). Все реле - на номинальное рабочее напряжение 24- 27 В.

Конденсатор переменной емкости С3 - с зазором 0,8...1 мм, конденсаторы С4-С7, С27 - К15У-1, С33 - КВИ-3. Оксидные конденсаторы С40-С49 - импортные, конденсаторы С35 и С55 должны иметь малый ток утечки. Все блокировочные конденсаторы - КСО, С8-С25 - КТ, КСО. Все постоянные резисторы (кроме R3) - типа МЛТ, R3 - серии SQP-5.

Первичное налаживание усилителя производят при отключенной обмотке II трансформатора Т2. Измеряют напряжение накала, напряжения на выходах стабилизаторов, отлаживают работу узлов автоматики, и только убедившись в полной работоспособности этих узлов, переходят к высоковольтным цепям. Вместо высоковольтной обмотки к выпрямителю-удвоителю подключают любой маломощный трансформатор и, подавая на выпрямитель-удвоитель переменное напряжение 100...200 В, проверяют его работоспособность и распределение напряжения на соединенных последовательно оксидных конденсаторах С40-С49. Если все в норме, подключают, соблюдая меры предосторожности, высоковольтную обмотку. Напряжение ненагруженного выпрямителя может достигать 3000 В.

Ток покоя лампы VL1 должен быть 25...30 мА. Не подключая трансивер, проверяют УМ на отсутствие самовозбуждения в режиме "ТХ" на всех диапазонах. Далее, подключив трансивер кабелем длиной не более 1,2 м, при отключенном тюнере (если таковой имеется) настраивают входные контуры L9-L17, C8-C25 при включенном на передачу УМ, подавая на его вход сигнал мощностью 10...15 Вт. Настройку производят, начиная с ВЧ-диапазонов, по минимуму КСВ на приборе трансивера. Затем увеличивают входную мощность и сдвиганием/раздвиганием витков этих катушек еще раз уточняют настройку.

Настройку П-контура также производят при минимальной входной мощности, предварительно подключив к выходу усилителя эквивалент нагрузки 50 Ом достаточной мощности (например, от радиостанции Р-140), и начиная с ВЧ-диапазонов, подбирают положение отводов у катушки L2. Затем переходят к НЧ диапазонам.

Подавление гармоник, измеренное автором с помощью анализатора спектра С4-25 и импортного анализатора 8590А, составило не менее -45 дБ на диапазоне 28 МГц и -55 дБ на НЧ-диапазонах. Анод лампы ГУ-81М при длительной (3...5 мин) работе в режиме CW имел слегка розовый оттенок, что для лампы вполне допустимо.

Автор: Вячеслав Федорченко (RZ3TI)

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности ламповые.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Токсичность интернета преувеличена 07.01.2026

Социальные сети нередко воспринимаются как арена постоянной агрессии, оскорблений и распространения фейковой информации. Новое исследование Стэнфордского университета показывает, что реальность значительно отличается от популярного представления: интернет гораздо менее токсичен, чем многие пользователи считают. Ученые опросили более тысячи американцев, попросив их оценить долю пользователей соцсетей, которые ведут себя агрессивно или распространяют ненависть. Оказалось, что впечатления людей сильно преувеличивают масштабы проблемы. Например, респонденты считали, что почти половина пользователей Reddit хотя бы раз оставляла оскорбительные комментарии, тогда как фактические данные платформы показывают, что таких людей не более 3%. Аналогичная ситуация наблюдается с дезинформацией. Опрос показал, что большинство участников считали почти половину аудитории Facebook распространителями фейковых новостей, однако статистика говорит об обратном: фактическая доля таких пользователей состав ...>>

Процессоры Ryzen AI 400 07.01.2026

Современные вычисления все больше ориентируются на интеграцию искусственного интеллекта и высокую производительность в компактных устройствах, таких как ноутбуки и мини-ПК. Новая линейка процессоров AMD Ryzen AI 400 демонстрирует, как разработчики объединяют мощные центральные ядра, графику и нейросетевые ускорители в одном чипе, чтобы удовлетворять растущие потребности пользователей в играх, контенте и ИИ-приложениях. AMD представила процессоры серии Gorgon Point, которые включают до 12 ядер Zen 5 и до 24 потоков вычислений. Чипы поддерживают интегрированную графику RDNA 3.5, обеспечивают максимальную тактовую частоту до 5,2 ГГц и имеют энергопотребление от 15 Вт до 54 Вт. Особое внимание уделено NPU, способному обрабатывать до 60 триллионов операций в секунду (TOPS), что делает эти процессоры эффективными для задач с искусственным интеллектом. Конструкция Ryzen AI 400 сочетает ядра Zen 5 и Zen 5c, обеспечивая высокую гибкость и производительность. Несмотря на то, что архитектур ...>>

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Случайная новость из Архива Преобразование инфракрасного света в изображение 09.05.2021 Исследователи из США представили новое устройство, которое позволяет видеть сквозь смог или туман, а также создавать карту кровеносных сосудов человека. В нем не используются опасные вещества. Устройство обнаруживает часть инфракрасного спектра, который называется коротковолновым светом (длина волны от 1000 до 1400 нанометров), он находится прямо за пределами видимого спектра. Исследователи отмечают, что коротковолновую инфракрасную визуализацию не следует путать с тепловидением - она обнаруживает гораздо более длинные инфракрасные волны, излучаемые телом. Визуализатор освещает объект полностью или его часть коротковолновым инфракрасным светом. Затем он преобразовывает низкоэнергетический инфракрасный свет, который отражается обратно в устройство, превращаясь в короткие и высокоэнергетические волны. Их может обнаружить глаз человека. Новая разработка позволяет видеть сквозь смог и туман. Также она поможет составлять карты кровеносных сосудов человека и одновременный следить за сердечным ритмом без прикосновения к коже человека. Это лишь некоторые из возможностей нового устройства, который разработала группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Устройство формирования изображения состоит из нескольких полупроводниковых слоев, каждый толщиной в сотни нанометров, уложенных друг на друга. Три из этих слоев, каждый из которых состоит из различных органических полимеров, являются ключевыми элементами устройства: фотодетектор, органический светодиод (OLED) и слой, блокирующий электроны. Фотодетекторный слой поглощает коротковолновый инфракрасный свет, а затем генерирует электрический ток. Этот ток поступает на слой OLED, где он преобразуется в видимое изображение. Промежуточный слой, электронно-блокирующий, удерживает слой OLED-дисплея от потери тока. Именно это позволяет устройству получать более четкое изображение.

Другие интересные новости:

▪ Coca-Cola, Apple и IBM - лучшие мировые бренды

▪ Велотакси самообслуживания

▪ Перед употреблением встряхивать

▪ SN65HVD82 - интерфейс RS-485 c улучшенной защитой от помех и ESD

▪ Смарт-проектор Partaker M3

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Индикаторы, датчики, детекторы. Подборка статей

▪ статья Формат Dolby Digital. Искусство видео

▪ статья На скольких материках можно встретить средиземноморский климат? Подробный ответ

▪ статья Слесарь по ремонту и обслуживанию систем вентиляции и кондиционирования. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Радиолюбительский частотомер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пассивный регулятор тембра классический упрощенный. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026