Популярность усилителей класса D, предложенных еще в 1958 году. HV Floating MOS-Gate Driver ICs. На момент добавления Драйвер усилителя все ссылки были рабочие. Все публикации статей.
Описываемое устройство позволяет линейно усиливать мощность в диапазоне от 1 до 30 МГц. Его выходное сопротивление — около 50 Ом. На вход сигнал подается от смесителя передатчика. В авторском варианте усилитель используется как драйвер в переделанном на передачу приемнике Р399А. Мощность, получаемая на номинальной нагрузке, составляет около 0,8 Вт.
Принципиальная схема усилителя приведена на рис.1. Радиочастотный сигнал со смесителя передатчика через фильтр и разделительный конденсатор С5 поступает на базу усилительного каскада, выполненного на транзисторе VT1, в эмиттер которого включена цепочка частотозависимой отрицательной обратной связи, увеличивающей усиление на верхних частотах диапазона. Цепочка R3, С7 корректирует АЧХ и расширяет полосу пропускания каскада.
Повторитель, собранный на VT2, согласует выход VT1 со входом VT3. Дальше сигнал через С10 поступает на усилительный каскад, собранный на VT3, нагруженный на трансформатор Т1, который создает противофазные напряжения для последующего усиления двухтактной схемой VT4, VT5. Дроссель L6 позволяет исключить влияние резисторов R7, R8 на переменную составляющую сигнала, поступающего на базу транзистора. R9, R10, C15 образуют цепь частотнозависимой отрицательной обратной связи, повышающей линейность АЧХ и устойчивость работы каскада. Оконечный каскад собран по двухтактной схеме на транзисторах VT4, VT5.
Трансформаторы Т1 и Т2 согласуют сопротивления входа и выхода усилителя. Цепочки R18, С19 и R19, С2Т корректируют АЧХ каскада R16, R17,C18 и R20, R21, С23 и образуют цепи отрицательной обратной связи.
Ток покоя транзисторов VT4 и VT5 подбирается изменением сопротивления резистора R11. Усилитель собран на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита размером 150х80 мм. Неиспользуемая сторона фольги играет роль экрана. Транзисторы VT3, VT4, VT5 впаяны в плату болтами вверх. К болтам привинчена общая алюминиевая пластина, которая используется в качестве теплоотвода. В устройстве применены следующие постоянные резисторы: R11 — МЛТ-2 остальные — МЛТ-0,5, конденсаторы С11, С14, С16, С22, С24 — К50-16, остальные — типа КМ.
Катушки индуктивности фильтра — бескаркасные, намотаны проводом ПЭВ2 0,3. L4, L9 — типа ДМ 0,4; L5, L7 — ДМ 0,1, L8 выполнена на ферритовом кольце марки 1000 НН К12х6х5 и содержит 12 витков провода ПЭВ 2 0,3. Сердечники широкополосных трансформаторов Т1 и Т2 аналогичны. Они выполнены путем просверливания отверстий алмазным сверлом в отрезках феррита 600х1000 НН размером 15х15х10 мм, расстояние между отверстиями — 5.7 мм, диаметр — 4.6 мм, можно также использовать набор ферритовых колец соответствующих проницаемости и размера, набранных в два столбика и проклеенных в виде блока эпоксидным клеем с добавлением ферритовой пыли в качестве наполнителя.
Результат — практически тот же. Входная обмотка Т1 содержит 3 витка провода МГТФ 0,3, выходная обмотка — 2 витка скрутки ПЭВ 2 0,5, одна скрутка на 1 см. Начало одной и конец другой обмотки в скрутке соединены вместе и представляют собой средний вывод обмотки. Аналогично намотан и Т2, только коллекторная обмотка содержит 3 витка скрутки, а выходная — 5 витков МГТФ 0,3. Налаживание усилителя заключается в проверке правильности монтажа и установке тока покоя транзисторов VT3 в пределах 60 мА и VT4, VT5 — 75 мА. При необходимости можно корректировать АЧХ с помощью элементов, описанных выше, по общеизвестной технологии. На выходе усилителя целесообразно использовать переключаемый фильтр низкой частоты, имеющий входное сопротивление 50 Ом.
УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ НА ГУ-43Б С ДРАЙВЕРОМ НА ДВУХ 6Э5П УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ НА ГУ-43Б С ДРАЙВЕРОМ НА ДВУХ 6Э5П При разработке КВ-усилителя мощности, была поставлена задача, создать аналог блока передатчика Р-140, но более легкий и компактный. Кроме того, предлагаемый усилитель работает от однофазной сети переменного тока, не требует применения схемы нейтрализации и мало уступает прототипу в выходной мощности и надежности работы. Усилитель имеет следующие параметры:. входное сопротивление - 75 Ом;. входное напряжение - 0,7.1,2 В;.
выходная мощность - 500.800 Вт (зависит от сопротивления нагрузки драйвера и отрицательного смещения на управляющей сетке ГУ-43Б, т.е. От конкретного экземпляра лампы). сопротивление нагрузки (антенны) - 50 Ом. Этот усилитель был разработан для совместной работы с трансивером RA3AO в котором отсутствует блок А21 (транзисторный широкополосный усилитель мощности). Таким образом, сигнал на драйвер усилителя мощности подается с выхода полосовых фильтров трансивера.
Почему в устройстве применен драйвер на лампах, а не ШПУ на транзисторах? Дело в том, что в анодах ламп драйвера стоят контура с достаточно высокой добротностью, которые эффективно фильтруют побочные сигналы, способные 'просочиться' через полосовые фильтры, применяемые в трансивере RA3AO. На мой взгляд, эффективность ПФ RA3AO оставляет желать лучшего. По-видимому, отсутствие экранировки между контурами фильтра, ведет к уменьшению затухания за пределами полосы пропускания. Кроме того, для улучшения электромагнитной совместимости, усилитель эксплуатируется совместно с внешними сетевым и антенным фильтрами. Хотя при некотором увеличении габаритов устройства, ничто не мешает установить их внутри корпуса.
Полосовые фильтры передающей части трансивера RA3AO имеют характеристическое сопротивление 300 Ом, поэтому на выходе установлен согласующий трансформатор 4:1 (аналогичный Тр1 на ). Трансивер и усилитель мощности соединены между собой 75-омным кабелем. Лампы драйвера, две штуки 6Э5П включены параллельно и работают в классе А усиления мощности при достаточно низкоомной нагрузке, поэтому выходной каскад на лампе ГУ-43Б не требует нейтрализации. Данные контуров драйвера приведены в Перевод драйвера с передачи на прием производится по цепи экранной сетки при помощи реле К6.2. Резистор R2 предотвращает броски напряжения при подаче стабилизированного напряжения посредством VD1 на экранные сетки ламп драйвера. Коммутация диапазонов релейная и осуществляется при помощи реле К7.К14. В случае, если частота первого гетеродина в трансивере на всех диапазонах выше частоты принимаемого сигнала, а не только на низкочастотных (это оптимальный вариант), в качестве нагрузки драйвера лучше применить П - контура.
К сожалению, в радиолюбительской практике это встречается чрезвычайно редко. Схема выходного каскада приведена. Это типичная схема усилителя мощности с последовательным питанием анодной цепи, поэтому подробнее остановимся только на ее особенностях:. цепочка из резисторов R19R22 предназначена для снятия статического заряда, который может образоваться на конденсаторе переменной емкости С12;. перевод лампы VL1 из запертого состояния при приеме в рабочий режим при передаче обеспечивается контактами реле К6.1. Дело в том, что при установке тока покоя (вращением движка переменного резистора R27) в резисторе может кратковременно нарушиться контакт, и на управляющей сетке лампы появится нулевой потенциал, что может спровоцировать выход лампы из строя.
Предотвратить это явление помогает резистор R26. Резистор R31 предотвращает возможность ошибочно устанавливать при вращении движка резистора R27 нулевой потенциал на управляющей сетке лампы VL1 - ГУ-43Б. Схема с параллельным питанием анодной цепи, как правило, не обеспечивает оптимального сопротивления нагрузки лампы в широком диапазоне частот (от 1,8 до 30 МГц), вследствие чего и применено последовательное питание. Особенно отчетливо недостатки схемы параллельного питания проявляются на ВЧ-диапазонах. 'Перекачку' выходного каскада усилителя предотвращает система ALC (VD7, VD8, R24,R25, R29 и, R30, С31 и С35). Экранирующая сетка лампы ГУ-43Б питается напряжением +350В от стабилизатора, схема которого приведена. Стабилизатор обладает повышенным коэффициентом стабилизации - при изменении тока нагрузки от 2 до 140 мА выходное напряжение изменяется менее чем на 1 В.
Кроме того, ламповая схема гораздо надежнее транзисторной. Разрядник FV1 защищает стабилизатор и экранную сетку лампы со всеми блокировочными конденсаторами расположенными на ее панели от напряжения возникающего при пробое лампы. Резисторы R9R18 'отводят на корпус' напряжение динатронного пробоя. Однако эти резисторы играют важную роль и в схеме самого стабилизатора, т. Без них он может выйти из режима стабилизации, и напряжение на его выходе возрастет до 500 В. Возможно, некоторые радиолюбители уже подзабыли, как правильно изготавливаются такие схемы.
Нити накала обеих ламп (ГУ-50 и 6Н2П) должны быть запитаны от отдельных, хорошо изолированных друг от друга и от корпуса устройства обмоток. В противном случае участки катод-накал ламп будут пробиты, так как максимально допустимое напряжение между катодами и нитями накала, как правило, не превышает 100, реже 150В. Схема блока питания усилителя мощности приведена. Резистор R1 служит для того, чтобы при обратном токе экранной сетки лампы ГУ-43Б напряжение на ней не повышалось и оставалось стабилизированным, как это происходит в параллельных стабилизаторах напряжения. Резистор R1 немного уменьшает коэффициент стабилизации, но польза от него большая. При его наличии лампа в критический момент не пойдет 'в разнос'.
Анодный выпрямитель выполнен в отдельном корпусе размерами 480x240x310 мм. Переменное напряжение 220 В подается на него через тумблер с нейтральным положением SA5 и разъем ХР2, установленные в основном блоке. Каждое плечо выпрямительного моста питающего стабилизатор напряжения для экранной сетки, образовано двумя последовательно соединенными диодами КД226Г, зашунтированными двухваттными резисторами сопротивлением 430 кОм. Анодное напряжение на усилитель подается через коаксиальный кабель со фторопластовой изоляцией наружным диаметром 12 мм и с разъемами СР-75 на обоих концах. Включение питающих напряжений происходит в следующем порядке: 'Обдув', 'Накал' (около пяти минут для хорошего прогрева нити накала), затем 'Минус', 'Анод', 'Экран'. Снятие напряжений происходит в обратном порядке. Обдув выключается через пять минут после снятия напряжения накала, интенсивность обдува можно изменять переключателем SA2.
Управление усилителем мощности - релейное, и осуществляется напряжением +5 В, которое поступает с выходов ДД1 или ДД4 узла квазисенсорного управления А10 трансивера RA3AO на разъем ХР1 усилителя мощности. Ключи, управляющие переключением реле в драйвере и в выходном каскаде усилителя мощности, аналогичны применяемым в RA3AO. Несмотря на то, что описываемый усилитель мощности разрабатывался для работы с трансивером RA3AO, он может использоваться с любым трансивером. Усилитель имеет автономную систему управления, состоящую из переключателя В1 и источника питания +5 В, имитирующую работу квазисенсорного управления. При работе с трансивером RA3AO переключатель SA1 устанавливается в положение 'Выкл'. На показаны только два ключа, подключенные к точкам А и Н. Всего же ключей, управляющих реле, восемь, и они подключены к точкам А, В С D, Е, F, G и Н Еще один такой ключ управляет коммутацией прием-передача.
На вход этого ключа (резистор R2 транзистор VT17) поступает сигнал QSK из точки 17 узла А19 трансивера RA3AO. Кроме того, трансивер может переключаться на передачу при помощи переключателя SA7, расположенного на передней панели усилителя мощности, что довольно удобно, например, при настройке П-контура, если усилитель установлен на значительном расстоянии от трансивера. В настоящее время лампы ГУ-43Б довольно дороги, поэтому необходимо знать, как их проверить и ввести в эксплуатацию. Старые лампы, выпущенные более 10 лет тому назад, лучше не приобретать, но часто просто нет выбора. Поэтому, приобретая лампу, следует убедиться в ее работоспособности (даже если она новая и находится в упаковке).
При хранении ламп часто не обращают особого внимания на их положение, и они, долгое время пролежав на боку, нередко получают межэлектродные замыкания. Удачная методика проверки качества лампы приведена. Вкратце напомню ее. На лампу подается напряжение накала, и через 4.5 мин после его включения тестером с батарейкой питания 4.4,5 В измеряются прямое и обратное сопротивления между первой сеткой и катодом Величина прямого сопротивления должна быть в пределах 30.100 Ом, обратного - не менее 500 кОм.
Меньшие величины указывают на междуэлектродные замыкания. Эмиссию катода лампы можно оценить по времени, в течение которого величина прямого сопротивления увеличивается вдвое при выключении накала у хорошо прогретой лампы Оно должно быть не менее 25. Если время меньше, это указывает на ухудшение эмиссии.
Кроме того, лампу следует проверить на отсутствие обрывов между электродами и их выводами, что, как следует из опыта автора, случается достаточно часто (хотя, может быть, просто не везет hi). Для проверки через резистор ограничивающий ток источника питания до 100 200 мкА, и измерительную головку на 200 500 мкА,при прогретой лампе подаем положительное напряжение поочередно на первую, вторую сетки и даже на анод. При отсутствии обрывов микроамперметр покажет наличие тока. Разумеется, все эти проверки производят при включенном обдуве. Не менее важной задачей является тренировка (жестчение) лампы, которая приводит к улучшению вакуума и электрической прочности лампы. 'Жестчение', или тренировка лампы, должны обязательно производиться при первом включении лампы после длительного перерыва в работе, а также каждые три месяца при хранении (что, к сожалению, не часто встречается на практике, особенно у радиолюбителей).
'Жестчение' ламп(ы) происходит в РА, где и должна работать лампа. Вначале, особенно если лампы хранились очень долго (более 10 лет), их выдерживают несколько суток (2.5) под напряжением накала в режиме пониженного обдува, каждые 18.24 часа хорошо охлаждая лампу.
Это делается для того, чтобы газопоглотители, которые находятся внутри лампы хорошо прогрелись и поглотили газы, которые просочились внутрь баллона через места спаек различных материалов и баллон лампы. Это также стабилизирует и восстановит эмиссионную способность катода.
Все сетки при этом замкнуты на корпус. После этого, включают анодный трансформатор через 9-ти амперный лабораторный автотрансформатор, на управляющую сетку подается максимальное отрицательное напряжение смещения, экранная сетка остается на корпусе, в анодную цепь лампы включается дополнительно токоограничивающий резистор величиной 10 кОм и мощностью 20.25 вт, переменное напряжение на его первичную обмотку подается начиная с уровня 2.10 вольт, каждый раз увеличивая напряжение на 20 вольт и выдерживая на каждой ступени 5.10 минут, при отсутствии признаков пробоя переходя на следующую ступень. На последней ступени на аноде лампы будет полное напряжение, после чего в этом положении РА выдерживается 6.12 часов. Затем, включается пониженное напряжение на экранную сетку, примерно 70-75% от номинального (при помощи R8 в стабилизаторе на ), убирается токоограничивающий резистор в анодной цепи и подается, начиная с 50 вольт переменное напряжение (на аноде при этом будет 614 вольт), следовательно, напряжение на аноде всегда будет больше экранного (напряжения на 2-ой сетке).
Поднимая ступенями по 10 вольт и выдерживая на каждой 5.10 минут доводят анодное напряжение до полного и выдерживают в течении 10.12 часов. После чего изменением напряжения смещения управляющей сетки выставляют небольшой начальный ток анода 5.15 ма, даем уже полный обдув и выдерживаем 6.10 часов.
После этого устанавливаем 1/2 анодного напряжения, открываем лампу до половины номинального тока покоя и выдерживаем в этом режиме 23 часа. Затем даем небольшую раскачку (напряжение возбуждения), настраиваем П-контур, и постепенно увеличивая раскачку доводим величину анодного тока до половины от номинального значения. Работаем в таком режиме с примерно с 1/4 мощности в антенне 10.20 дней.
При этом резонансное сопротивление лампы будет равно Rое номинальному, следовательно, П-контур и в этом случае будет оптимальным. После этого можно работать с полной мощностью. Конечно, этот процесс долог и утомителен, но дает наибольшие гарантии того, что лампа войдет в строй и будет работоспособной продолжительное время. То есть радиолампа отработает гарантированный заводом изготовителем ресурс. В случае острой необходимости описанную процедуру можно значительно сократить, но делать это крайне нежелательно, т.к. Возрастает риск выхода лампы из строя. Конструкция усилителя мощности показана на фотографиях.
С45п-е Усилитель Драйверов
Усилитель собран в корпусе размерами 480x400x230 мм. Над анодом лампы ГУ-43Б в верхней крышке вырезано отверстие диаметром 180 мм, которое закрыто металлической сеткой, выгнутой в виде части сферы высотой 70 мм. Такое конструктивное решение не увеличивает выходную емкость лампы при относительно небольшой высоте корпуса. Все детали П-контура должны быть соединены между собой земляными шинами, изготовленными из облуженной медной фольги. Вариометр L2 при параллельном соединении двух обмоток имеет индуктивность от 1,2 до 14,6 мкГн. Катушка L1 - бескаркасная (диаметр 65 мм, длина 90 мм), с индуктивностью 1,3 мкГн, содержит 6 витков медной трубки 8 мм. ДрЗ намотан нихромовым проводом 1,5 мм на оправке диаметром 10 мм и содержит 3 витка на длине 11 мм.
Др1 и Др2 применены от радиостанции Р-140 и имеют индуктивность по 65 мкГн, но можно изготовить самодельные: диаметр каркаса - 30 мм, число витков - 32, намотка в два слоя, но за один проход, провод - ПЭЛШО 0,5 мм, длина провода - 320 см. Реле К1.КЗ - двухобмоточные, от РСБ-5 (хлопушки), они закреплены якорем вниз. К4 и К5 - вакуумные, быстродействующие (К5-П1Д, К4-В1В-1Т). К7.К14 -РЭС-9. Разумеется, для коммутации контуров в драйвере лучше применить реле РПВ2-7 или РПА-12, но РЭС-9 также успешно работают в этом узле. Переключатели SA1.SA5 - 16-амперные тумблеры с нейтральным положением, которые расположены в один ряд на передней панели усилителя. М1 - вентилятор 'GAMMA' венгерского производства, плоский, малошумящий, производительностью 168 м 3/час.
Он установлен внизу, под панелью лампы ГУ-43Б. Предохранители и разъемы расположены на задней стенке корпуса усилителя. Широкополосный трансформатор Тр1 намотан на ферритовом кольце К10x6x4 проницаемостью 400НН и содержит 8 витков из двух скрученных проводов (одна скрутка на 1,5 см).
Трансформатор Тр2 - ТН55. Намоточные данные остальных трансформаторов приведены. Все обмотки намотаны проводом ПЭВ-2. Стабилитрон VD1 в стабилизаторе экранного напряжения на должен быть установлен на радиаторе достаточно больших размеров, чтобы при его работе напряжение на выходе стабилизатора не менялось в зависимости от степени его нагрева. Например, на игольчатом радиаторе размерами 55х25х75 мм. Окончательная регулировка выходного напряжения производится в установившемся режиме, после 3060 минут работы стабилизатора (после прогрева). Настройка усилителя мощности сводится к установке при помощи R10 тока покоя 300 мА лампы ГУ43Б, настройке контуров драйвера в резонанс при хорошо прогретой ГУ-43Б, холодной настройке П-контура (подбором дополнительных емкостей и положения оси вариометра, на которую надет 'клювик' для индикации положения на передней панели).
С45п-е Усилитель Драйвера
Методика настройки усилителей мощности неоднократно приводилась в литературе, например,. Окончательная настройка П-контура производится при помощи ВЧ-вольтметра с делителем 1:10 по максимуму выходной мощности на эквиваленте нагрузки. Кроме того, желательно проверить температуру нагрева лампы и эффективность работы системы охлаждения, как описано, например,.