Мананков Е., м Воронеж

«Практична порада - не майте параметри підсилювача непорушними, а його схему недоторканною.»

Р. А. Сворень

Спортивна приймально-передавальна апаратура зазвичай виконується на напівпровідникових приладах. Конструювання на радіолампах застосовується тоді, коли параметри лампового приладу вважаються споживачем краще напівпровідникового. З цієї причини до цього дня, розробляються конструкції аудіотехніки, де радіолампи, крім свого прямого призначення, використовуються, як декоративне оформлення, що входить в дизайн конструкції.

У більшості ж радіоспортсменів-коротковолновіков в комплект радиопередающей частини апаратури входить все-таки ламповий підсилювач потужністю більше 100 Вт. Це пов'язано з тим, що такі підсилювачі на великої потужності зарекомендували себе, як більш надійні, прості у виготовленні і стійкі в роботі.

Підсилювачі потужністю 200 Вт і більше виконують по однотактной схемою, часто поєднуючи лампи паралельно, для отримання потрібної потужності, і рідше будують симетричні лампові двотактні підсилювачі.

Однотактна схема підсилювача простіше двотактної: легше узгоджується з несиметричними ланцюгами по входу і виходу, в конструкції підсилювача використовується лише один підсилювальний елемент. Однак наявність у вихідному сигналі парних гармонік і найпотужнішою другої гармоніки не дає право говорити, що це кращий варіант підсилювача. На другу гармоніку марно витрачається потужність джерела живлення, виділяючись у вигляді тепла в вихідних виборчих ланцюгах, і до того ж є ймовірність появи другої гармоніки сигналу в навантаженні (антени). Перша ж гармоніка норовить потрапити в лінію електромережі, створюючи перешкоди побутовій апаратурі. Тому потрібна ретельна захист як сигнальної, так і електро- тропітающей ланцюгів від непотрібних перешкод в цих ланцюгах.

У двотактної схемою підсилювача ці недоліки, що впливають на якість сигналу, проявляються значно слабкіше, але при цьому потрібна наявність двох підсилюючих елементів, симетрування по входу і виходу при роботі з несиметричними навантаженнями і несиметричними виходами джерел сигналу. Втім, достоїнства і недоліки однотактной і двотактної схем підсилювачів добре описані в навчальній літературі з радіотехніки.

Двотактний схему короткохвильового підсилювача можна виконати в її класичному вигляді на один вузьку ділянку КВ-діапазону, але щоб розширити смугу пропускання підсилювача, доводиться стикатися з проблемою комутації вхідних і вихідних виборчих ланцюгів, зі складністю оперативної настройки цих ланцюгів.

Багато конструктори-самодельщики і зараз намагаються вирішити ці проблеми і побудувати широкосмуговий двотактний ламповий підсилювач, простий і зручний в управлінні, схожий по схемотехніці на транзисторний підсилювач. Прикладом цього є публікація в журналі «Радіо» № 11 за 1987 р на стор. 58-60. У статті С. Козакова (RW3DF) «Конструктори зв'язковий апаратури звітують» В. Крилов (RV3AW) запропонував схему широкосмугового двотактного підсилювача потужністю 130 Вт на лампах 6П42С при анодній напрузі 300 В.

Потім з'явилася аналогічна схема двотактного підсилювача потужності з загальними сітками на лампах ГУ50 (анодна напруга 600 В) В. Кулагіна (RA6LFQ) в журналі «Радіоаматор» № 10 за 1995 рік, стаття «Підсилювачі потужності», сторінки 29-30.

У книзі «Конструкції і схеми для прочитання з паяльником», випуск 7, Солон-Р, м Москва, 2001, (стор. 244-247) в статті «Підсилювач з безтрансформаторним харчуванням на лампі ГУ29» (анодна напруга 600 В) запропонована схема двотактного лампового широкосмугового підсилювача, створена І. Серпневим.

У журналі «Радіоаматор KB і УКВ» № 2 за 2003 р на стор. 36 в статті «КВ підсилювачі потужності» запропоновано ще дві схеми лампових двотактних ШПУ, одна із загальним катодом на чотирьох лампах 6П45С, інша із загальною сіткою на чотирьох ГУ50.

Всі ці схеми, маючи невеликі відмінності, по суті - одне й те саме. Вважати їх широкосмуговими з діапазоном 3,0 ... 30,0 МГц з достоїнствами двотактного підсилювача немає сенсу, і при спробі реалізувати їх - нічого путнього не виходить. Створюється враження, що вищеназвані автори не могли не бачити того, що щось в цих схемах не так при роботі на нормовану навантаження 50 (75) Ом і, напевно, просто відмахнулися - все одно це ніхто робити не буде, або у них були інші причини.

Однак, застосування багатодіапазонних ненапрямлених гармоніковий антен типу «Ground Plane», що створюють сильні побічні випромінювання, знову і знову змушувало розібратися в причинах непрацездатності вищезазначених схем двотактного підсилювача.

Всі ці перераховані варіанти підсилювачів були перевірені, а результат один - негативний. Методом нескінченних проб і помилок прояснилося, що потрібно для працездатності лампового двухтактного широкосмугового підсилювача. Виявилося, що не так вже й багато - див. Рис. 3.1. В результаті з'явилася можливість виготовити компактний, надійний, досить потужний, невеликої ваги широкосмуговий підсилювач (ШПУ).

Від запропонованих варіантів довелося відмовитися, т. К. Ці підсилювачі відмовлялися посилювати сигнали з довжиною хвилі коротше 40 метрів і до того ж зарекомендували себе як «брудні» особливо в низькочастотної частини КВ-діапазону.

Змішана індуктивно-ємнісний зв'язок вихідного широкосмугового трансформатора (ШПТ) з П-контуром на верхніх частотах не дає фізичної можливості реалізувати П-контур при активній 50-омной навантаженні підсилювача. Навіть застосування в трансформаторах сердечників з високочастотних феритів не дає потрібної величини зв'язку, яка на високих час-

тотах хоча і збільшується, але не в достатній мірі (паралельно еквівалентному опору, що характеризує індуктивний зв'язок, підключається на верхніх частотах ще ємнісний). Величина зв'язку на низьких частотах виходить великий, а на верхніх - вона занадто мала. Все це закладено в самій конструкції запропонованих трансформаторів.

Вихідний трансформатор з некерованою зв'язком в цих схемах - головна причина непрацездатності ШПУ, т. К. На низьких частотах для нормальної роботи підсилювача сильний зв'язок анодному ланцюзі ламп з навантаженням не потрібна, тоді як на верхніх частотах зв'язок треба збільшувати.

Невирішені питання симетрування підсилювача по входу і виходу зберігають проблеми однотактного підсилювача. До того ж і приємним радіолампи повинні відповідати певним вимогам.

У двотактних лампових ШПУ необхідно застосовувати струмові радіолампи з великими емісійними можливостями катода і задовільним коефіцієнтом корисної дії при зниженому анодній напрузі. Все це потрібно для того, щоб еквівалентний опір вихідний щаблі підсилювача було якомога меншим, т. К. Аноди ламп доводиться навантажувати на трансформатор з низьким хвильовим опором, а двотактний підсилювач має вихідну еквівалентний опір

ламп при однакових умовах (при однаковому числі ламп) в 4 рази більше ніж у однотактного.

Найбільш придатними для цієї мети є лампи 6П36С, 6П42С, 6IT44C, 6П45С, що застосовуються в блоках розгорток телевізорів, або відповідні радіолампи в металлокерамическом виконанні.

Вихідний трансформатор типу ШПТ з індуктивним зв'язком, був замінений ШПТЛ з автотрансформаторной зв'язком. У ШПТЛ легше виконати відгалуження для отримання оптимальної зв'язку анодів ламп з навантаженням і можна застосувати сердечник меншого розміру з великою початковою магнітною проникністю.

Робоча конструкція підсилювача була виконана на лампах 6П45С за схемою із загальним катодом, як більш «важкий» (через великий ємності керуюча сітка-катод) варіант ШПУ для отримання віддається потужності не менше 200 Вт на активному навантаженні 50 Ом.

Пропонований бруківці ШПУ призначається для стикування з трансі- Вером, підсилювач потужності якого виконаний по однотактной або двотактної схемою потужністю 20 ... 30 Вт (10 ... 15 Вт на лампу).

Підсилювач трансивера може бути ламповим або напівпровідниковим з вихідним опором 50 Ом, вихід - несиметричний і з максимально допустимими нелінійними спотвореннями, дозволеними для такої потужності. Потрапляючи на вхід схеми, нелінійні спотворення на виході посиляться. Для їх придушення вхід лампового ШПУ організований відповідним чином.

Сигнал з трансивера надходить на широкосмуговий трансформатор (ШПТ) типу «Бінокль» з малою індуктивністю розсіювання. Вторинна обмотка ШПТ збільшує вихідну напругу в два рази відносно вхідного, і воно подається симетрично на схему вхідного моста змінного струму Уитстона.

Такий міст, що складається з двох активних однакових опорів і двох рівних за величиною реактивних ємнісних, є окремий випадок мостів змінного струму. Баланс цього моста не залежить від частот непарних гармонік сигналу, тоді як для парних гармонік він розбалансований (міст вважається розбалансованим тоді, коли в його короткозамкненою діагоналі з'являється струм).

Міст змінного струму в даній конструкції ШПУ використовується як би замість вхідного ФНЧ і спільно з П-контуром вихідного підсилювача трансивера зменшує нелінійні спотворення сигналу, що подається на сітки ламп мостового ШПУ

Цей міст змінного струму мостового ШПУ утворений в такий спосіб. В плечах моста перебувають відповідно активні опори навантаження вторинної обмотки вхідного трансформатора

ся, сигналізуючи про готовність підсилювача. Після всього цього випрямляч анодної напруги виявиться повністю підключеним до мережі 220 В.

Тумблер SA2.1 дозволяє перемикати напругу розжарення ламп з 9 В на 12,6 В на розсуд оператора, і, відповідно, подавати напругу +300 В контактом SA2.2 на стабілізатор екранної напруги +150 В (180 В).

Електричне реле К1 в вузлі реле часу - РЕС64Б, паспорт РС4.568.726-01. К2 - будь на робочу напругу 12 В з відповідними групами контактів.

Транзистор VT1, в стабілізаторі екранної напруги, потужний високовольтний BU508A (прилади КТ812, КТ704 незручно кріпити і вони до того ж, часто виходять з ладу).

Трансформатор Т1 блоку намотаний подвійним проводом від мережевого кабелю до заповнення на альсіферном або феритових кільцях. У цій конструкції кільце з альсифера складено з двох кілець із загальним розміром К44х28х21 мм.

Запобіжники FU1 і FU2 на 3 А.