Формат: jpg, txt.
Архив: rar.
Размер: 163 kb.

Правильный выбор минимально необходимого диаметра провода для катушек П-контуров (ПL-контуров) ламповых усилителей мощности - задача довольно актуальная. Таблицы, в которых приводились сведения о диаметре провода П-контура в зависимости от диапазона работы и выходной мощности оконечного каскада передатчика, публиковались очень давно , примерно в конце 50-х гг. XX века.
Более того, приводимые в них сведения были не очень подробны, а при расчетах рассматривалась мощность, подводимая к оконечному каскаду. По-видимому, потребность в подробной и точной таблице, содержащей полные данные для выбора минимально необходимого диаметра провода для катушек П-контуров, назрела давно.
По эмпирическим формулам Евтеева и Панова диаметр провода для катушек с бескаркасной намоткой равен:

(1), где:
Ik - контурный ток в амперах;
F - частота в мегагерцах;
- допустимый перегрев провода контура по отношению к температуре окружающей среды при естественном охлаждении в режиме длительной работе усилителя мощности.

Например, если принять температуру внутри корпуса усилителя мощности равной +60oС, а максимальную температуру нагрева катушек - +100°С, то t = + 40оС.
В таблице цифрами 1, 2 и 3 для каждого диапазона указан способ изготовления катушки:
бескаркасная намотка;
намотка на ребристом каркасе (диаметр провода увеличивается на 28%);
намотке в пазы каркаса (диаметр провода удваивается). Увеличение диаметра провода катушек связано с ухудшением условий охлаждения провода, которым они намотаны.
Однако для определения диаметра провода по формуле (1) следует рассчитать ток Iк, протекающий в контуре. Для этого можно воспользоваться формулой:

(2) где:
Рант - выходная мощность усилителя (мощность в антенне, Вт);
Q - нагруженная добротность контура, как правило, равная 8...25; принятое значение для расчетов Q=12;
h пк - коэффициент полезного действия П-контура (ПL-контура), принятое значение h пк = 0,9;
x - коэффициент использования анодного напряжения для тетродов, работающих в классе В.
При расчетах принята усредненная величина x = 0,8. Для других режимов работы тетродов, а также триодов и пентодов, приняты соответствующие им усредненные значения Ј, учтенные в поправочных коэффициентах, приводимых в примечаниях к таблице; Еа - напряжение источника анодного питания, В.

Формула (2) получается из соотношений, опубликованных в , путем алгебраических преобразований. Расчет значения тока, протекающего в контуре, является не только промежуточным результатом расчета диаметра провода контура, но и позволяет правильно выбрать элементы коммутации контура - галетные переключатели, реле, вакуумные замыкатели и т.д.
Диаметр провода, как следует из формул (1) и (2), прямо пропорционален величине нагруженной добротности Q, которая на практике не обязательно составляет 12 (как принято в таблице). Тому существует несколько причин.
Во-первых, расчет П-контура (ПL-контура), возможно, был произведен для Q = 10.
Во-вторых, это связано с конструктивным исполнением П-контура (ПL-контура). Так, если усилитель мощности работает с большим сопротивлением анодной нагрузки Roe (высокое анодное напряжение Еа и малый анодный ток), то анодная емкость П-контура должна быть небольшой.

Из этого вытекает, что:
Qдейств = Qтабл · k, (3)
Dдейств = Dтабл · k, (4)
Iк действ = Iк табл · k. (5)
Qдейств, Dдейств, Iк действ - это действительно требуемые значения добротности, диаметра провода и тока в контуре, а Qтабл, Dтабл, Iк табл. - табличные (расчетные) значения.
Коэффициент k рассчитывается по формуле:

Рассмотрим пример.
Пусть выходная мощность усилителя на тетроде (Roe = 4000 Ом, Еа = 1000В, Raнт. = 75 Ом), работающего на частоте 28 МГц, равняется 200 Вт. Из таблицы определяем, что для изготовления бескаркасной катушки необходимо применить провод Dтабл = 3,1 мм; при этом Iк табл. = 6,67 А. Для Roe = 4000 Ом емкость анодного конденсатора Сант.табл = 15 пф .
Минимально конструктивно достижимая емкость Сан. Действ = 35 пФ.
Следовательно,
k = 35:15 = 2,33;
Qдейств = 12-2,33 = 28;
Iк действ = 6,67-2,23 = 15,5(В);
Dдейств = 3,1-2,23 = 7,23.
Кроме того, зачастую при коммутации П-контура приходится включать катушки индуктивности параллельно.

Для правильного выбора элементов коммутации необходимо знать токи в параллельно соединенных катушках. На рисунке 1 показана схема соединения, на которой Ik - суммарный ток в контуре, IL1 - ток через катушку индуктивности L1, IL2 - ток через катушку индуктивности L2. Отношение токов, протекающих в катушках, обратно пропорционально отношению индуктивностей катушек

Так как Ik и индуктивности известны,
реактивные токи через катушки L1 и L2 определяются по формулам:

Например, если Ik = 10 A, L1 = 10 мкГн, L2 = 5 мкГн, то

Примечания к таблице:1. Диаметры катушек и контурный ток указаны для тетродов, работающих в классе В.
2. Для тетродов, работающих в классе АВ, диаметр провода и контурный ток следует умножить на 1,053, в классе С - на 0,95.
3. Для триодов и пентодов, работающих в классе АВ, диаметр провода и контурный ток следует умножить на 0,936, работающих в классе В - на 0,889, и работающих в классе С - на 0,85.
4. Данные таблицы рассчитаны для Q=12.
5. Материал для катушек - медный эмалированный провод. При диаметре катушек более 3 мм, рекомендуется их изготавливать из медной трубки. Все катушки желательно наматывать посеребренным медным проводом, что особенно актуально для частот 14...30 МГц.
6. Диаметр провода берется ближайший больший из стандартного ряда обмоточных проводов.
А.Кузьменко (RV4LK)
Литература:
1. Мельников. Справочник радиолюбителя.-Свердловск -1961.
2. Радио, 1960, N1.
3. А.Кузьменко. Расчет нагрузки ламповых усилителей мощности. - Радиолюбитель. KB и УКВ, 1999, N6.

Продолжим разговор об особенностях при конструировании мощного усилителя РА с чем сталкивается любой радиолюбитель и тех последствиях, которые могут быть при неправильном монтаже конструкции усилителя. В этой статье приводятся лишь самые необходимые сведения, которые нужно знать и учитывать при самостоятельном проектировании и изготовлении усилителей большой мощности. Остальное придется постигать на собственном опыте. Нет ничего ценнее, чем собственный опыт.

Охлаждение выходного каскада

Охлаждение генераторной лампы должно быть достаточным. Что под этим понимается? Конструктивно лампа устанавливается таким образом, чтобы весь поток охлаждающего воздуха проходил сквозь ее радиатор. Его объем должен соответствовать паспортным данным. Большинство любительских передатчиков эксплуатируется в режиме “прием-передача”, поэтому объем воздуха, указанного в паспорте, можно изменять в соответствии с режимами работ.

Например, можно ввести три скоростных режима вентилятора:

• максимальный для контестной работы,
• средний для повседневной и минимальный для работы с DX.

Желательно использовать малошумящие вентиляторы. Уместно напомнить, что вентилятор включается одновременно с включением напряжения накала или немного раньше, а выключается не менее чем через 5 минут после его снятия. Невыполнение этого требования сокращает срок службы генераторной лампы. Желательно на пути прохождения воздушного потока установить аэрокоитакт, который через систему защиты отключит все напряжения питания в случае пропадания воздушного потока.

Параллельно с питающим напряжением вентилятора полезно установить небольшой аккумулятор, как буфер, который несколько минут будет поддерживать работу вентилятора в случае пропадания напряжения питающей сети. Поэтому лучше использовать низковольтный вентилятор постоянного тока. В противном случае придется прибегнуть к варианту, услышанному мной в эфире от одного радиолюбителя. Он, якобы для обдува лампы при пропадании электросети, держит на чердаке огромную надутую камеру от заднего колеса трактора, соединенную с усилителем шлангом-воздухопроводом.

Анодные цепи усилителя

В усилителях большой мощности желательно избавиться от анодного дросселя, применив схему последовательного питания. Кажущиеся неудобства с лихвой окупятся стабильной и высокоэффективной работой на всех любительских диапазонах, включая десятиметровый. Правда, в этом случае под высоким напряжением оказывается выходной колебательный контур и переключатель диапазонов. Поэтому переменные конденсаторы следует развязать от присутствия на них высокого напряжения, как показано на рис.1.

Рис.1.

Наличие анодного дросселя, при его неудачной конструкции также может стать причиной вышеуказанных явлений. Как правило, грамотно сконструированный усилитель по схеме с последовательным питанием не требует введения “антипараэитов” ни в анодной, ни в сеточной цепях. Он устойчиво работает на всех диапазонах.

Разделительные конденсаторы С1 и С3, рис.2 должны быть рассчитаны на напряжение в 2...3 раза превышающее анодное и достаточную реактивную мощность, которая вычисляется как произведение высокочастотного тока, проходящего через конденсатор, на падение напряжения на нем. Их можно составить из нескольких параллельно соединенных конденсаторов. В П-контуре желательно использовать вакуумный конденсатор переменной емкости С2 с минимальной начальной емкостью, с рабочим напряжением не менее анодного. Конденсатор С4 должен иметь зазор между пластинами не менее 0,5 мм.

Колебательная система, как правило, состоит из двух катушек. Одна для ВЧ, другая для НЧ диапазонов. Катушка ВЧ-диапазона - бескаркасная. Наматывается медной трубкой диаметром 8...9 мм и имеет диаметр 60...70 мм. Чтобы трубка при намотке не деформировалась, в нее предварительно насыпают мелкий сухой песок и сплющивают концы. После намотки, отрезав концы трубки, песок высыпается. Катушка на НЧ-диапазоны наматывается на каркасе или без него медной трубкой или толстым медным проводом диаметром 4...5 мм. Ее диаметр 80...90 мм. При монтаже катушки располагаются взаимоперпендикулярно.

Зная индуктивность, число витков для каждого диапазона, можно вычислить с высокой точность по формуле:

L (мкГн) = (0,01DW 2)/(l/ D + 0,44)

Однако для удобства эту формулу можно представить в более удобном виде:

W= Ц {L(l/ D + 0,44)}/ 0,01 - D; где:

• W- число витков;
• L - индуктивность в микрогенри;
• I - длина намотки в сантиметрах;
• D - средний диаметр катушки в сантиметрах.

Диаметр и длина катушки задается, исходя из конструкторских соображений, а величина индуктивности выбирается в зависимости от сопротивления нагрузки применяемой лампы - таблица 1.

Таблица 1.

Переменный конденсатор С2 на "горячем конце" П-контура, рис.1 подключается не к аноду лампы, а через отвод в 2...2,5 витка. Это снизит начальную емкость контура на ВЧ диапазонах, особенно, на 10-метровом. Отводы от катушки делаются медными полосками толщиной 0,3...0,5 мм и шириной 8... 10 мм. Сначала их нужно механически закрепить на катушке, обогнув полоску вокруг трубки, и затянуть винтом 3 мм, облудив предварительно места соединения и отвода. Затем место контакта тщательно пропаивается.

Внимание: При сборке мощных усилителей не следует пренебрегать хорошим механическим соединением и надеяться только на пайку. Надо помнить, что во время работы все детали сильно нагреваются.

В катушках нецелесообразно делать отдельные отводы для WARC диапазонов. Как показывает опыт, П-контур отлично настраивается на диапазоне 24 МГц в положении переключателя 28 МГц, на 18 МГц в положении 21 МГц, на 10 МГц в положении 7 МГц, практически без потери выходной мощности.

Коммутация антенны

Для коммутации антенны в режиме "прием-передача" используется вакуумное или обыкновенное реле, рассчитанное на соответствующий коммутационный ток. Во избежание подгорания контактов, необходимо включать антенное реле на передачу раньше подачи ВЧ сигнала, а на прием немного позже. Одна из схем задержки приводится на рис.2.

Рис.2.

При включении усилителя на передачу открывается транзистор Т1. Антенное реле К1 срабатывает мгновенно, а входное реле К2 сработает только после заряда конденсатора С2 через резистор R1. При переходе на прием реле К2 отключится мгновенно, так как его обмотка вместе с конденсатором задержки блокируется контактами реле К3 через искрогасящий резистор R2.

Реле К1 сработает с задержкой, которая зависит от величины емкости конденсатора С1 и сопротивления обмотки реле. Транзистор Т1 используется в качестве ключа, чтобы уменьшить ток, проходящий через управляющие контакты реле, находящегося в трансивере.

Рис.3.

Емкость конденсаторов С1 и С2, в зависимости от применяемых репе, выбирается в пределах 20...100 мкФ. Наличие задержки срабатывания одного реле по отношению к другому можно легко проверить, собрав простую схему с двумя неоновыми лампочками. Известно, что у газоразрядных приборов потенциал зажигания выше потенциала горения.

Зная это обстоятельство, контакты реле К1 или К2 (рис.3), в цепи которого загорится неонка, замкнутся раньше. Другая неонка загореться не сможет, из-за сниженного потенциала. Точно также можно проверить очередность срабатывания контактов реле при переходе на прием, подключив их к испытательной схеме.

Подведем итог

При использовании ламп, включенных по схеме с общим катодом и работающих без сеточных токов, таких как ГУ-43Б, ГУ-74Б и т.п., желательно на входе установить мощный без индукционный резистор 50 Ом мощностью 30...50 Вт (R4 на рис.4).

• Во-первых, этот резистор будет оптимальной нагрузкой для трансивера на всех диапазонах
• Во-вторых, он способствует исключительно устойчивой работе усилителя без применения дополнительных мер.

Для полной раскачки от трансивера требуется мощность в несколько, десятков ватт, которая будет рассеиваться на этом резисторе.

Рис.4.

Техника безопасности

Нелишне напомнить о соблюдении техники безопасности при работе с усилителями большой мощности. Нельзя проводить какие-либо работы или измерения внутри корпуса при включенном напряжении питания или, не убедившись в полном разряде фильтровых и блокировочных конденсаторов. Если при случайном попадании под напряжение 1000...1200В еще есть шанс чудом остаться в живых, то при воздействии напряжения 3000В и выше такого шанса практически нет.

Хотите этого или нет, но следует обязательно предусмотреть автоматическую блокировку всех питающих напряжений при открывании корпуса усилителя. Выполняя любые работы с мощным усилителем, необходимо всегда помнить что Вы работаете с устройством повышенной опасности!

С. Сафонов, (4Х1IМ)

Выходной П-контур и его особенности

П-контур должен отвечать следующим требованиям:

Настраиваться на любую частоту заданного диапазона.

Фильтровать, в нужной степени, гармоники сигнала.

Трансформировать, т.е. обеспечивать получение оптимальных нагрузочных сопротивлений.

Обладать достаточной электрической прочностью и надёжностью.

Иметь хороший КПД и простую, удобную конструкцию.

Пределы реальной возможности П-контура, по трансформации сопротивлений, довольно высоки и напрямую зависят от нагруженной добротности этого П-контура. С увеличением которой (следовательно увеличением С1 и С2) коэффициент трансформации повышается. С увеличением нагруженной добротности П-контура гармонические составляющие сигнала подавляются лучше, но из-за возросших токов КПД контура падает. С уменьшением нагруженной добротности КПД П-контура повышается. Часто контуры с такой низкой нагруженной добротностью («выжимание мощи») не справляются с подавлением гармоник. Бывает так, что при солидной мощности станция, работающая на диапазоне 160 метров, слышна и на диапазоне
80 метров или работающая на 40 метровом диапазоне слышна на 20 метровом диапазоне.
Следует помнить, что «сплеттеры» П-контуром не отфильтровываются, поскольку находятся в его полосе пропускания, фильтруются только гармоники.

Влияние Roe на параметры усилителя

Как влияет резонансное сопротивление(Roe) на параметры усилителя? Чем меньше Roe, тем усилитель более устойчив к самовозбуждению, но коэффициент усиления каскада меньше. И наоборот, чем больше Roe, тем коэффициент усиления больше, но устойчивость усилителя к самовозбуждению снижается.
Что мы видим на практике: возьмём, к примеру, каскад на лампе ГУ78Б, выполненного по схеме с общим катодом. Резонансное сопротивление каскада низкое, но зато крутизна лампы высокая. И по этому имеем, при этой крутизне лампы, большой коэффициент усиления каскада и хорошую устойчивость к самовозбуждению, из-за низкого Roe.
Устойчивость усилителя к самовозбуждению также способствует низкоомное сопротивление в цепи управляющей сетки.
Увеличение Roe снижает устойчивость каскада в квадратичной зависимости. Чем больше резонансное сопротивление, тем больше положительная обратная связь через проходную ёмкость лампы, способствующая возникновению самовозбуждения каскада. Далее, чем ниже Roe тем большие токи текут в контуре, а отсюда повышенные требования к изготовлению выходной контурной системы.

Инверсия П-контура

Многие радиолюбители в процессе настройки усилителя встречались с таким явлением. Это происходит, как правило, на диапазонах 160, 80 метров. Вопреки здравому смыслу ёмкость переменного конденсатора связи с антенной (С2), непозволительно мала, меньше чем ёмкость конденсатора настройки (С1).
если настраивать П-контур на максимальный КПД при максимально возможной индуктивности, то на этой границе возникает второй резонанс. П-контур при одной и той же индуктивности имеет два решения, то есть две настройки. Вторая настройка это, так называемый «инверсный» П-контур. Он назван так по тому, что ёмкости С1 и С2 поменялись местами, т. е. «антенная» ёмкость весьма мала.
Это явление описал и просчитал очень старый разработчик аппаратуры из Москвы. В форуме под тиком REAL, Игорь-2 (UA3FDS). Кстати весьма способствовал Игорю Гончаренко при создании его калькулятора для расчёта П-контура.

Способы включения выходного П-контура

Схемные решения, применяемые в профессиональной связи

Теперь о некоторых схемных решениях применяемых в профессиональной связи. Широко используется последовательное питание выходного каскада передатчика. В качестве С1 и С2 используют переменные вакуумные конденсаторы. Они могут быть как со стеклянной колбой, так и из радио-фарфора. Такие конденсаторы переменной ёмкости обладают рядом преимуществ. У них нет скользящего токосъёмника ротора, минимальная индуктивность выводов, так как они кольцевые. Очень малая начальная ёмкость, что очень важно для высокочастотных диапазонов. Впечатляющая добротность(вакуум) и минимальные размеры. Не будем говорить о двух литровых «банках» для мощности 50 кВт. О надёжности, т.е. о количестве гарантированных циклов вращения(туда - сюда). Два года назад «ушел» старичок РА выполненный на лампе ГУ43Б, в котором использовался вакуумный КПЕ типа КП 1-8
5-25 Пф. Этот усилитель отработал 40 лет, и ещё будет работать.
В профессиональных передатчиках вакуумные конденсаторы переменной ёмкости (С1 и С2) разделительным конденсатором не отделяют, это налагает определённые требования к рабочему напряжению вакуумного КПЕ, ведь там используется схема последовательного питания каскада и поэтому рабочее напряжение КПЕ выбирают с трёхкратным запасом.

Схемные решения, применяемые в импортных усилителях

В контурных системах импортных усилителей, выполненных на лампах ГУ74Б, одна или две ГУ84Б, ГУ78Б, мощность солидная и требования к FCC весьма жёсткие. Поэтому, как правило, в этих усилителях применяют ПЛ-контур. В качестве С1 применён двухсекционный конденсатор переменной ёмкости. Одна, малой ёмкости, для высокочастотных диапазонов. В этой секции малая начальная ёмкость, да и максимальная ёмкость не велика, достаточная для настройки в высокочастотных диапазонах. Другая секция, большей ёмкости, подключается галетным переключателем в параллель к первой секции, для работы на низкочастотных диапазонах.
Этим же галетным переключателем переключается анодный дроссель. На высокочастотных диапазонах малая индуктивность, а на остальных полная. Контурная система состоит из трёх - четырёх катушек. Нагруженная добротность относительно не высока, следовательно, КПД высокий. Использование ПЛ-конура приводит к минимальным потерям в контурной системе и хорошую фильтрацию гармоник. На низкочастотных диапазонах контурные катушки выполняют на кольцах AMIDON.
Довольно часто общаюсь по Skipe с другом детства Христо, работающего в ACOM. Вот, что он говорит: лампы, устанавливаемые в усилители, предварительно тренируются на стенде, затем тестируются. Если в усилителе используются две лампы (ACOM-2000), то подбираются пары ламп. Не парные лампы устанавливаются в ACOM-1000, где применяется одна лампа. Настройка контура производится только один раз в стадии макетирования, так как все компоненты усилителя идентичны. Шасси, размещение компонентов, анодное напряжение, данные дросселей и катушек - ничего не меняется. При производстве усилителей достаточно чуть сжать или раздвинуть только катушку диапазона 10 метров, остальные диапазоны получаются автоматически. Отводы на катушках запаиваются сразу при изготовлении.

Особенности расчётов выходных контурных систем

В настоящий момент, в интернете, существует много калькуляторов «считалок», благодаря которым мы имеем возможность быстро и относительно точно рассчитать элементы контурной системы. Главное условие - ввести в программу корректные данные. А вот тут то и возникают проблемы. Например: в программе, уважаемого мной, и не только, Игоря Гончаренко(DL2KQ), есть формула определения входного сопротивления усилителя по схеме с заземлённой сеткой. Она выглядит так: Rвх=R1/S, где S - крутизна лампы. Эта формула дана при работе лампы на участке характеристики с переменной крутизной, а у нас усилитель с заземлённой сеткой при угле отсечки анодного тока примерно 90 градусов с токами сетки при этом. И поэтому сюда больше подходит формула 1/0,5S. Сравнивая эмпирические формулы расчётов как в нашей, так и в зарубежной литературе видно, что наиболее правильно она будет выглядеть так: входное сопротивление усилителя работающего с сеточными токами и с углом отсечки примерно 90 градусов R=1800/S, R- в омах.

Пример : Возьмём лампу ГК71, её крутизна около 5, тогда 1800/5=360 Ом. Или ГИ7Б, с крутизной 23, тогда 1800/23=78 Ом.
Казалось бы, в чём проблема? Ведь входное сопротивление можно измерить, и формула есть: R=U 2 /2P. Формула есть, а усилителя пока нет, он только проектируется! К вышеизложенному материалу следует добавить, что величина входного сопротивления частотно зависима и меняется от уровня входного сигнала. Поэтому мы имеем чисто прикидочный расчёт, ведь за входными контурами у нас стоит ещё один элемент, накальный или катодный дроссель и его реактанс тоже зависит от частоты и вносит свои коррективы. Одним словом КСВ-метр, подключенный ко входу, отобразит наши усилия по согласованию трансивера с усилителем.

Практика - критерий истины!

Теперь ещё о «считалке», только уже по расчётам ВКС (или проще выходного P-контура). Здесь тоже есть нюансы, приведенная в «считалке» формула расчёта тоже относительно не корректна. Она не учитывает ни класса работа усилителя (АВ 1 , В,С), ни типа применённой лампы(триод, тетрод, пентод) - у них разный КИАН(коэффициент использования анодного напряжения). Можно посчитать Rое (резонансное сопротивление) классическим способом.
Расчёт для ГУ81М : Ua=3000В, Iа=0,5А, Uс2=800В, тогда амплитудное значение напряжения на контуре равно (Uаконт= Ua-Uс2) 3000-800=2200 вольт. Ток анода в импульсе (Iаимп= Iа *π) будет 0,5*3,14=1,57А, ток первой гармоники (I1=Iаимп* Iа) будет 1,57*0,5=0,785А. Тогда резонансное сопротивление (Rое=Uаконт/I1) будет 2200/0,785=2802 Ом. Отсюда мощность, отдаваемая лампой (Pл=I1*Uаконт), составит 0,785*2200=1727Вт - это пиковая мощность. Колебательная мощность, равна произведению половины первой гармоники анодного тока на амплитуду напряжения на контуре (Pк= I1/2* Uаконт) будет 0,785/2*2200=863,5Вт, или проще (Pк=Pл/2). Так же следует вычесть потери в контурной системе, около 10% и получим на выходе примерно 777 ватт.
В данном примере нам нужно было только эквивалентное сопротивление (Rое), а оно равно 2802 Ом. Но можно воспользоваться и эмпирическими формулами: Rое= Ua/Iа*k (k берём из таблицы).

Тип лампы	Класс работы усилителя
Тетроды	0,574	0,512	0,498
Триоды и пентоды	0,646	0,576	0,56

По этому, чтобы получить корректные данные из «считалки», в неё нужно ввести правильные исходные данные. Пользуясь калькулятором, нередко возникает вопрос: какое значение нагруженной добротности нужно вводить? Здесь есть несколько моментов. Если мощность передатчика высока, а у нас только P-контур то, чтобы «задавить» гармоники, приходится увеличивать нагрузочную добротность контура. А это - завышенные контурные токи и, следовательно, большие потери, хотя есть и плюсы. При большей добротности, форма огибающей «красивее» и нет впадин и приплюснутости, коэффициент трансформации P-контура выше. С большей нагруженной добротностью сигнал более линейный, но потери в таком контуре значительны и, следовательно, КПД ниже. Мы сталкиваемся с проблемой несколько иного характера, а именно с невозможностью создать «полноценный» контур на высокочастотном диапазоне. Причин несколько - это большая выходная ёмкость лампы и большое Rое. Ведь при большом резонансном сопротивлении оптимальные расчётные данные никак не вписываются в реальность. Изготовить такой «идеальный» P-контур(рис. 1) практически невозможно.

Так как расчётное значение «горячей» емкости P-контура мало, а мы имеем: выходную ёмкость лампы(10-30 Пф), плюс начальную ёмкость конденсатора(3-15Пф), плюс ёмкость дросселя(7-12Пф), плюс ёмкость монтажа(3-5Пф) и в итоге «набегает» столько, что нормальный контур не реализуется. Приходится увеличивать нагруженную добротность, а из-за резко возросших, при этом, контурных токов возникает масса проблем - повышенные потери в контуре, требования к конденсаторам, коммутационным элементам, да и к самой катушке, которая должна быть более мощной. В значительной степени решить эти проблемы может схема последовательного питания каскада (рис. 2).

У которого коэффициент фильтрации гармоник выше, чем у P-контура. В PL-контуре токи не большие, а значит и потерь меньше.

Размещение катушек выходной контурной системы

Как правило, их в усилителе две или три. Они должны быть расположен перпендикулярно друг к другу, дабы взаимоиндукция катушек была минимальная.
Отводы к коммутационным элементам должны быть как можно короче. Сами отводы выполняются широкими, но гибкими шинками с соответствующим периметром как, кстати, и сами катушки. Располагать их нужно на 1-2 диаметра от стенок и экранов, особенно с торца катушки. Хорошим примером рационального расположения катушек являются мощные промышленные импортные усилители. Стенки контурной системы, которых, отполированы и обладают малым удельным сопротивлением, под контурной системой лист полированной меди. Корпус и стенки не нагреваются катушкой, всё отражается!

Холодная настройка выходного П-контура

Часто на «техническом круглом столе» г. Луганска задаётся вопрос: как не имея соответствующих приборов «на холодную» настроить выходной П-контур усилителя и подобрать отводы катушек для любительских диапазонов?
Метод довольно старый и заключается в следующем. Сначала необходимо определить резонансное сопротивление (Roe) вашего усилителя. Значение Roe берётся из расчётов вашего усилителя или воспользоваться формулой описанной выше.

Затем нужно присоединить безиндуктивный (или малоиндуктивный) резистор, сопротивлением равным Roe и мощностью 4-5 ватт, между анодом лампы и общим проводом (шасси). Проводники соединения этого резистора должны быть как можно короче. Настройка выходного П-контура производится при установленной в корпусе усилителя контурной системе.

Внимание! Все напряжения питания усилителя должны быть отключены!

Выход трансивера, соединяют коротким отрезком кабеля, с выходом усилителя. Реле «обхода» переводят в режим «передача». Выставляют частоту трансивера на середину нужного диапазона, при этом внутренний тюнер трансивера должен быть отключен. Подают с трансивера несущую (режим «CW») мощностью 5 ватт.
Манипулируя ручками настройки С1 и С2 и подбирая индуктивность катушки или отвод для нужного радиолюбительского диапазона добиваются минимального КСВ между выходом трансивера и выходом усилителя. КСВ-метр можно использовать встроенный в трансивер, или подключить внешний между трансивером и усилителем.
Настройку лучше начинать с низкочастотных диапазонов, последовательно переходя к более высокочастотным.
После проведения настройки выходной контурной системы не забудьте снять настроечный резистор между анодом и общим проводом (шасси)!

Не все радиолюбители способны, и финансово в том числе, иметь усилитель на лампах типа ГУ78Б, ГУ84Б, да и даже на ГУ74Б. Поэтому имеем то, что имеем - в итоге приходится строить усилитель из того, что есть в наличии.

Я надеюсь, что эта статья поможет Вам в выборе правильных схемных решений в постройке усилителя.

С уважением Владимир (UR5MD).

Транскрипт

1 392032, г. Тамбов Аглодин Г. А. П КОНТУР Особенности П контура В век победного шествия современных полупроводниковых технологий и интегральных микросхем ламповые высокочастотные усилители мощности не утратили своей актуальности. Ламповым усилителям мощности, как и усилителям мощности на транзисторах присущи свои достоинства и недостатки. Но неоспоримым преимуществом ламповых усилителей мощности является работа на рассогласованную нагрузку без выхода из строя электровакуумных приборов и без оснащения усилителя мощности специальными цепями защиты от рассогласования. Неотъемлемой частью любого лампового усилителя мощности является анодный П контур рис1. В работе r Методика расчета П контура передатчика Константин Александрович Шульгин дал очень подробный и математически точный анализ П контура. Рис.1 Что бы избавить читателя от поиска необходимых журналов (все таки прошло более 20 лет), ниже приведены формулы для расчета П контура заимствованных из : fo = f Н f В (1) среднегеометрическая частота диапазона Гц; Qn X r = нагруженная добротность П контура; собственная добротность П контура, в основном определяется добротностью индуктивного элемента и имеет значение в пределах (в некоторых источниках обозначается как Q ХХ); собственные потери в контуре, в основном в катушке индуктивности, точным расчетам не подается, так как необходимо учитывать скин-эффект и потери на излучение по полю. Указанная формула имеет погрешность ±20%; N = (2) коэффициент трансформации П контура; эквивалентное сопротивление анодной цепи усилителя мощности; сопротивление нагрузки (сопротивление фидерной линии, входное сопротивление антенны и т.д.); Qn η = 1 (3) КПД П контура;

2 X = N η η (Qn η) N 1 Qn (4); X X = Qn X η (5); Qn X X = (6); η 2 2 (+ X) 2 10 = X 10 = 6 12 пф (7); X мкгн (9); 10 = 12 пф (8); X П контур с одной стороны представляет собой резонансную цепь с добротностью Qn, с другой стороны трансформатор сопротивлений, преобразующий низкоомное сопротивление нагрузки в высокоомное эквивалентное сопротивление анодной цепи. Рассмотрим возможность трансформирование при помощи П контура различных значений сопротивления нагрузки в эквивалентное сопротивление анодной цепи при условии =const. Допустим необходимо реализовать П контур для усилителя мощности собранного на четырех пентодах ГУ-50 включенных параллельно по схеме с общей сеткой. Эквивалентное сопротивление анодной цепи такого усилителя составит =1350Ом (для каждого пентода 5400±200 Ом), выходная мощность составит примерно Р ВЫХ Вт, мощность потребляемая от источника питания Р ПОТ Вт. По заданным условиям: диапазон 80 метров, fo = f f = = , Н В =1350Ом, Qn=12, =200 по формулам (1) (9) произведем расчет для пяти значений: =10 Ом, =20 Ом, =50 Ом, =125 Ом, =250 Ом. Результаты расчета приведены в таблице 1. Таблица 1 диапазон 80 метров, fo= гц, =1350Ом, Qn=12, =200 КСВ N пф мкгн пф,78 5,7 20 2,5 67,5 357,97 5,8 50 1,0 27,0 333,04 6,5 10,8 302,98 7,94 972,4 273,80 9,56 642,2 Аналогичные расчеты необходимо произвести и на другие диапазоны. Более наглядно изменение величин элементов, и от сопротивления нагрузки приведены в виде графиков как функции от рис.2.

3 400 С1 пф мкг 8,8 7,2 5, пф Рис.2 Отметим характерные особенности графиков: величина емкости С1 монотонно убывает, величина индуктивности монотонно возрастает, а вот величина емкости С2 имеет максимум при =16 20 Ом. На это необходимо обратить особое внимание и учитывать при выборе диапазона перестройки емкости С2. Более того, сопротивление нагрузки чисто активным характером обладает довольно редко, как правило сопротивление нагрузки (антенны) имеет комплексный характер и для компенсации реактивной составляющей необходим дополнительный запас по диапазону перестройки элементов П контура. Но более правильно использовать блок САУ (согласующее антенное устройство) или антенный тюнер. САУ желательно использовать и с ламповыми передатчиками, для транзисторных передатчиков САУ обязательно. На основании выше изложенного приходим к выводу, что для согласования при изменении сопротивления нагрузки необходима перестройка всех трех элементов П контура рис.3. Рис.3 Практическая реализация П контура С середины 60-х годов прошлого века гуляет схема П контура рис.4 которая вроде прижилась и не вызывает особых подозрений. Но давайте, обратим внимание на метод коммутации индуктивного элемента в П контуре. 1 2 S Рис.4 T Рис.5 S Кто ни будь пробовал коммутировать аналогичным образом трансформатор или автотрансформатор рис.5. Даже один короткозамкнутый виток может привести к полному выходу из строя всего трансформатора. А с катушкой индуктивности в П контуре мы без тени сомнения поступаем точно так же!?

4 Во первых, магнитное поле не замкнутой части катушки индуктивности создает ток короткого замыкания I КЗ в замкнутой части катушки рис.6. Для справки: амплитуда тока в П контуре (да и в любой другой резонансной системе) имеет не так уж малую величину: I К 1 А1 = = I Qn = 0,8А, где: I К1 амплитуда резонансного тока в П контуре; I А1 амплитуда первой гармоники анодного тока (для четырех ГУ-50 I А1 0,65А) Рис.6 И куда будет расходоваться энергия тока короткого замыкания (I КЗ рис.6): на нагрев самих короткозамкнутых витков и на нагрев контактных узлов переключателя S (рис.4). Q-метр Рис.7 Q-метр Q =200 Q КЗ 20 а) б) Во вторых, если имеется возможность воспользоваться Q-метром (измеритель добротности) снимите показания с незамкнутой катушки индуктивности и с частично замкнутыми витками рис.7а, рис.7б Q ОКЗ будет в раз меньше чем Q, теперь по формуле (3) определим КПД П контура: Qn 12 η = 1 = 1 = 0,94, 200 Qn 12 η КЗ = 1 = 1 = 0,4?! кз 20 На выходе П контура имеем 40% мощности, 60% ушло на нагрев, вихревые токи и т. д. Обобщая первое и второе в итоге получаем не П контур, а какой то ВЧ-тигель. I КЗ Какие имеются пути конструктивного улучшения П контура: Вариант1 схему по рис.4 можно модернизировать следующим образом: количество индуктивных элементов должно быть равно количеству диапазонов, а не две, три катушки как обычно. Для уменьшения магнитного взаимодействия рядом расположенных катушек их оси необходимо располагать перпендикулярно друг к другу, по крайней мере, в пространстве есть три степени свободы, координаты X, Y, Z. Коммутацию осуществлять в местах соединения отдельных катушек. Вариант2 использовать перестраиваемые индуктивные элементы, например вариометры. Вариометры позволят более тонко настраивать П контур (табл.1 и рис.3). Вариант3 использовать такой вид коммутации, который исключал наличие замкнутых или частично замкнутых катушек. Один из возможных вариантов схемы коммутации приведен на рис.8.

5 М М М Рис.8 Литература 1. Шульгин К. А. Методика расчета П контура передатчика Радио, 7

3.5. Сложный параллельный колебательный контур I Контур, у которого хотя бы одна параллельная ветвь содержит реактивности обоих знаков. I С С I I Магнитная связь между и отсутствует. Условие резонанса

Антенно-согласующее устройство Выполнил: студент гр. ФРМ-602-0 Цель: Разработка автоматической схемы управления АнСУ для следящей самоподстройки его под заданный КБВ Задачи: 1) Изучить устройство и принципы

Задачи по дисциплине «Электроника», включенные в контрольную работу 2 1. В параллельном колебательном контуре (см. рисунок) при резонансном напряжении U k0 расходуется активная мощность P 0.. Определить

Лекция Тема олебательные системы Выделение полезного сигнала из смеси различных побочных сигналов и шумов осуществляется частотно-избирательными линейными цепями, которые строятся на основе колебательных

0. Измерения импульсных сигналов. Необходимость измерения параметров импульсных сигналов возникает, когда требуется получить визуальную оценку сигнала в виде осциллограмм или показаний измерительных приборов,

Метод комплексных амплитуд Гармонические колебания напряжения на зажимах элементов R или вызывает протекание гармонического тока такой же частоты. Дифференцирование интегрирование и сложение функций

ЛИСТ ОТВЕТОВ Упражнение 1.1.1. U U out in R 2 R 1 C 2 2 1 arctg RC Упражнение 1.1.2. f, Гц U in, В U out, В, о с2 () с tg() 50,0 23,0 6,7 0,291 73,6 400,00 11,78 20,00 3,4 64,6 23,0 8,4 0,365 66,9 240,37

Практические задания к экзамену по дисциплине «Радиотехнические цепи и сигналы» 1. Свободные колебания в идеальном контуре имеют амплитуду напряжения 20В, амплитуда тока 40мА и длина волны 100м. Определите

RU9AJ "КВ и УКВ" 5 2001г. Усилитель мощности на лампах ГУ-46 У коротковолновиков приобретает все большую популярность стеклянный пентод ГУ-46, на которых RU9AJ построил мощный усилитель на все любительские

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для реализации мощных, дешевых и эффективных регулируемых транзисторных высокочастотных резонансных преобразователей напряжения различного применения,

Практические занятия по ТЭЦ. Список задач. занятие. Расчёт эквивалентных сопротивлений и других соотношений.. Для цепи a c d f найти эквивалентные сопротивления между зажимами a и, c и d, d и f, если =

Министерство образования и науки РФ КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (КНИТУ-КАИ) им. А. Н. ТУПОЛЕВА Кафедра радиоэлектронных и квантовых устройств (РЭКУ) МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

33. Резонансные явления в последовательном колебательном контуре. Цель работы: Экспериментально и теоретически исследовать резонансные явления в последовательном колебательном контуре. Требуемое оборудование:

Лекция 8 Тема 8 Специальные усилители Усилители постоянного тока Усилителями постоянного тока (УПТ) или усилителями медленно изменяющихся сигналов называются усилители, которые способны усиливать электрические

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова Физический факультет Кафедра общей физики Л а б о р а т о р н ы й п р а к т и к у м п о о б щ е й ф и з и к е (электричество и магнетизм) Лабораторная

3.. Вынужденные колебания в последовательном контуре Последовательный и параллельный контуры E I - сопротивление собственных потерь контура - сопротивление источника сигнала и - сопротивление нагрузки

03090. Линейные цепи с индуктивно-связанными катушками. Цель работы: Теоретические и экспериментальные исследования цепи с взаимной индуктивностью, определение взаимной индуктивности двух связанных магнитной

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 ИЗУЧЕНИЕ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ В КОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ Цель работы: изучение зависимости силы тока в колебательном контуре от частоты источника ЭДС, включенного в контур, и измерение

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU (11) (51) МПК H03B 5/12 (2006.01) 173 338 (13) U1 R U 1 7 3 3 3 8 U 1 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ (21)(22)

УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в промышленных электрических сетях предприятий для компенсации

Лабораторная работа «Мостовые измерения» Измерительный мост Измерительным мостом называется электрический прибор для измерения сопротивлений, ёмкостей, индуктивностей и других электрических величин. Мост

Лабораторная работа 6 Изучение явления самоиндукции. Цель работы: исследовать особенности явления самоиндукции, измерить индуктивность катушки и ЭДС самоиндукции. Оборудование: катушка 3600 витков R L»50

Лекция 7 Тема: Специальные усилители 1.1 Усилители мощности (выходные каскады) Каскады усиления мощности обычно являются выходными (оконечными) каскадами, к которым подключается внешняя нагрузка, и предназначены

Лабораторная работа 16 Трансформатор. Цель работы: исследовать работу трансформатора в холостом режиме и под нагрузкой. Оборудование: трансформатор (собирать схему для понижающего трансформатора!), источник

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Электрические цепи с взаимной индуктивностью 1. Задание на работу 1.1. При подготовке к работе изучить: , . 1.2. Исследование цепей с индуктивно связанными

Page 1 of 8 6П3С (выходной лучевой тетрод) Основные размеры лампы 6П3С. Общие данные Лучевой тетрод 6ПЗС предназначен для усиления мощности низкой частоты. Применяется в выходных однотактных и двухтактных

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ПЕРЕЧЕНЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ (МОДУЛЕЙ) ДИСЦИПЛИНЫ п/п Модуль дисциплины Лекции, ч\заочн 1 Введение 0.25 2 Линейные электрические цепи постоянного тока 0.5 3 Линейные электрические

5.3. Комплексные сопротивления и проводимости. Комплексное сопротивление цепи импеданс: x Закон Ома в комплексной форме: i u i u e e e e e e i u i u Модуль равен отношению амплитуд напряжения и тока а

Вариант 708 В электрической цепи действует источник синусоидальной ЕДС e(ωt) sin(ωt ψ). Схема цепи приведенные на рис.. Действующее значение ЕДС Е источника, начальная фаза и значение параметров цепи

Измерение параметров магнитопроводов резонансным методом. Резонансный метод измерений может быть рекомендован к использованию в домашней лаборатории наряду с методом вольтметра амперметра. Его отличает

Резонанс «на ладони». Резонансом называется режим пассивного двухполюсника, содержащего индуктивные и ёмкостные элементы, при котором его реактивное сопротивление равно нулю. Условие возникновения резонанса

Скачать инструкцию по эксплуатации радиостанции р 140м >>> Скачать инструкцию по эксплуатации радиостанции р 140м Скачать инструкцию по эксплуатации радиостанции р 140м Контуры связаны между собой через

Г.Гончар (ЕW3LB) "КВ и УКВ" 7-96 Кое что о РА На большинстве любительских радиостанций применяется структурная схема: маломощный трансивер плюс РА. РА бывают разные: ГУ-50х2(х3), Г-811х4, ГУ-80х2Б, ГУ-43Бх2

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ АКТИВНОГО ДВУХПОЛЮСНИКА В НАГРУЗКУ Цель работы: Научиться определять параметры активного двухполюсника различными способами: с помощью

Конденсатор колебательного контура длительное время подключён к источнику постоянного напряжения (см. рисунок). В момент t = 0 переключатель К переводят из положения 1 в положение 2. Графики А и Б представляют

ПГУПС Лабораторная работа 21 «Исследование индуктивной катушки без сердечника» Выполнил Круглов В.А. Проверил Костроминов А.А. Санкт-Петербург 2009 Оглавление Оглавление... 1 Перечень условных обозначений:...

ВОПРОСЫ ВХОДНОГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Переходные процессы в электроэнергетических системах» 1 2 I 1 2 V 1 1. = 80v, U = v 2. = 0v, U = 7 v 3. = 30v, U = v 8 2 Определить значение ЭДС

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА Контрольная работа является одной из форм самостоятельной учебной деятельности студентов по использованию и углублению знаний и умений, полученных на лекционных, лабораторных и практических

РАСЧЕТ ВЫХОДНОГО ТРАНСФОРМАТОРА СОПРОТИВЛЕНИЙ ПЕРЕДАТЧИКА ДМВ-ДИАПАЗОНА Александр Титов Домашний адрес: 634050, Россия, Томск, пр. Ленина, 46, кв. 28. Тел. 51-65-05, E-mail: [email protected] (Схемотехника.

Тест по электротехнике. Вариант 1. 1.Какие приборы изображены на схеме? а) электрическая лампочка и резистор; б) электрическая лампочка и плавкий предохранитель; в) источник электрического тока и резистор.

5.12. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Усилители низкой частоты. УНЧ в интегральном исполнении это, как правило, апериодические усилители, охваченные общей (по постоянному и переменному току)

Широкополосные трансформаторы 50-омные блоки имеют внутри себя цепи с сопротивлением, часто значительно отличающимся от 50 Ом и лежащим в пределах 1-500 Ом. К тому же необходимо, чтобы вход/выход 50-омного

Примеры возможных схем решения задач семестрового задания Задание. Методы расчета линейных электрических цепей. Условие задачи. Определить ток протекающий в диагонали разбалансированного моста Уитстона

Лабораторная работа 4 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР Цель работы Изучить теорию резонансных радиотехнических цепей колебательных контуров (последовательного и параллельного). Исследовать АЧХ и ФЧХ

050101. Однофазный трансформатор. Цель работы: Ознакомиться с устройством, принципом работы однофазного трансформатора. Снять его основные характеристики. Требуемое оборудование: Модульный учебный комплекс

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Амплитудный модулятор Цель работы: исследовать способ получения амплитудно-модулированного сигнала с помощью полупроводникового диода. Управление амплитудой высокочастотных колебаний

Министерство образования и науки РФ Казанский Национальный Исследовательский Технический Университет им. А.Н.Туполева (КНИТУ-КАИ) Кафедра радиоэлектронных и квантовых устройств (РЭКУ) Методические указания

Синусоидальный ток «на ладони» Большая часть электрической энергии вырабатывается в виде ЭДС, изменяющейся во времени по закону гармонической (синусоидальной) функции. Источниками гармонической ЭДС служат

Лабораторная работа 6 Исследование платы гетеродина профессионального приемника Цель работы: 1. Ознакомиться с принципиальной схемой и конструктивным решением платы гетеродина. 2. Снять основные характеристики

Способы включения транзистора в схему усилительного каскада Как указывалось в разделе 6 усилительный каскад может быть представлен 4-полюсником ко входным зажимам которого подключен источник сигнала а

Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Новокузнецкий техникум пищевой промышленности» РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Электротехника и электронная техника

03001. Элементы электрических цепей синусоидального тока Цель работы: Ознакомиться с основными элементами электрических цепей синусоидального тока. Освоить методы электрических измерений в цепях синусоидального

Электромагнитные колебания Квазистационарные токи Процессы в колебательном контуре Колебательный контур цепь состоящая из включенных последовательно катушки индуктивности, конденсатора емкости С и резистора

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ОСНОВАМ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Оглавление: ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ... 2 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ... 2 РАБОТА 1. ЗАКОНЫ

11. Теорема об эквивалентном источнике. А - активный двухполюсник, - внешняя цепь Между частями A и нет магнитной связи. A I A U U ХХ A I КЗ 1. Теорема об эквивалентном источнике напряжения (теорема Тевенина):

Мордовский Государственный Университет Имени Н.П.Огарева Институт Физики и Химии Кафедра Радиотехники Бардин В.М. РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ И ОКОНЕЧНЫЕ КАСКАДЫ РАДИОПЕРЕДАТЧИКОВ. Саранск,

Катушки и трансформаторы со стальными сердечниками Основные положения и соотношения. Цепь со сталью представляет собой электрическую цепь, магнитный поток которой полностью или частично заключен в одном

Часть 1. Линейные цепи постоянного тока. Расчёт электрической цепи постоянного тока методом свертывания (метод эквивалентной замены) 1. Теоретические вопросы 1.1.1 Дайте определения и объясните различия:

58 А. А. Титов УДК 621.375.026 А. А. ТИТОВ ЗАЩИТА ПОЛОСОВЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ ОТ ПЕРЕГРУЗОК И МОДУЛЯЦИЯ АМПЛИТУДЫ МОЩНЫХ СИГНАЛОВ Показано, что биполярный транзистор представляет собой управляемый ограничитель

3.4. Электромагнитные колебания Основные законы и формулы Собственные электромагнитные колебания возникают в электрической цепи, которая называется колебательным контуром. Закрытый колебательный контур

ПРЕДИСЛОВИЕ ГЛАВА 1. ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1.1.Электрическая цепь 1.2.Электрический ток 1.3.Сопротивление и проводимость 1.4.Электрическое напряжение. Закон Ома 1.5.Связь между ЭДС и напряжением источника.

Page 1 of 8 Автоматический антенный тюнер фирменного трансивера напрочь отказывается согласоваться на вход старого доброго PA на лампе с общей сеткой. А ведь старый самодельный аппарат согласовывался и

Перечень тем программы предмета «Электротехника» 1. Электрические цепи постоянного тока. 2. Электромагнетизм. 3. Электрические цепи переменного тока. 4. Трансформаторы. 5. Электронные устройства и приборы.

(в.1) Тестовые вопросы по «Электронике». Ч.1 1. Первый закон Кирхгофа устанавливает связь между: 1. Падениями напряжения на элементах в замкнутом контуре; 2. Токами в узле схемы; 3. Мощностями рассеиваемыми

Тема 11 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА Радиоприемные устройства предназначаются для приема передаваемой посредством электромагнитных волн информации и преобразования ее к виду, в котором она может использоваться

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 Исследование воздушного трансформатора. Задание на работу.. При подготовке к работе изучить: , ... Построение схемы замещения воздушного трансформатора..3.

\главная\р.л. конструкции\усилители мощности\... Усилитель мощности на ГУ-81М на базе УМ от Р-140 Краткие технические характеристики усилителя: Uанода.. +3200 В; Uc2.. +950 В; Uc1-300 B (TX), -380 В (RX);

Работа 1.3. Изучение явления взаимной индукции Цель работы: изучение явлений взаимной индукции двух коаксиально расположенных катушек. Приборы и оборудование: источник питания; электронный осциллограф;

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ШИРОКОПОЛОСНОГО ТРАНСФОРМАТОРА Цели работы: 1. Исследование работы трансформатора в диапазоне частот при гармоническом и импульсном воздействиях. 2. Исследование основных

1 вариант A1. В уравнении гармонического колебания q = qmcos(ωt + φ0) величина, стоящая под знаком косинуса, называется 3) амплитудой заряда А2. На рисунке показан график зависимости силы тока в металлическом

Тема 9.. Характеристики, пуск и реверс асинхронных двигателей. Однофазные асинхронные двигатели. Вопросы темы.. Асинхронный двигатель с фазным ротором.. Рабочие характеристики асинхронного двигателя. 3.

Место дисциплины в структуре образовательной программы Дисциплина «Основы электротехники и электроники» является дисциплиной базовой части. Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями Федерального

Автоматическая настройка анодного конденсатора П-контура КВ усилителя мощности

Принцип работы.

За теоретическую основу разработки и изготовления данного устройства взят принцип сравнения фаз напряжений на сетке и на аноде лампы. Известно, что в момент полного резонанса П-контура, разность фаз напряжений на сетке и на аноде составляет строго 180 градусов и сопротивление анодной нагрузки чисто активное. Не настроенный в резонанс П-контур имеет комплексное сопротивление и соответственно отличный от 180 градусов сдвиг фаз сеточного и анодного напряжений. Характер реактивной составляющей комплексного сопротивления зависит от от того, выше или ниже по частоте находится собственный резонанс П-контура относительно рабочей частоты. Т.е. больше или меньше емкость конденсатора со стороны анода относительно емкости в резонансе.

Конечно, на настройку П-контура влияет не только емкость конденсатора со стороны анода, но данное устройство и не претендует на полную автоматизацию настройки. Т.о. задача состоит в том, чтобы в случае расстройки П-контура, повернуть ось конденсатора до положения, при котором реактивная составляющая комплексного сопротивления будет сведена к минимуму.

Аналогичную задачу решил Ю.Дайлидов EW2AAA , используя в своей конструкции фазовый детектор, выполненный по кольцевой балансной схеме на диодах. Недостатком такой схемы является невысокая точность настройки, необходимость подбора деталей балансного смесителя, необходимость тщательного экранирования, в итоге очень сильная частотная зависимость и сложность настройки.

Т.о. данную конструкцию можно рассматривать как модернизацию схемного решения EW2AAA.

Особенность конструкции.

В данной конструкции фазовый детектор выполнен на цифровой микросхеме DD2 типа КР1531ТМ2. Принцип работы очень прост и основан на алгоритме работы D-триггера, т.е. запись состояния на входе D по переднему фронту импульса на входе C. Логические элементы НЕ микросхемы DD1 выполняют роль формирователей прямоугольных импульсов из синусоидального напряжения на сетке и аноде. Т.о. на входы D и C триггеров поступает последовательность импульсов и идет сравнение их фронтов.

Например, напряжение на аноде опережает напряжение на сетке, фронт положительного импульса на входе D элемента DD3:1 появляется раньше, чем фронт на входе C, происходит запись единицы и на выходе 5 устанавливается ”1”. На входах D и C элемента DD3:2, импульсы появляются с точностью до наоборот и соответственно происходит запись нуля ”0” на выходе 9. В случае, если фаза напряжения на аноде отстает от фазы напряжения на сетке, состояние выходов 5 и 9 микросхемы DD3 меняется на противоположное.

Необходимо отметить, что момент переключения триггеров из одного состояния на другое при переходе разности фаз через 180 градусов, не идеален и имеет некую “вилку”, ширина которой определяется временем задержки логического элемента и для микросхем серии 1531 составляет несколько наносекунд. Эта “вилка” и определяет в основном максимальную точность настройки П-контура в резонанс. Забегая вперед отмечу, что максимальная точность отслеживания настройки на диапазоне 14 МГц, составляет +- 5 КГц. Что реально выглядит как вращение ручки настройки анодного конденсатора вслед за вращением ручки настройки частоты трансивера.

Назначение некоторых элементов схемы.

Конденсаторы С1 и С2 составляют емкостный делитель ВЧ напряжения анода. Конденсаторы С3 и С4 составляют емкостный делитель ВЧ напряжения сетки.

ВЧ напряжение, снимаемое с делителей, должно быть порядка 6 В по амплитудному значению в рабочем режиме. С1 – типа КВИ-1. С2 и С4 – проходные.

Микросхемы DD2 и DD4 – интегральные стабилизаторы, могут отсутствовать, если есть отдельный источник питания +5В.

DD5 – логические элементы 3И – предотвращают одновременное появление логических единиц на выходе фазового детектора (что недопустимо), а также блокируют работу автоматической настройки в случае необходимости при замыкании контактов ”Управление”.

Аналоговая часть схемы на транзисторах VT1-VT8 выполняет роль усилителей тока с ключами управления электродвигателем и меняет полярность на двигателе в зависимости от состояния логической единицы и нуля на выходе фазового детектора.

Транзисторы должны быть с буквой В или Г.

Выходы «К светодиодам» могут быть использованы в качестве наглядной индикации состояния фазового детектора (настройки) при ручной настройке в резонанс.

Особенности настройки и монтажа.

Все элементы схемы размещены на печатной плате в подвале шасси за исключением С1, С2, С3, С4, R1, R2. Дополнительное экранирование печатной платы не требуется.

От емкостных делителей до платы сигнал подается по экранированному проводу (кабелю). Весьма важно то, что длина кабеля от делителя С3,С4 должна быть больше, чем длина кабеля от делителя С1,С2. Это определяется необходимостью скомпенсировать задержку сигнала в лампе от сетки до анода. Практически, разность в длине для лампы ГУ-43Б составляет 10 см. В вашем конкретном случае разность может быть иной.

Интересно отметить, что «вилка» точности настройки зависит от напряжения смещения на элементах DD1. Напряжение смещения выбирается при помощи потенциометров R4 и R6 и имеет в моем случае следующую зависимость.

U смещения на входах 1 и 13 (В)	Точность срабатывания +-(КГц)

Т.о. необходимо установить напряжение на входах микросхем – 1,4 В, что обеспечивает максимальную точность настройки.

Размещение двигателя и сочленение его с осью конденсатора настройки в данном случае не рассматривается ибо это весьма индивидуально и зависит в первую очередь от возможностей конструктора. В моем случае используется двигатель с редуктором от машинки для счета денег с рабочим напряжением 6В. Поэтому пришлось последовательно с двигателем установить ограничивающий резистор с номиналом 62 Ом. В качестве конденсатора настройки используется вакуумный конденсатор КП1-8 5-250 пФ. Передача вращения осуществляется через пластмассовые шестерни.

В качестве резисторов R1 и R2 желательно использовать резисторы типа С2-10 (безиндуктивные), но это не обязательно.

• Скачать полный комплект файлов .

Если внимательно рассмотреть фотографию печатной платы, то можно заметить, что вместо микросхемы КР1531ЛИ3 стоит КР1531ЛИ1. Просто ту же самую логику можно выполнить на разных элементах, на ЛИ3 это проще, а у меня под рукой была ЛИ1.

Готов оказать посильную консультативную помощь только по email: rv3fn()mail.ru

Машуков Александр Юрьевич (RV3FN) .

Автоматическая настройка конденсатора связи П-контура КВ усилителя мощности
(дополнение к статье об автоматической настройке анодного конденсатора П-контура)

Введение

П-контур, это согласующее между активным усилительным элементом (лампа или транзистор) и излучающим устройством (антенно-фидерное хозяйство). За редким исключением сопротивления этих элементов различны. К тому же их сопротивление носит комплексный характер, т.е. имеет кроме активной, реактивную (ёмкостную либо индуктивную) составляющую.

Строго говоря, обе ёмкости П-контура влияют и на настройку П-контура в резонанс и на степень связи с нагрузкой (антенной). В случае лампового усилителя, т.е. когда выходное сопротивление усилительного элемента значительно больше сопротивления антенны, влияние ёмкости конденсатора С1 больше сказывается на резонанс, а влияние ёмкости конденсатора С2 на уровень связи с антенной. Принимаем, что С1 настраивает П-контур в резонанс, а С2 устанавливает оптимальный уровень связи с антенной.

Индикатором оптимального уровня связи для тетрода считается величина тока экранной сетки. Для различных ламп эта величина различна. Не вдаваясь глубоко в теорию, отмечу лишь, что при оптимальном токе экранной сетки обеспечивается оптимальный уровень нежелательных гармоник в спектре излучаемого сигнала заданной мощности. На практике, в процессе настройки, вращая ручку конденсатора С2, мы устанавливаем нужный ток экранной сетки. Итак, необходимо автоматизировать этот процесс.

Структурная схема

Блок контроля тока второй сетки выдаёт сигнал в случае, когда ток понижается до уровня менее 20 мА и при токе более 40 мА. При токе в интервале 20-40 мА никаких сигналов не выдаётся. Безусловно, что уровни могут меняться по желанию при настройке.

Блок управления выполняет две функции. Первая – сформировать логический уровень для цифрового управления логическими элементами, вторая – разрешение для управления двигателем. Т.е., двигатель может вращаться (управляться) только, если есть условие резонанса в П-контуре. Этот сигнал приходит из блока управления конденсатором С1. И только при наличии необходимого уровня ВЧ напряжения на аноде. Это сделано для того, чтобы исключить ложное вращение двигателя при отсутствии сигнала раскачки, когда ток экранной сетки равен нулю, либо когда ток слишком мал по причине недостаточной раскачки.

Усилитель постоянного тока в особом объяснении не нуждается. Он аналогичен усилителю в схеме управления конденсатором С1 только выполнен на других элементах.

Принципиальная схема

Здесь необходимо отметить, что в предыдущей статье о настройке анодного конденсатора ещё не предусматривался выход на данную схему. Поэтому, я привожу модернизированную схему управления анодным конденсатором. Принципиальных изменений в ней нет. Заменены лишь некоторые детали, выведены сигналы для контроля резонанса (А,В), добавлен управляющий сигнал «Приём-передача» для исключения вращения двигателей в режиме (Приём). Это тот же управляющий сигнал, который приходит с трансивера для перевода усилителя в режим передачи. Практически, при правильной настройке схемы, таких вращений не бывает, но в процессе настройки возможны. Это как бы дополнительная гарантия. Но вернёмся к нашей схеме.

R 6 и R 8 это шунтирующие резисторы, через которые проходит ток второй сетки и на которых собственно и выделяется необходимое напряжение для открытия диодов оптопары DD 2. При малом токе второй сетки (0-20мА) оба светодиода закрыты и сопротивления выходных транзисторов оптопары большое. На выходах 6 и 7 оптопары – высокое напряжение «1». При нормальном токе (20-40мА) открывается одна оптопара, при токе более 40мА открывается вторая оптопара. Таким образом мы имеем три режима. До 20мА двигатель должен вращаться в одну сторону, повышая ток второй сетки. В интервале токов 20-40 мА двигатель должен стоять. При токе более 40 мА вращаться в другую сторону, понижая ток второй сетки. Всё это должно работать только при резонансе, за то отвечают элементы DD 1.2 и DD 1.1 и только при наличии достаточного уровня ВЧ напряжения на аноде лампы, за что отвечает схемка на диодах VD 1, VD 2 и транзисторе VT 1. Резистором R 1 устанавливается необходимый уровень этого напряжения. На выходе 13 элемента DD 1.4 устанавливается разрешающая логическая «1» при «нулях» на входах 11 и 12, т.е. при выполнении вышеуказанных условий. Элементы DD 1.3 и DD 3.5 формируют необходимое согласование со светодиодами индикации настройки VD 4 и VD 5. Элементы DD 4.1 и DD 4.2 формируют сигналы управления для усилителя постоянного тока и анализируют наличие разрешающих сигналов, в том числе и режим «ручной – автоматический». DD 3.4 в ручном режиме выдаёт нужное напряжение на кнопки ручного вращения двигателя KN 1 и KN 2, в автоматическом режиме кнопки не работают. Кнопки KN 3 и KN 4 концевые выключатели расположены на конденсаторе С2 с целью предотвращения его поломки и защите двигателя и схемы от чрезмерного тока в случае заклинивания двигателя на краях вращения конденсатора. Усилитель тока выполнен на оптореле DD 5 и DD 6. В отличие от предыдущей схемы УПТ на транзисторах, такая схема обеспечивает большую надежность (на полевых транзисторах значительно меньше падение напряжения) и конечно значительно проще. Гарантия того, что транзисторы не будут открыты одновременно, обеспечивается встречно-параллельным включением управляющих диодов. На транзисторе VT 2 выполнена защита светодиодов оптопары от чрезмерного тока. При сопротивлении резистора R 11 8,2 Ома VT 2 открывается при токе порядка 65мА. Диод VD3 защищает схему от обратных токов.

Принципиальная схема управления анодным конденсатором

Заключение

Процесс настройки может быть последовательным, т.е. с плавным повышением уровня раскачки или быстрым. Я использую быстрый. Это когда ручки конденсаторов ставятся в приблизительное для данного диапазона положение, регулятор выходной мощности трансивера в рабочий уровень, трансивер переводится в режим АМ и нажимается педаль. Сначала начинает вращаться ручка конденсатора С1 до установления резонанса, затем включается двигатель конденсатора С2 и устанавливается нужный ток второй сетки. При этом конденсатор С2 иногда останавливается и происходит коррекция резонанса конденсатором С1. Иногда приходится корректировать уровень раскачки, чтобы установить требуемую мощность.

Вот и всё. Переводим трансивер в режим SSB и не забываем переключить переключатели в ручной режим настройки, дабы избежать «рысканий» конденсаторов в процессе работы.

Желаю удачи! Конструктивные замечания приветствуются.

R 3FN ex RV 3FN Александр Машуков.

---